文献综述-我国铜铁矿选别工艺现状及新工艺探索方向.doc

1、文献综述课题名称安徽某铜铁矿年处理50万吨原矿选矿厂设计指导教师系矿物加工专业班级学生姓名学号开题日期要求：一、说明材料来源情况；二、对课题的研究历史、研究现状等进行准确的分析与归纳并作出简要评述；三、表达自己的观点与主张，阐述该课题的发展动向和趋势；四、字数要求3000字以上，可另附纸。我国铜铁矿选别工艺现状及新工艺探索方向摘要：本文通过从铜铁矿的矿石特性和选别方法阐述了铜铁矿选矿工艺现状，同时介绍了快速浮选和电化学浮选等选别新工艺，并就此提出铜铁矿选别的新型浮选药剂开发、分离工艺优化、电化学浮选的研究和微生物浸铜是新工艺的探索方向。关键词： 铜铁矿 铜硫分离 浮选 前言 自然界中, 已知的

2、铜矿物约有170多种 ,但具有工业应用价值的只有十几种。 铜在地壳内的平均含量是0.01%。各种铜矿物依其成因和化学成分不同可分为原生硫化铜矿(如黄铜矿)、次生硫化铜矿(如辉铜矿)及氧化铜矿物(如孔雀石)等。世界铜产量约为750万t/a。我国的铜矿床主要有斑岩铜矿、含铜黄铁矿、层状铜矿、矽卡岩铜矿、含铜砂岩铜矿、硫化铜镍矿及脉状铜矿七类。铜铁矿石主要产于矽卡岩矿床中，有的产于火山岩矿床和变质矿床。这类矿石中含铜一般为中等，含铁量却变化较大，高者可达50%以上，低者才10%20%。根据矿石有用矿物含量，在生产中有的选矿厂以铜矿物为主，有的以铁矿物为主，一般硫化铁矿物均作为次要产品。从矿床规模、铜

3、金属品位、矿床物质组成和开采条件等因素来看，中国铜矿资源在数量和品质方面均比较差，国际竞争力低，特别是富铜资源不足，已是公认的事实。因此必须采用更加高效的选矿技术开发和综合利用。一 矿石特性铜铁矿多属大型的矽卡岩型含铜磁铁矿床，在我国辽宁、河北、安徽和湖北等省均有，如我国安徽的铜官山铜矿、凤凰山铜矿、湖北的大冶铁矿、铜录山铜矿均属这类矿床。我国是世界上矽卡岩矿床最发育的国家之一。矽卡岩矿床是矿体一般产于铝硅酸盐岩(包括侵入岩、火山岩和混合岩等)和碳酸盐岩或其它钙质围岩接触带的矽卡岩及其附近的交代岩中，在高温气液的作用下，主要是通过接触反应交代的方式生成的。矽卡岩矿床具有非常重要的工业意义，是我

4、国富铁、富铜矿和钨、锡矿的主要矿床类型。 铜铁矿矿石一般储量较小，品位不高，矿物组成复杂，矿石中有用的矿物较多，主要以黄铜矿为主，含有磁铁矿、磁黄铁矿和黄铁矿，且伴有脉石矿物，常见的脉石矿物有石榴石、方解石、石英、滑石、蛇纹石、黑云母、白云石及硬石膏等矽卡岩造岩矿物为主。二 铜铁矿的选别工艺铜矿物以黄铜矿为主，品位不高;铁矿物以磁铁矿为主，品位较高，而且含铁高时，含铜下降;硫化铁矿物除黄铁矿外，常含有磁黄铁矿。使铁精矿中含硫偏高。铜铁矿石常用的浮选的方案有两种，一是先磁后浮，二是先浮后磁。采用先磁后浮流程，大部分铁可以先磁选出来，虽然能减少再磨处理量和铜硫浮选设备数量及浮选药剂用量，但铜在铁精

5、矿中损失较大，而且硫回收率也较低。矿石中磁黄铁矿矿物量占17%以上，磁性较强，磁选时将和磁铁矿一同被选入磁性产品中。因磁选后产生磁团聚现象，磁黄铁矿可浮性又差，磁选铁精矿中磁黄铁矿难以浮选脱除，致使铁精矿含硫很容易超标而成为废品。此外，采用先磁后浮流程，磁选后矿浆必须经浓缩后方可进入浮选作业，势必使流程配置变得复杂。 采用先浮后磁流程，则可以较好地克服上述弱点，特别是能明显地提高铜回收率和铁精矿质量。先浮铜硫，自然就不存在磁团聚对铜硫浮选的不利影响，加之在硫化矿浮选前就已将易浮脉石预先浮出，因此更加有利于改善浮选过程，同时也使整体流程配置更为简单和合理。应该注意的是，浮硫化矿时，一定要强化对硫

6、化铁矿的浮选，尽量将磁黄铁矿浮净，否则，在磁选磁铁矿时，磁黄铁矿会混入铁精矿，影响了铁精矿的质量。因此对于铜铁矿石的分选，强化磁黄铁矿的浮选，是提高回收率和降低铁精矿含硫的关键。2.1 铜硫浮选2.1.1 铜硫浮选流程对于浮选铜硫矿物有优先浮选和混合浮选，生产中常用优先浮选。优选浮选流程是指，在浮选含有两种或两种以上的有用成分的多金属矿石时，主要是解决回收各种有用矿物的顺序问题。如果先浮选一种矿物而抑制其余的矿物，然后再活化并浮选另一种矿物，这种依次回收有用矿物的流程。铜硫矿石的优先浮选原则流程是按矿物可浮性的好坏，顺次先浮铜再浮硫。如果在上述情况下，先将矿石中的两种或两种以上的有用矿物一起浮

7、出得到混合精矿，然后再将混合精矿进行分选，而得到不同有用矿物的合格精矿，这种先混合回收多种有用矿物的流程，称为混合浮选流程，又叫全浮选流程。例如，铜硫矿石的混合浮选原则流程就是首先将铜硫全部浮出，得出铜硫混合精矿和含铁尾矿。将混合精矿再磨或脱药，然后优先浮铜，得到铜精矿，再对尾矿进行磁选获得铁精矿。一般来说，混合浮选宜于处理原矿较贫、性质简单的矿石，在这种情况下较优先浮选有如下优点：可以节省磨矿费用，节省浮选药剂，节省浮选设备。矿石中共生有硫化铁矿物，其含量、可浮性及其与硫化铜矿物的共生关系等都直接影响铜的浮选指标。因此，铜铁矿的选矿必须解决铜硫分离的问题。铜硫浮选的原则流程可归结为以下几种。

8、（1）直接分离浮选流程。适用于含硫很高的块状含铜黄铁矿。矿石经细磨之后，抑制黄铁矿，浮出黄铜矿，尾矿即为硫精矿。（2）优先浮选流程。当块状含铜黄铁矿中含硫较低,用直接分离浮选流程不能得出合格硫精矿时用此流程。先浮出黄铜矿，再浮选选铜尾矿得硫精矿。浸染状的铜硫矿石也可采用此流程。优先浮选铜时要控制抑制剂的用量，以节省浮选黄铁矿时的硫酸用量。（3）混合-优先浮选流程。适用于浸染状铜硫矿石。在磨矿粒度较粗、矿浆碱度较低的条件下，先浮出铜硫混合精矿，然后加入抑制剂进行混合精矿再磨,在高碱度矿浆中抑制黄铁矿、浮出铜精矿。（4）泥砂分选流程。铜硫矿石经过磨矿后，如果矿砂部分含硫足够高,且大部分脉石富集在细

9、泥中，用这一流程可减少矿泥对铜浮选的影响，同时有利于硫精矿的质量。2.1.2 铜硫分离方法 对铜硫矿石无论采用哪一种流程，都存在一个铜硫分离的问题，分离的原则一般是浮铜抑硫，即抑制黄铁矿。 （1）石灰法。用石灰抑制黄铁矿是铜硫分离的常用方法。采用石灰法进行铜硫分离时，矿浆的pH值或矿浆中的游离CaO含量能明显地影响分离效果。一般的规律是，处理含黄铁矿量多的致密块矿时，需加大量石灰，使矿浆中的游离CaO含量达到/m3左右才能抑制黄铁矿。对含黄铁矿少的浸染矿，用石灰控制矿浆0H值在912就能浮铜抑硫。有时为了避免石灰用量过大造成“跑槽”和精矿难以处理的毛病，可补加少量氰化物或者选用对黄铁矿捕收力弱

10、的酯类捕收剂。 （2）石灰+亚硫酸盐法。这种方法是广泛使用的无氰抑制黄铁矿的方法。对于原矿含硫高或含硫虽然不高，但含泥高，或黄铁矿活性较大不易被石灰抑制的铜硫矿石，可采用石灰加亚硫酸盐抑制黄铁矿进行铜硫分离的方法。此法的关键是要根据矿石性质控制合适的矿浆pH值及亚硫酸盐(或SO2)的用量，并注意适当加强充气搅拌。有的实验研究指出：在pH=657的弱酸性介质中，采用石灰加亚硫酸盐法抑制黄铁矿较有效。石灰加亚硫酸盐法与石灰法比较，具有操作稳定、铜的指标好、硫酸等活化剂用量低的优点。 （3）石灰+氰化物法。对于浮游活性大的黄铁矿，用石灰加氰化物法抑制是有效的，但由于氰化物有毒，会污染环境，故人们力图

11、用石灰加亚硫酸法取代之。在铜硫分离浮选中，采用选择性好的捕收剂，不仅可以减少抑制剂和活化剂用量，而且操作稳定。2.2 铁矿磁选将矿石经浮选铜硫后的尾矿作为铁磁选流程的给矿进行弱磁选铁。弱磁选铁程一般采用一次粗选一次精选流程或一次粗选两次精选流程，得到铁精矿。而在之前的浮选流程中已强化对硫化铁矿的浮选，将磁黄铁矿基本浮净，避免了磁黄铁矿特殊的矿物学特性导致磁黄铁难以从磁铁矿石中分离出来,造成磁铁矿精矿硫含量偏高，影响铁精矿的质量。需要注意的是，无论是硫品位还是铁品位，都随着磁选浓度的增大而降低。因此，磁选浓度不宜过高。三 铜铁选矿新工艺 铜铁矿石主要采取浮选法处理，近年来在浮选工艺上，不断有新工

12、艺流程提出，这些新工艺主要以“快收、早收、早丢”为原则，表现在多碎少磨、异步浮选、分支串流浮选、电化学控制浮选和原生电位调控浮选新工艺受到广泛重视和推广应用。3.1 快速浮选技术快速浮选是芬兰奥托昆普公司研制出的一种新的浮选方法，它利用SkimAir新型浮选机在磨旷回路中浮选粗粒有用矿物，其特点是处理旋流器沉砂、给矿粒度、浓度高的单槽浮选，其优点是快速选出已经单体解离的粗粒矿物，少有用矿物的过粉碎，高有用矿物的回收率。研究公司( M D Research Company) 浮选组开发出一种Fastflot快速浮选法，可用于从细磨的细粒矿化复合矿石中分选有用矿物。这种工艺是利用一种高速水射流系统

13、进行充气、使颗粒泡沫接触和使固体颗粒悬浮。水射流以大于50m/s的高速度不停地喷出，以加快从混合喷嘴中低速喷入的位于两层矿浆之间的空气包层和水夹层的运动速度。两个速度之差产生一个切变速率，导致扳细气体的扩散。射流聚然减速，促使小颗粒产生惰性碰撞。近年来快速浮选技术得到日益广泛的应用，德兴铜矿、城门山铜矿和新疆宝地矿业有限公司选矿厂等都采用了快速浮选工艺，并取得获得良好的技术指标和经济效益。3.2 电化学浮选铜铁矿属硫化铜矿，硫化矿电化学选矿实质是: 通过电势pH值的匹配、调节和控制，使硫化矿物表面疏水化或亲水化，从而达到浮选与分离。电化学调控可使浮选过程选择性显著提高，适用于多金属矿和混合精矿

14、的分离浮选。在试验室调节和控制矿浆电势的方法有两种: 外控电势法是在浮选槽中加入电极，制成外控电势浮选槽，如芬兰奥托昆普公司研制了外控电势浮选机，成功地应用于浮选低品位铜镍硫化矿石，由于采用外控电势法不能均匀控制矿浆中的电势值，目前在现场实施尚有一定困难; 用化学法进行硫化矿物浮选矿浆电势的调控，是向浮选矿浆中加入一些氧化还原剂调节矿浆电势。化学法更容易在工业上实现，但药剂的种类与浓度选取不合适将会引起高的氧化还原剂消耗。H郭等用接触角测量、紫外光谱和微量浮选试验研究了外加电位对合成黄铜矿和天然黄铜矿在戊基钾黄药溶液中的润湿性的影响，试验结果表明，在没有捕收剂存在时，黄铜矿浮选的矿浆电位范围为

15、0.1087+ 0.12V 时极的电位，在7104。mol/L的PAX溶液中，天然黄铜矿浮选的电位范围为0.2+0.205V。欧乐明认为在解决了矿浆电位和化学药剂添加的自动控制等问题后，用化学药剂进行电位调控浮选将会在工业生产中发挥巨大的作用。电化学和浮选柱技术的良好结合是解决复杂硫化矿浮选分离的新途径。电化学浮选在国外有工业化应用,Anavena报导智利Chquicamata矿山引入氮气进行矿浆电位调控，NaHS耗量减少48%，应用电极测量控制后，抑制剂用量又节省21%。保加利亚的Rudozem选厂铜锌多金属矿石的浮选中，给矿中含有21.19% Cu和6.13% Zn，电化学处理后得到的铜精

16、矿中含有24.18% Cu和1,19% Zn。应用常规浮选技术从含3.18% Cu和 11.14% Zn的矿石中浮选可以得到含Cu24%25%和Zn10%12%的铜精矿。而经过电化学处理，不用抑制剂就能使Zn矿物得到有效抑制。Ihanti矿山安装了奥托昆普公司开发的OKJ2PCF电位监测系统，使石灰和捕收剂用量降低2/3，自电位监测以来，选矿厂的利润增10%20%。四 铜铁矿分选工艺研究的探索方向铜铁矿较单一矿物成分复杂，作为难选的铜矿石，如何提高其矿产资源的可利用性，提高矿石选别指标，一直是选矿研究者关注的重要问题。此外，在选矿的过程中存在着严重的硫化氢污染问题，也不容忽视，因为这不仅关乎到企业谋利的长远发展，还关乎到国家矿产资源的供给与整个环境保护的发展。因此，铜铁矿石分选研究