文献综述-我国铁铜矿选别工艺现状及新工艺探索方向.doc

1、文献综述课题名称云南某铁铜矿年处理二十万吨选矿选厂设计指导教师系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。我国铁铜矿选别工艺现状及新工艺探索方向1.前言 铜是人类使用最早的金属，也是国民经济建设不可缺少的重要原材料之一。由于铜具有高度的延展性，容易锻压，因此在电子、机械等制造业多用来生产各种零部件；铜的导热性能好，导热略低于银和金，因此常用铜来制造加热器，冷凝器，热交换器等；纯铜还是电的良好导体，其导电率仅次于银，因此铜在

2、电器、电子技术、电机制造等工业部门中应用最广，用量最大；铜的耐腐蚀性较强，盐酸和稀硫酸与铜不起作用，因此在化学、制糖、酿酒工业中多用铜来制造真空器、整流器，酿造锅阀门、管道等，此外铜能与锌、锡、铝、镍、铍等许多金属组成各种重要合金。近年来，随着我国经济高速发展，以及电子、机械等制造行业蓬勃发展，对铜的需求越来越大。我国铜资源储量虽然位居世界第7位，但由于铜矿成因类型多，成矿条件复杂；中、小型矿床多，超大型矿床少；贫矿多，富矿少；伴生组分多，选冶条件差，以及采选装备和工艺技术等原因，这使得我国铜资源的供求矛盾越来越突出。一方面由于低品位铜矿资源开发利用可能产生的环境影响可以治理；另一方面由于当前

3、我国电子、机械等制造行业发展过度依赖国外铁矿资源所付出的代价远远大于低品位铜矿资源的开发利用可能产生的环境代价，因此鼓励开发国内低品位铜矿资源、提高国内铜矿石产量占消费产量的比重，是有效缓解我国当前铜矿资源供需矛盾的主要途径之一。因此，研究采用正确的可持续发展策略，确保我国铜矿资源长期稳定供应，对保证我国国民经济持续发展具有重要的意义。2.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

4、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。磁铁矿（Magnetite）为氧化物类矿物磁铁矿的矿石。化学成分：FeO31.03，Fe2O368.96 ，属等轴晶系。晶体呈八面体、十二面体。晶面有条纹。多为粒块状集

5、合体。铁黑色，或具暗蓝靛色。条痕黑，半金属光泽，不透明，无解理。断口不平坦。硬度5.56.5。密度5.165.18g/cm3。具强磁性。性脆。无臭，无味。颜色为铁黑色，条痕呈黑色，金属光泽或半金属光泽，不透明，无解理，摩氏硬度5.5-6，比重4.8-5.3。因为它具有强磁性，中国古代又称为慈石、磁石、玄石。是矿物中磁性最强的，能被永久磁铁吸引，氧化后变为赤铁矿或褐铁矿。磁铁矿是炼铁的主要矿物原料，也是传统的中药材。 3.铁铜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

6、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。2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。 其中由于对原矿进行化学分析, 分析结果表明, 原矿含铁27.30%, 含铜0.24% , 原矿中含铁矿物以磁铁矿为主, 磁性铁中的铁

7、占总铁的52.23%; 原矿中铜矿物以原生硫化铜为主。脉石矿物主要以角闪石、黑硬绿泥石、钙铁榴石、方解石、石英为主。 所以我们选用上述方法进行矿石的选别。3.1铜浮选3.1.1 铜浮选流程铜矿石的选矿冶炼工艺主要有两大类: 浮选火法冶炼工艺与湿法堆浸浸出萃取电积工艺。浮选火法冶炼工艺是最早的选冶处理工艺，技术和工艺设备都很成熟，选矿对有用矿物回收率高，可回收伴生金属和大量硫精矿。铜精矿火法冶炼可浮选出大量硫精矿，可副产大量的硫酸，在阳极泥中还可回收金、银。因此，火法冶炼仍然是炼铜工业的主导方法。该工艺的缺点是火法冶炼厂对环境危害大、投资大、生产经营费用高。铜矿石经浮选试验，表明矿石易磨易选，采

8、用优先选铜再选硫浮选工艺，铜浮选采用二粗二扫一精流程，硫浮选采用一粗一扫一精流程。试验铜回收率为89%、硫回收率50%以上。湿法堆浸浸出萃取电积工艺早期主要用于处理氧化矿、低品位表外矿，逐渐发展到生物浸出工艺。因该工艺投资少、能耗低、污染轻、利润大，成为具有竞争力的提铜技术，吸引了较多的国家和矿山采用与深入研究。据统计，全世界采用此项技术生产的铜己达到240 多万t，占世界精铜产量的20%左右。该工艺优点显著，但缺点是只能单一回收铜，回收率偏低。该铜矿生物湿法堆浸选冶铜实际回收率为62% 63%。3.1.2 铜铁分离方法 原矿物相分析结果表明: 矿石中主要目的矿物为磁铁矿和以黄铜矿为主的硫化铜

9、矿。根据矿物的磁性和可浮性特点, 可以采用原矿磁选- 磁选尾矿再浮选的工艺流程。先进行弱磁选试验, 然后对弱磁选尾矿进行强磁选试验。弱磁选尾矿选铜流程试验来进行后面的铜矿选别试验。3.1.3 铜硫分离药剂捕收剂浮选铜最常用的捕收剂为黄药、黑药及乙硫氮等药剂。黄药是硫化铜矿浮选最主要的捕收剂，它可以与其他选择性捕收剂联合使用。黄药能很好地将硫化物( 包括黄铁矿) 无选择性地回收到硫化矿物混合精矿中。黑药类捕收剂是第二位重要的硫化矿物捕收剂。黑药对硫化矿物捕收能力相对较弱，浮选速度较慢，但是黑药对硫化铁矿物的选择性比黄药要好。硫代氨基甲酸酯是第三类重要的捕收剂。硫氨酯与黄药和黑药相比具有更高的选择

10、性和稳定性，一般作为硫化铜矿物的弱捕收剂使用。但是随着矿石复杂程度的不断加大，单一成分的捕收剂越发不能满足成分复杂的矿石的浮选要求，因此在选择捕收剂时，要兼顾选择性与捕收性能选矿工作者通过大量的试验发现，通过捕收剂的组合，使它们发生协同作用，从而达到理想的选别指标。因此，研究组合药剂已然成为铜硫浮选分离药剂领域发展应用的重要方向。抑制剂铜硫浮选分离工艺按使用的抑制剂种类不同可分成5大类:氰化物工艺、石灰高碱工艺、无机抑制剂低碱工艺、氧化还原剂电化学工艺以及有机抑制剂工艺。石灰高碱工艺应用最为广泛,此方法分离效果好,可以获得较高的铜精矿品位和回收率,但高碱介质使该工艺存在缺陷:石灰对矿石中的铜、

11、硫、金、银等矿物均有不同程度的抑制作用,不利于铜指标的进一步提高,尤其不利于伴生金、银等有价元素的综合回收,选铜尾矿中的硫被强烈抑制,只有加入活化剂,才能实现铜尾选硫,造成资源严重浪费,提高了浮选成本。用KMnO4、H2O2几乎都不改变黄铜矿的可浮性,但都能一定程度地抑制黄铁矿。Ca(ClO)2是黄铁矿的良好抑制剂,在矿浆pH=78低碱度条件下,不添加石灰,只需加入少量的Ca(ClO)2抑制剂,就可以很好地抑制黄铁矿,实现铜硫分离5。熊文良研究了在低石灰用量下,配以亚硫酸钠和水玻璃作为矿浆调整剂进行了优先选铜试验。结果表明:亚硫酸钠对黄铁矿有一定的抑制作用,随着用量的增加,在品位变化不大时,粗

12、精矿铜的回收率不断增加,但用量过大时对铜矿物有抑制作用。刘斌、周源等研究了在低碱条件下淀粉、焦性没食子酸、水杨酸、单宁酸、乳酸等多种有机抑制剂及其组合物对黄铜矿、黄铁矿可浮性的影响。选择焦性没食子酸+单宁酸作为黄铁矿的高效抑制剂,进行铜硫人工混合矿的浮选分离试验和实际矿石的铜硫浮选分离试验,获得了良好的分选指标。起泡剂起泡剂在矿物浮选中不仅影响气泡的数量和质量,也影响矿物颗粒之间的接触,而且在泡沫层中能促使黏附在气泡中的疏水性矿粒和亲水性矿粒的分离。起泡剂的性能优劣将直接影响浮选指标2。以前，我国矿山浮选用的起泡剂主要以松醇油为主，其他可供选择的品种较少。随着人们对松醇油的进一步认识和比较，不

13、论从性价比来说，还是从森林资源及环保等方面考虑，发现松醇油都不是最理想的起泡剂。近年来人工合成起泡剂已有取代天然起泡剂的趋势，并具有一定的优势，主要是高级醇、醚及醚醇化合物。人工合成起泡剂的性能优于天然起泡剂，来源稳定，生产量大，浮选效率高并且价格低。如730系列起泡剂，醇类起泡剂，醚醇类起泡剂以及4#,，12#等其它合成起泡剂。活化剂浮选黄铁矿时一般用硫酸做活化剂。矿山酸性污水也是黄铁矿浮选的较为理想的调整剂和活化剂,酸性污水中有较高浓度的Cu2+、Fe3+、SO2-4,具有清洗活化黄铁矿的作用,改善黄铁矿的可浮性。也有使用诸如石灰窑的废气CO2进行调浆。3.2 铁矿磁选将矿石经浮选铜硫后的

14、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。4.硫铁选矿新工艺铜硫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

15、和推广应用。(1)研发出滑石浮选及抑泥浮铜新工艺，减少了滑石对铜硫浮选的干扰，提高了铜精矿和硫精矿品位及回水利用率，降低了药剂消耗，有利于精矿脱水过滤;(2)研发出部分优先浮铜、强化铜硫混合浮选及中矿再磨新工艺，降低了再磨能耗，减少了铜浮选尾矿中铜的损失，提高了对细粒嵌布铜矿物的回收，对矿石适应性强;(3)研发出符合矿石特性的磁浮联合新工艺，优化了产品方案，高效回收了硫铁;(4)开发出高效铜选择性捕收剂、硫铁矿物高效组合浮选活化剂及磁选分散剂，有效提高了铜硫铁选矿指标。5.硫铁矿分选工艺研究的探索方向铜硫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，

16、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，铜硫铁矿石分选研究的探索方向有以下几个方面：(1)新型药剂的开发。在铜硫铁矿石浮选中，新型高效组合捕收剂和起泡剂研制是今后研究的重点。矿石浮选捕收剂正向提高捕收能力和提高选择性两方面发展。选择性的提高，有助于降低铜硫分离时石灰的用量，捕收能力的提高，有助于对矿石中铜、硫的回收率的提高，可实现铜硫低碱度浮选分离，最大限度地综合回收矿石中铜、硫等有益元素。从起泡剂的发展趋向来看，应该是以石油化工产品或副产品为原料，合成的新起饱剂，特别是脂肪醇和醚醇类起泡剂，必将逐步取代以天然植物油为原料加工生产的松醇