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铜矿选矿工艺

文章来源:河南宏科重工机械 发布时间:2014-12-16 08:57:20         浏览次数:912      
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一、铜矿选矿工艺简介

 

    浸染状铜矿石的浮选一般采用比较简单的流程,经一段磨矿,细度-200网目约占50%--70%,1次粗选,2--3次精选,1--2次扫选。如铜矿物浸染粒度比较细,可考虑采用阶段磨选流程。处理斑铜矿的选矿厂,大多采用粗精矿再磨—精选的阶段磨选流程,其实质是混合—优先浮选流程。先经一段粗磨、粗选、扫选,再将粗精矿再磨再精选得到高品位铜精矿和硫精矿。粗磨细度-200网目约占45%~50%,再磨细度-200网目约占90%~95%。

 

 
  致密铜矿石由于黄铜矿和黄铁矿致密共生,黄铁矿往往被次生铜矿物活化,黄铁矿含量较高,难于抑制,分选困难。分选过程中要求同时得到铜精矿和硫精矿。通常选铜后的尾矿就是硫精矿。如果矿石中脉石含量超过20%~25%,为得到硫精矿还需再次分选。处理致密铜矿石,常采用两段磨矿或阶段磨矿,磨矿细度要求较细。药剂用量也较大,黄药用量100g/(t原矿)以上,石灰8~10kg(原矿)以上。
根据矿物的种类不同,矿石选矿工艺主要包括磁选、浮选和重选、磁化焙烧-磁选。
铜矿选矿工艺概述

 


     矿山一般选矿工艺 原矿→一段破碎→二段破碎→料仓→给料→球磨→分级→浮选→再浮选→浓缩 取样 单金属矿浮选原则流程 单金属矿浮选原则流程的选择,主要取决于矿石中有用矿物的嵌布粒度特 性。 一般多为不均嵌布, 由于有益矿物和脉石硬度不同, 易于泥化, 影响回收率, 制定选别流程的原则是尽最使有用矿物经粗选、扫选得粗精矿或中矿,然后再磨 再选,对于嵌布不均的有益矿物在粗磨的条件下能产出部分合格精矿,粗选尾矿 进行再磨再选或得粗精矿再磨再选,而得第二种合格精矿。处理复杂不均嵌布矿石时,由于该类矿石有用矿物嵌布不均,连生体解离范 围较广,有时要用三段磨矿三段选别的流程。处理含大量原生泥和可溶性盐类矿石由于矿泥和矿砂选别工艺不一样,一般用泥砂分选流程。

 

 

 

二、铜矿选矿工艺

 

1、碎矿

 

碎矿设备主要有:颚式破碎机、球磨机、雷蒙磨等破碎磨粉设备。

 

     碎矿最终粒度为-12mm; 为三段一闭路流程,碎矿产品经过两段连续磨矿至-200目占70%,再经一次粗选、一次扫选,占70% 段连续磨矿至-200目占70%,再经一次粗选、一次扫选、两次 精选获得铜精矿;选铜作业的尾矿经一次磁粗选获得粗精矿, 精选获得铜精矿;选铜作业的尾矿经一次磁粗选获得粗精矿, 再磨至92% 200目的细度 然后经过两次精选获得铁精矿; 92%目的细度, 再磨至92%-200目的细度,然后经过两次精选获得铁精矿;精 矿脱水为浓密、过滤两段脱水作业,最终产品铜精矿含水14%,矿脱水为浓密、过滤两段脱水作业,最终产品铜精矿含水14%,铁精矿含水10%的设计流程。

 

 

 

2、磁选工艺及设备

 

    磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间磁性的差异使不同矿物实现分离的一种选矿方法。磁选法是铁矿石等黑色金属矿最常用的选矿方法,根据磁场强度的不同分为弱磁选和强磁选两大类。弱磁选工艺主要用于处理磁铁矿等强磁性矿物,强磁选工艺主要用于处理赤铁矿(红矿)等弱磁性矿物。

 

磁选选矿生产线的流程大致为:(料仓)---- 给料机 ---- 颚式破碎机 ----颚式细碎机----球磨机----螺旋分级机----磁选机(可得到精粉)。其中间的机器之间可用输送机相接。

 

 

 

3、浮选工艺及设备

 

     浮选工艺由颚式破碎机、球磨机、分级机、磁选机、浮选机、浓缩机和烘干机等主要设备,配合给矿机、提升机、传送机可组成完整的选矿生产线。该生产线具有高效、低能、处理量高、经济合理等优点。

 

    浮选技术近年来在铁矿选矿中也得到了广泛的应用,已成为弱磁性铁矿石和铁矿石伴生组分回收的重要方法,在磁铁矿精矿的反浮选脱硅降杂方面也得到了成功应用。

 

    浮选是利用矿物表面物理化学性质(疏水-亲水性质)的不同,来分选矿物的一种选矿方法。在浮选过程中,为增大有用矿物和脉石矿物表面性质的差异、提高浮选效率,通常需要添加各种浮选药剂(调整剂、捕收剂、起泡剂),控制不同矿物的可浮性。

 

    浮选是在气-液-固三相界面分选矿物的选矿方法。矿石经磨矿后,矿浆首先给人调浆槽,添加各种浮选药剂;然后给入浮选机,在浮选机的充气搅拌过程中,可浮性好的颗粒与矿浆中的气泡碰撞并吸附于气泡上,被携带至矿浆表面形成泡沫层;可浮选差的颗粒则留在浮选槽中作为尾矿排除,从而实现了对可浮性不同的矿物颗粒的分离。

 

 

 


三、氧化铜矿和混合铜矿处理的方法有下列两类:

 

   1、重选工艺及设备

 

    重力选矿是根据矿石中有用矿物于脉石矿物之间密度的不同,在一定的流体介质中分选矿石的方法。重选法是目前最通用的几种选矿方法之一,广泛用于处理矿物密度差较大的矿石,是选别金、钨、锡矿石及煤矿的传统方法,在铁矿选矿过程中,重选法主要用于弱磁性铁矿石的预选和尾矿中铁矿物的综合回收。

 

    2、磁化焙烧—磁选工艺及设备

 

    磁化焙烧是一种热化学处理赤铁矿的方法,它能使弱磁性的赤铁矿等氧化铁矿物转变为强磁性的磁铁矿(Fe3O4)。经过磁化焙烧的弱磁铁矿石即可用磁选法处理。

 

    赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、黄铁矿等矿物等矿物的磁性较低,用弱磁选无法回收,但可以利用磁化焙烧的方法将它们变成强磁性铁矿物(磁铁矿或γ-赤铁矿),然后利用弱磁选的方法回收。

 

    磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应气氛中进行物理化学反应的过程。根据矿石不同,化学反应不同。磁化焙烧按其原理可分为还原焙烧、中性焙烧和氧化焙烧等。

 


铜矿设备工艺流程

 

(1)浸染状铜矿石的浮选

 

   一般采用比较简单的流程,经一段磨矿,细度-200网目约占50%--70%,1次粗选,2--3次精选,1--2次扫选。如铜矿物浸染粒度比较细,可考虑采用阶段磨选流程。处理斑铜矿的选矿厂,大多采用粗精矿再磨—精选的阶段磨选流程,其实质是混合—优先浮选流程。先经一段粗磨、粗选、扫选,再将粗精矿再磨再精选得到高品位铜精矿和硫精矿。粗磨细度-200网目约占45%--50%,再磨细度-200网目约占90%--95%。

 

(2)致密铜矿石的浮选

 

    致密铜矿石由于黄铜矿和黄铁矿致密共生,黄铁矿往往被次生铜矿物活化,黄铁矿含量较高,难于抑制,分选困难。分选过程中要求同时得到铜精矿和硫精矿。通常选铜后的尾矿就是硫精矿。如果矿石中脉石含量超过20%--25%,为得到硫精矿还需再次分选。处理致密铜矿石,常采用两段磨矿或阶段磨矿,磨矿细度要求较细。药剂用量也较大,黄药用量100g/(t原矿)以上,石灰8--10kg(t原矿)以上。

 

 

 

多金属矿浮选原则流程

 

     多金属矿浮选是指两种有益矿物以上的金属矿浮选, 一般有优先浮选、混合浮选然后分离浮选和优先、混合浮选兼有的选别流程。如铅锌矿一般有 铅锌依次的优先浮选和铅锌混合浮远得混合精矿经再磨(或不再磨)后分离浮选 得铅精矿和锌精矿。又如铜、铅锌、硫化铁的多金属矿,其浮选流程一般为先优 先浮选铜铅,进行铜铅分离,优先浮选铜铅的尾矿进行锌、硫混合浮选然后分离锌硫或依次优先浮选锌、硫得锌精矿、硫精矿。某些矿石可利用矿物的可浮性使 用选择性捕收剂优先选出已解离的部分矿物,然后再进行混合浮选、分离浮选。 流程中有否再磨工序,视矿物解离情况而定。

 

优先浮选和混合浮选的优缺点如下:

 

(1)混合浮选磨矿细度较直接优先浮选为粗,可节省磨矿费用。

 

(2)混合浮选的浮选机用量少于优先浮选,浮选药剂也节省些。

 

(3)优先浮选生产操作较易,容易达到精矿品位.而混合浮选的分离浮选, 生产操作较优先浮选困难些。 上述是一般的优缺点比较,多金属矿选别流程要进行试验,对优先、混合浮 选的设计方案进行比较选定。

 


四、铜矿矿物原料分布

 


     目前,在地壳上已发现的铜矿物约有250多种,大约1/3是硫化物和硫酸盐类。方铜矿、闪锌矿等是冶炼铜锌的主要工业矿物原料。铜矿石一般是铜的硫化物或氧化物与其他矿物组成的集合体,与硫酸反应生成蓝绿色的硫酸铜。自然铜矿物有各种各样的颜色。黄铜矿呈亮黄色,斑铜矿呈暗铜红色,氧化后变为蓝紫斑状;辉铜矿(硫化二铜)铅灰色;铜蓝(硫化铜)靛蓝色;黝铜矿是钢灰色;蓝铜矿(古称曾青或石青)呈鲜艳的蓝色。在古代文献中,青色即指深蓝色。 全世界探明的铜矿储量约6亿多吨,储量最多的国家是智利,约占世界储量的三分之一。我国有不少著名的铜矿,如江西德兴、安徽铜陵地区、山西中条山、甘肃白银厂、云南东川、黑龙江多宝山、西藏江达县玉龙、墨竹工卡县驱龙等。在金属王国里,铜的导电性仅次于银。铜矿比银矿多且价格便宜。当今世界,一半以上的铜用于电力和电讯工业。

 

    南美洲的智利,号称“铜矿之国”。那里有个大铜矿,也是外国人根据孔雀石发现的,那是18世纪末叶的一个趣闻。当时,智利还在西班牙殖民者的统治下。一次,有个西班牙的中尉军官,因负债累累而逃往阿根廷去躲债。他取道智利首都圣地亚哥以南50英里的卡佳波尔山谷,登上1600米高的安第斯山时,无意中发现山石上有许多翠绿色的铜绿。他的文化素养使他认识到这是找铜的“矿苗”,于是带着矿石标本去报矿。后经勘查证实,这是一个大型富铜矿。这座铜矿特命名为“特尼恩特”(西班牙文意为“中尉”)。它是目前世界上最大的地下开采铜矿,年产铜锭30万吨。

 

  
五、铜矿物理性质

 


     铜是人类从铜矿石中提炼出来的较早的金属之一。它是最软的重金属,也是比重大的金属之一,具蓝灰色,硬度1.5,比重11.34,熔点327.4℃,沸点1750℃,展性良好,易与其他金属(如锌、锡、锑、砷等)制成合金。锌从铜矿石中提炼出来的金属较晚,是古代7种有色金属(、锡、铜、金、银、汞、锌)中最后的一种。锌金属具蓝白色,硬度2.0,熔点419.5℃,沸点911℃,加热至100~150℃时,具有良好压性,压延后比重7.19。锌能与多种有色金属制成合金或含锌合金,其中最主要的是锌与铜、锡、铜等组成的黄铜等,还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。 铜锌用途广泛,用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。此外,铜矿选矿设备属在核工业、石油工业等部门也有较多的用途。

 

  硬度:3.5-4.0
  比重:5.8-6.4g/cm3
  解理:解理在[011]晶带内
  断口:贝壳状断口
  颜色:钢灰色、铁黑色到黑色等
  条痕:黑色
  透明度:不透明
  光泽:金属光泽 
  发光性:无
  其他:性脆
  光学性质:薄片中褐色。二轴晶Nm = 2.63(红光)。具明显多色性,Nm-亮褐,Ng-暗褐。
  光性方位:Nm//b,Np∧a=0°±。反射色亮灰白带黄。
  反射率Rm:20 (红光),27.1(蓝光)。双反射白到灰白。

 

 

 


六、铜矿原料开采分类分布

 

     1、海相火山岩黄铁矿型铜矿床。产于下古生代石英角斑岩和细碧岩中。呈透镜状﹑似层状。矿石矿物以黄铜矿﹑黄铁矿为主。铜品位一般大于1%。如中国甘肃白银厂﹑青海红沟等矿床。

 

     2、超基性岩中的熔离型铜镍硫化物矿床。产于下古生代纯橄岩﹑辉橄岩﹑橄辉岩岩体的中﹑下部。呈似层状﹑透镜状。矿石矿物以黄铜矿﹑镍黄铁矿为主。铜品位一般小于1%。如中国甘肃金川﹑新疆喀拉通克等矿。

 

     3、变质岩层状铜矿床。产于中元古代白云岩﹑大理岩﹑片岩片麻岩中﹐沿层产出。矿体呈层状﹑似层状﹑透镜状。矿石矿物以黄铜矿﹑斑铜矿为主。铜品位一般大于1%。如云南东川汤丹﹑山西中条山胡家峪等矿。

 

     4、夕卡岩型铜矿床。产于中酸性侵入岩体和碳酸盐岩的接触带内外。矿体以似层状﹑透镜状﹑扁豆状为主。矿石矿物主要为黄铜矿﹑黄铁矿。铜品位一般大于1%。如安徽铜官山﹑江西城门山等矿。

 

     5、斑岩铜矿床。产于中生代﹑新生代花岗闪长斑岩﹑二长斑岩﹑闪长斑岩等及其围岩中。矿体呈似层状﹑透镜状。矿石矿物以黄铜矿为主。铜品位一般小于 1%。矿床常为大﹑中型。如江西铜厂﹑黑龙江多宝山﹑西藏玉龙、驱龙等矿。

 

     6、砂岩型铜矿床。产于中生代陆相砂岩与砂页岩中。矿体呈似层状﹑透镜状。矿石矿物以辉铜矿为主﹐其次为斑铜矿﹑黄铜矿等。铜品位多大于1%。如云南郝家河﹑四川大铜厂等矿。

 

 

 

七、铜的主要性能

 

     铜具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和延展性等物理化学特性。导电性能和导热性能仅次于银,纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。纯铜的新鲜断面是玫瑰红色的,但表面形成氧化铜膜后,外观呈紫红色,故常称紫铜。

 

     铜除了纯铜外,铜可以与锡、锌、镍等金属化合成具有不同特点的合金,即青铜、黄铜和白铜。在纯铜(99.99%)中加入锌,则称黄铜,如含铜量80%,含锌量20%的普通黄铜管用于发电厂的冷凝器和汽车散热器上;加入镍称为白铜,剩下的都称为青铜,除了锌和镍以外,加入其它金属元素的所有铜合金均称做青铜,加入什么元素就称为什么元素,最主要的青铜是锡磷青铜和铍青铜。如锡青铜在我国应用的历史非常悠久,用于铸造钟、鼎、乐器和祭器等。锡青铜也可用作轴承、轴套和耐磨零件等。

 

     与纯铜的导电性有所不同,借助于合金化,可大大改善铜的强度和耐锈蚀性。这些合金有的耐磨,铸造性能好,有的具有较好的机械性能和耐腐蚀性能。

 


八、铜的发展历程及用途

 

     由于铜具有上述优良性能,所以在工业上有着广泛的用途。包括电气行业、机械制造、交通、建筑等方面。目前,铜在电气和电子行业这一领域中主要用于制造电线、通讯电缆和其他成品如电动机、发电机转子及电子仪器、仪表等,这部分用量约占工业总需求量的一半左右。铜及铜合金在计算机芯片、集成电路、晶体管、印刷电路版等器材器件中都占有重要地位。例如,晶体管引线用高导电、高导热的铬锆铜合金。最近,国际知名计算机公司IBM已采用铜代替硅芯片中的铝,这标志着人类最古老的金属在 半导体技术应用方面的最新突破。 

 

     80年代中期,美国、日本和西欧国家的精铜消费中,电气工业所占比重最大,中国也不例外。而进入90年代以后,国外在建筑行业中管道用铜增幅巨大,成为国外消费铜的大头。据位于纽约的铜发展协会(CDA)发表的报告说:1997年,建筑业仍是美国铜产品的最大的最终用途市场,建筑业常利用铜的耐腐蚀性用于制造水管、屋顶及其他给排水设施,此外,还因其美观的外表而被用于建筑装修,建筑业用铜占美国铜产品总消费量的第一位。

 

     据中国有色集团内部统计,1997年我国铜的消费构成中电气行业(包括电线电缆)占77.7%,成为用铜的最大市场。

 

     1997年的中国铜消费结构数据来源于Simon Hunt的“1990~1997年中国铜消费调查报告”一文,为了避免重复计算,1997 年中国的电线电缆包括在电气行业中,而以前都计算在机械制造行业里。

 

     随着科学技术的日新跃益,铜的应用范围在拓宽,铜在医学、生物、超导及环境方面开始发挥作用。如,当聚氨酯塑料泡沫含有铜或氧化铜时,能大大减少这种塑料燃烧时所释放出致命的有毒气体-氢氰化物(HCN)。大量研究资料证明,铜的杀菌作用可以有效地降低肺炎病菌的传播,能抑制细菌生长,保持饮用水清洁卫生,所以,未来国内建筑业铜管的发展前景将十分广阔。

 

元素用途:

 

铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。

 

铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线,电机和变压器的绕阻,开关以及印刷线路板等。

 

在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。

 

在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。

 

在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等,每生产100万发子弹,需用铜13~14吨。

 

在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等。

 

以下是各行业铜消费占铜总消费量的比例:

 

行业                      铜消费量占总消费量的比例

 

电子(包括通讯)                  48%

 

建筑                                24%

 

一般工程                          12%

 

交通                                 7%

 

其他                                 9%

 

 

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