我国硫化铜选矿技术的五个发展方向

发表于:2024-02-09 09:50:10 浏览次数:
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在各类型铜矿资源中,己发现的铜矿物约有170多种,其中具有工业应用价值的仅有十多种。铜属于亲硫元素,铜矿物常以硫化铜矿的形式存在,目前,全世界约90%的原生铜产量来自硫化铜矿。因此,加强硫化铜矿选矿技术开发,研发新型高效选矿艺技术,对保障铜资源可持续供应具有重要意义。

硫化铜选矿技术

近年来,我国选矿科技工作者针对硫化铜矿选矿开展了大量研究工作,取得了丰硕成果,呈现出选矿工艺流程不断精细优化、选矿药剂研发及应用更加注重绿色高效、大型及新型装备不断推出、尾矿综合利用和资源化技术更加懂得重视等特点。具体表现如下:

1、选矿工艺流程不断精细优化

浮选是硫化铜矿回收的主要工艺,而矿石性质是决定浮选工艺的根本因素。不同的铜矿床浮选工艺也不近相同,另外,铜矿物的矿物种类、结晶程度、嵌布特定、矿石中伴生元素种类、矿石中脉石矿物种类以及脉石矿物的可浮性等都会对浮选产生影响,所以对于不同铜矿石,其选矿工艺流程往往存在较大不同。即使是同一座矿山,随着矿石的不断开采,矿石性质也会发生变化,为保障选矿指标,提高矿山经济效益,也需对选矿工艺流程进行改进优化。

我国典型铜矿如德兴铜矿、冬瓜山铜矿、永平铜矿、城门山铜矿、阿舍勒铜矿等矿山.都几无例外地进行过一次或多次选矿工艺流程的优化升级。下面以城门山铜矿为例了解一下精细优化的过程:

城门山铜矿选矿工艺流程优化过程:

城门山铜矿为典型的含铜黄铁矿型铜矿,原矿铜品位较低,但含硫量较大,且矿石中次生铜矿物种类多、易过磨、易氧化。

矿山选矿系统分三期进行建设,其中I、II期工程均设计采用铜异步浮选一粗精矿精选后再磨一精选一混选尾矿选硫工艺(原则工艺流程图见图3),综合回收辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、铜蓝等铜矿物,以及黄铁矿、伴生元素等。随着矿石性质的变化,结合试验研究结果,II期选矿工艺优化为铜快速浮选-铜硫异步混选-混合粗精矿再磨-铜硫分离-分离尾矿再硫精选选矿工艺流程(原则工艺流程图见图4),选矿指标得到明显提高。

原则工艺流程图1

原则工艺流程图2

2014年,针对城门山III期矿样开展了选矿工艺技术研究,根据矿石性质特性,推荐采用铜快速浮选-异步选铜-铜粗精矿再磨-铜精选-铜浮选尾矿选硫工艺流程(原则工艺流程图见图5)。该工艺经I期选矿厂验证后,作为III期选矿厂设计依据。

原则工艺流程图3

2、选矿药剂研发及应用更加注重绿色高效

高效的选矿药剂是实现精细化选矿工艺的重要条件之一。常用的硫化铜矿捕收剂主要有黄药类、黑药类、硫氨酌类和硫氮类。与黄药类或黑药类相比,硫氨酯类药剂具有更高的选择性和稳定性,其对黄铜矿等铜矿物的捕收作用较强,近年来得到广泛应用。另外,在浮选硫化铜矿石时,捕收剂组合使用常比单一用药浮选效果好。

在硫化铜矿捕收剂研发方面开展了大量优化研究,开发了大量新型硫化铜矿石捕收剂,如新型黄药类捕收剂Y89系列。新型黑药类捕收剂烷基单硫代磷酸盐等。

选矿研究人员开展了选冶药剂分子结构与绿色合成工艺计算机辅助设计(CAMD)技术研究、选冶药剂绿色设计关键技术研究等,形成了利用计算机辅助分子设计技术(CAMD)开发清洁、高效选矿药剂的理论与技术,构建了基于CAM[)选矿药剂分子数据库。开发了合成原料转化率高、无污染中间体或反应副产物产生的绿色制备技术,构建了选矿药剂绿色制备核心技术体系,较大幅度缩短选矿药剂的研发周期,降低了选冶药剂对环境的影响。

3、大型及新型装备不断推出

矿产资源的贫化、社会不断发展的需求以及节能减排降耗的要求,迫使矿山企业向规模化、高效化方向发展,这一方面推动了国内外对大型、高效、低耗选矿设备的研究与应用,促进了选矿技术水平的提高,另一方面降低了单位能耗,提高了资源利用率,改善了环境,经济效益及社会效益显著。

近年来,我国碎磨设备、大型浮选机的研发与应用取得了突出成果.部分设备已达到国际水平,并进入世界矿业高端市场。除传统设备大型化、高效化外,一些新型设备也不断在硫化铜矿选矿领域得到应用,如高压辊磨机、立磨机、塔磨机、预选机等。

大型化设备

4、尾矿综合利用和资源化技术越来越得到重视

强化矿山尾矿综合利用及资源化利用是节能减排的必然要求。目前,铜矿山尾矿等固体废弃物综合利用主要集中在“尾矿再选回收”、“尾矿建材化利用”、“尾矿采空区回填”等方面,而选择哪种综合利用方式取决于尾矿等固体废弃物的矿物学特性及加工性能。

尾矿再选回收是对原有选矿工艺的有效补充,可对矿石中的有价元素“吃干榨净”;尾矿建材化利用是实现矿山大宗固废减排的有效途径之一;而尾矿回填不但可以节省尾矿存放成本,减少扬尘对环境的危害,而且可以避免土地塌方,降低矿山充填成本。

5、基因矿物加工工程学术观点提出,成为新的研究方向

目前,国内外矿物加工技术开发模式一般为“工艺矿物学研究-系统的选矿试验研究(包括小型试验、扩大连续试验、半工业或工业试验)-推荐工艺流程方案-根据推荐流程及经验进行选矿厂设计-试车投产”,虽然该模式相对可靠,但也存在较大弊端,如开发周期长、成本高、效率低等,有的选矿厂投产之日就是技术改造之时,个别选矿厂甚至到达服务年限仍未达产达标。

造成这些弊端的主要原因在于:对制约选矿工艺技术的根本因素—矿物、矿石和矿床的基因特性没有深入系统的研究、测试:大量现存的选矿工艺技术研究数据、工艺矿物学数据、生产实践数据和以往的设计资料等大数据库没有建立,更无法得到有效利用;现代信息化技术没有与选矿工艺技术研发和工程设计深度融合。

结语

未来,选矿工艺流程的不断精细优化,高效、绿色、低毒、易降解选矿药剂的研发和推广应用,大型、节能、智能化选矿装备的研发推出,仍将是推动硫化铜矿选矿技术水平提高的主要途径。


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