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2 6 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第5 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 l - 9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 5 ．0 0 6 刚果 金 某氧化铜钻矿选矿试验研究及工业应用 毛竞 湖南有色金属研究院，长沙4 1 0 1 2 6 摘要刚果 金 某铜钴矿氧化率高、可浮性差异大、尤其是钴的回收率偏低，通过多年来的技术研究，依据刚 果 金 氧化铜钴矿的性质特点及成矿规律，开发出浮选一磁选联合工艺流程，相比单纯浮选工艺，铜回收率提高5 ％ 以上，钴回收率提高1 5 ％一2 0 ％，为该地区氧化铜钴矿的开发利用提供了新的技术方案。 关键词氧化铜钴矿；浮选一磁选联合工艺 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 4 ；T D 9 1 3文献标志码A文章编号1 6 7 l _ 9 4 9 2 2 0 1 8 0 5 J 0 0 2 6 _ 0 4 B e n e f i c i a t i O nE x p e r i m e n tR e s e a r c ha n dI n d u s t r i a lA p p H c a t i o n o faC o p p e rO x i d eC o b a l tO r ei nC o n g o D R C M A o 】i n g H “n o nR e s e Ⅱr ℃ ，眦￡如u ￡e ／白r ，v o ，乒r r o L 拈J l 扎￡n 如，l 流血瞪 n4 J D J 2 6 ，C 矗i n n A b s t r a c t I nt h eC o n g o D R C ，ac o p p e r c o b a l to r eh a sah i g ho x i d a t i o nr a t ea n da1 a 唱ed i f k I ．e n c ei n f l o a t a b i l i t y ． I n p a r t i c u l a r ， t h e r e c o v e r yr a t e o fc o b a l ti s1 0 w ．B a s e do ny e a r so ft e c h n i c a lr e s e a r e ha n dt h e c h a r a c t e r i s t i c so ft h eD R CO r ef o 瑚a t i o n1 1 J l e s ，d e v e l o p i n gn o a t a t i o n - m a g n e t i cc o m b i n a t i o np r o c e s s ，a n dc o m p a r e d t ot h es i m p l en o t a t i o np r o c e s s ，t h ec o p p e rr e c o v e r yr a t ec o u l db ei n c r e a s e db y5 ％，c o b a l tr e c o V e r yr a t ec o u l db e i n c r e a s e db y15 - 2 0 ％，w h i c hp r o v i d san e wt e c h n i c a ls 0 1 u t j o n sf o rt h ed e v e l o p m e n ta n du s eo fc o p p e ro x i d ec o b a l t o r ei nt h er e g i o n ． K e yw o r d s c o p p e ro x i d ec o b a l to r e ；f l o a t a t i o n ．m a g n e t i cc o m b i n a t i o np m c e s s 横跨非洲大陆中部的刚果民主共和国 简称“刚 果 金 ” 与赞比亚的“非洲铜带”内已知矿床中含有 1 ．4 亿t 铜和6 0 0 万t 钴金属，其中刚果 金 段的铜 钴矿床含铜高达58 0 0 万￡，含钴高达4 6 0 万l ，分别占 “非洲铜带”铜、钴资源储量的4 l ％和7 7 ％。 目前，氧化铜钴矿的主流选矿工艺还是硫化浮 选法。氧化矿含泥量大，浮选药剂成本较高，且针对 部分可浮性较差的铜钴矿，大多集中在新型药剂的 开发研究。通过多学科交叉研究，找到了该地区铜 钴矿的成矿规律和矿物特征，开发出低成本环保磁 选回收工艺，为铜钴矿的开发提供了新的方案，本文 以刚果 金 L 矿为例。 表1 T a b l e1 1矿石性质 L 矿主要矿物特性可概括为该铜钴矿物氧化 率高，赋存状态复杂。氧化铜矿物主要为孑L 雀石，钴 矿物主要以水钴矿形式存在，少部分钴矿物以机械 混入式和吸附形式进入褐铁矿中，部分铜、钴矿物嵌 布粒度细小，磨矿解离困难，矿样中含有一定量的滑 石、云母等层状硅酸盐矿物，这些矿物可浮性极好， 会与目的矿物发生竞争吸附，消耗浮选药剂用量，必 须预先脱除。试验矿样含铜2 ．1 0 ％左右、含钴 1 ．2 1 ％，铜钴氧化率均超过9 8 ％。矿样化学成分分 析结果见表1 ，主要矿物组成见表2 。 矿样多组分分析结果 M u l t i c o m p o s i t i o na n a l y s i sr e s u l t so fo r es a m p l e s ／％ 收稿日期2 0 1 7 一1 2 2 2修回日期2 0 1 8 旬8 ．2 2 作者简介毛竞 1 9 8 3 一 ，女，湖南岳阳人，硕士，工程师，从事有色金属氧化矿选矿研究。 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 毛竞刚果 金 某氧化铜钴矿选矿试验研究及工业应用 ．2 7 ． 矿样中主要铜矿物为孑L 雀石、硅孑L 雀石，含少 量黄铜矿及辉铜矿、蓝辉铜矿；主要钴矿物为水钴 矿；脉石矿物为石英、白云母、绿泥石、黏土矿物及 滑石。矿样中的钴以氧化钴中的钴为主要存在形 式，分布率为9 6 ．2 2 ％；硫化钴及硅酸盐中的钴分 布率分别为2 ．0 4 ％及1 ．7 4 ％。氧化钴主要以水 钴矿的钴矿物形式存在或以吸附方式及机械混入 方式赋存于部分孔雀石及褐铁矿中，由于钴复杂 的赋存状态导致钴的回收也是很复杂的。矿样中 滑石、白云母及绿泥石等层状硅酸盐矿物的含量 达1 8 ．2 5 ％，会给选矿工艺带来两方面的影响首 先，高含量的滑石、白云母等层状硅酸盐会造成选 矿磨矿时容易过磨，易于泥化；再者，滑石、白云母 的可浮性好，将会影响浮选氧化铜钴时精矿的 品位。 云母、滑石等矿 物的脱除 2 试验方案的确定 刚果 金 铜钴矿石赋存状态复杂，可选性差异 也很大，针对该类型氧化铜钴矿选矿的核心问题是 采用先进的选矿工艺，在保证较高的铜钴金属回收 率的前提下，产出与现代冶金工艺相适宜的铜钴精 矿产品。氧化铜矿物中的孔雀石可以用硫化浮选回 收，硅孔雀石则很难回收。氧化钴矿物可浮性较差， 水钴矿可采用浮选法回收，而水钴铜矿及与褐铁矿、 脉石矿物的关系密切的钴矿物，用浮选方法难以回 收，这必将严重影响钴的回收率。 工艺矿物学研究表明该氧化铜矿物不仅具有 较大的可浮性差异，还具有明显的磁选特性差异。 结合工艺矿物学研究成果，在探索性试验研究的基 础上确定采用浮选一磁选联合的原则工艺流程，以 保证铜、钴矿物的回收。原则工艺流程见图1 。 图1 F i g ．1 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第5 期 3 工艺对比与分析 刚果 金 矿业历史悠久，铜钴矿选矿厂绝大多 数是在比利时统治时期建设起来的，加丹加地区现 在开发的矿山大部分为氧化矿，极少数矿山在开采 硫化矿。目前，加丹加地区的选矿工艺主要有洗 矿、重介质选矿、浮选、化学选矿等。随着近几年来 研究的深入，引入了浮选一磁选联合工艺，并获得了 工业应用，为刚果 金 地区铜钴矿的开发提供了新 的思路。本文对传统浮选工艺和单一磁选工艺以及 原矿 氧 浮选一磁选联合工艺进行对比。 3 ．1 传统浮选方案 浮选目前是加丹加地区处理铜钴矿有效的选矿 工艺。针对L 矿的性质特点，采用传统浮选工艺进 行了详细的磨矿细度、药剂种类与用量等条件试验、 开路试验、闭路试验、工艺优化试验等。最终浮选试 验条件磨矿细度为一7 4 m 占7 2 ．3 ％，硫化钠作 为硫化剂，H c c 为捕收剂。L 矿传统浮选工艺流程 如图2 所示，试验指标见表3 。 图2L 矿传统浮选工艺流程 F i g ．2 Lo r et r a d i t i o n a ln o t a t i o np r o c e s s 表3 L 矿传统浮选工艺试验结果 ‘I T a b l e3Lo r et r a d i t i o n a ln o t a t i o np r o c e s s t e s tr e s u l t s ／％ 尾矿 3 ．2 单一磁选工艺 通过矿石性质研究，发现了刚果 金 铜钴矿具 有可磁性的特点，在传统浮选试验的基础上，进行了 单一磁选试验研究。单一磁选试验条件磁选设备 采用沈阳隆基生产的新型有色金属分选机，磨矿细 度为一7 4 m 占7 2 ．3 ％。L 矿单一磁选工艺流程 采用一次粗选一次扫选一次精选，试验指标见表4 。 万方数据 2 0 1 8 年第5 期毛竞刚果 金 某氧化铜钴矿选矿试验研究及工业应用 2 9 表4L 矿单一磁选工艺试验结果 T a b l e4 Lo r es i n g l em a g n e t i cs e p a r a t i o np m c e s s t e s tr e s u l t s 表7L 矿浮选一磁选联合工业试验结果 T a b l e7Lo r en o a t a t i o n - m a g n e t i cc o m b i n a t i o np m c e s s ／％ i n d u s t r yt e s tr e s u l t s ／％ 3 ．3 浮选一磁选联合工艺 浮磁联合选试验条件磁选设备采用沈阳隆基 生产的新型有色金属分选机，磨矿细度为一7 4 恤m 占7 2 ．3 ％，工艺流程如图2 所示，浮选尾矿进行 了磁选，两次粗选获得磁选精矿，试验指标见 表5 。 表5L 矿浮- 磁联合工艺试验结果 T a b l e5Lo r ef l o a t a t i o n - m a g n e t i cc o m b i n a t i o np m c e s s t e s tr e s u l t s／％ 3 ．4 工业试验指标与经济效益 在小型试验的基础上，进行了工业试验研究，日 处理量5 0 0t ，原矿含铜3 ．5 8 ％，含钴0 ．8 3 ％，同品 位较小型试验提高，而钴品位有所降低。项目工业 实施分为两个阶段，第一阶段为浮选，在浮选达产达 标额基础上进行第二阶段浮选尾矿磁选工业试验。 L 矿浮选工业试验指标见表6 ，L 矿浮选一磁选联合 工业试验指标见表7 。 表6L 矿浮选工业试验结果 T a b l e6Lo r en o t a t i o ni n d u s t r yt e s tr e s u l t s ／％ 从工业试验结果可以看出，浮选一磁选联合工艺 所获得的精矿品位有所下降，铜回收率较单一浮选工 艺提高7 ．9 3 ％，钴回收率提高1 8 ．1 7 ％。按照现行市 场价格，每年可为企业增加效益10 0 0 万美元左右。 4 结论 1 刚果 金 铜钴矿资源丰富，回收工艺落后， 目前主要为浮选、洗矿等传统工艺，回收率低，且污 染严重。 2 工艺矿物学研究结果表明，刚果 金 氧化铜 钴矿物不仅具有较大的可浮性差异，还具有明显的 磁选特性差异。 3 在工艺矿物学的基础上，对L 矿进行了传统 浮选工艺、单一磁选工艺、浮选一磁选联合工艺的对 比试验，试验结果表明，传统浮选工艺和单一磁选工 艺都各有优势，而将两种工艺结合起来，开发出浮 选一磁选联合工艺，铜钴回收率较传统浮选分别提 高6 ．9 5 ％和1 2 ．4 0 ％。 4 采用浮选一磁选联合工艺回收铜钴，与传统 浮选方案相比，大大提高了企业经济效益。 5 浮选一磁选联合工艺的成功应用，为刚果 金 铜钴矿选矿技术的的开发提供了新的方向。 参考文献 [ 1 ] 卢道刚．刚果 金 加丹加地区铜钴矿加工工艺现状及 发展方向[ J ] ．世界有色金属，2 0 0 7 7 7 2 - 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