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中图分类号 旦窆 U D C 鱼2 2 Z 硕士学位论文 学校代码 Q 三三三 密级公珏 丰山铜矿铜钼铁多金属综合回收研究及应用 T h eF e n g s h a nC o p p e rR e c y c l i n gC o p p e rM 0 1 y b d e n u m I r o nP o l y m e t a l l i cR e s e a r c ha n d A p p l i c a t i o n 作者姓名曾海鹏 学科专业矿业工程 研究方向矿物加工工程 学院 系、所 资源加工与生物工程学院 指导教师孙伟教授 李全德高工 论文答辩日期型坐生 』答辩委员会 中南大学 2 0 1 4 年4 月 万方数据 ～、瀚 学位论文原创性声明 、、 本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确 的说明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 作者签名鲎鱼丝日期翌 生年鱼月上日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学 位论文的规定即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。 保密论文待解密后适应本声明。 作者签名曹渔鹏导师签名 群 万方数据 丰山铜矿铜钼铁多金属综合回收研究及应用 摘要进入二十一世纪，世界经济快速发展，人类对金属的需求不断 增加。而矿产资源的不可再生性，使得矿产资源越来越紧缺，提高选 矿技术经济指标，充分回收矿产资源中伴生的有价元素，越来越受到 人们重视。 丰山铜矿属矽卡岩型铜矿，矿石中主要含铜，另伴生钼、金、银、 铁、硫等资源可供综合回收。原选厂采用一粗二扫一精、粗精矿再磨、 铜硫分离流程，只回收铜和硫矿物。铜精矿品位2 2 ．8 6 ％，回收率 8 9 ．7 5 ％，铜精矿含A u 6 ．5 3 卧、A 9 1 9 0 ．7 1 卧；硫精矿品位2 4 ．4 6 ％，回 收率3 2 ．5 ％，钼矿物和铁矿物没有进行回收，本研究围绕丰山铜矿多 金属综合回收利用展开研究。 本论文针对大冶有色丰山铜矿自2 0 0 4 年以来选矿工艺研究和选 矿厂改造工作，通过对丰山铜矿矿物进行工艺矿物学研究，对铜钼矿 石的选矿工艺，铜钼分离等综合回收有价金属的技术进行研究，在混 合浮选、粗精矿再磨再选，铜钼分离、尾矿选铁、综合回收金银等工 艺上做了大量的实验，确定了综合回收钼、金、银、铁等金属的选矿 工艺和药剂条件，即一粗三扫一精、粗精矿再磨、铜钼硫分离、铜钼 分离、尾矿磁选的选矿流程，并进行分段闭路实验。提高了选矿技术 指标铜精矿品位2 3 ．6 9 ％，回收率9 1 ．5 0 ％，铜精矿含A u 7 ．6 卧、 A 9 2 2 1 ．8 3 卧；钼精矿品位4 5 ．9 8 2 ％，回收率3 7 ．0 8 ％。每年可以回 收率钼金属量1 l O 吨，回收铁精粉1 1 0 0 0 吨、每年可比原来多回收金 2 8 公斤，银8 0 0 公斤，增加产值3 0 0 0 万元以上。 关键词矽卡岩型铜矿床；综合回收；伴生钼矿物；混合浮选；铜钼 分离；金属回收率 I J 万方数据 T h e F e n g s h a nC o p p e rR e c y c l i n gC o p p e rM 0 1 y b d e n u m I r o n P o l y m e t a l l i cR e s e a r C ha n dA p p l i c a t i o n A b s t r a c t I nt l l e21s tc e n t l l 吼w i t h 也er a p i dd e V e l o p m e mo fe c o n o m y ， t h eh u m a nt o i n c r e a s i n gd e m a n do fm e t a l ，m o r e a J l dm o r em i n e r a l r e s o u r C e si ns h o r t s u p p l y ． N o n r e n e w a b l em i n e r a lr e s o u r c e sb e c o m e i n c r e a s i n g l y s c a r c em i n e r a l r e s o u r c e s ，i m p r o V i n gm e b e n e f i c i a t i o n e c o n o m i ca J l dt e c h n i c a li n d i c a t o r s ，c o m p r e h e n s i V er e c y c l i n go fV a l u a b l e e l e m e n t sa s s o c i a t e dm i n e r a lr e s o u r c e s ，i n c r e a s i n ga t t e n t i o n ． F e n g s h a nC o p p e ri sas k a mt y p ec o p p e rd 印o s i t s ，m eo r ei sm a i n l y c o p p e ra n dm 0 1 y b d e n u m ，g o l d ，s i l V e r i r o n ，s u l 向r ，a n do t h e ra s s o c i a t e d a V a i l a b l ef o rc o m p r e h e n s i V er e c o V e r y ．O r i g i n a lp r o c e s s i n gp l a n tu s i n ga r o u 曲t w os w e e p i n gaf i n e ，c o a r s ec o n c e n 昀t er e g r i n d i n gm e ，c o p p e r s u l m rs 印a r a t i o np r o c e s s ，o n l yt h er e c o V e 巧o fc o p p e ra n dS u l m rm i n e r a l s ． C o p p e r c o n c e n t l ．a t e g r a d e i s 2 2 ．8 6 ％， t h e r e c o V e Ur a t e o fc o p p e r c o n c e n t r a t e c o n t a i n i n g8 9 ．7 5 ％，A u 6 ．5 3 9 ／t ，A 9 1 9 0 ．7 1 9 ／t ； s u l 向r c o n c e n t r a t eg r a d ei s2 4 ．4 6 ％，m er e c o V e 巧r a t ei s3 2 ．5 ％，m o l y b d e n u m m i n e r a l sa I l di r o nm i n e r a l sw i t h o u tr e c o V e r y ，t 1 1 i s s t u d y f o c u s e do n F e n g s h a l lC o p p e rP o l y m e t a l l i cc o H l p r e h e n s i V eu t i l i z a t i o nr e s e a r c h ． T h ea i mo ft h i s ‘r e s e a l ．c hi n F e n g s h a nC o p p e rM i n eo fD a y e n o n f ．e r r o u sm e t a l ss i n c e2 0 0 4o nm i n e r a lp r o c e s s i n gt e c l l l l o l o g ya n d p r o c e s s i n gp l a n tt r a n s f o m a t i o n ，t h r o u 曲m eF e n g s h a nC o p p e rM i n e r a l s o nt h e p r o c e s sm i n e r a l o g y o f c o p p e r ’m o l y b d e n u mo r e ，c o p p e r m o l y b d e n u ms e p a r a t i o nt e c 圭1 1 1 0 l o g y f o r c o m p r e h e n s i V er e c o V e 巧 o f V a l u a b l em e t a l s 行o mt e c h n o l o g yr e s e a r c h ，i nt l l em i x e df l o t a t i o n ，t h e r o u g hc o n c e n t r a t er e g r i n d i n g ，s 印a r a t i o n o fc o p p e ra n dm o l y b d e n u m t a i l i n g s ， i r o n ， g o l d a n ds i l V e ra 1 1 do t h e r c o m p r e h e n s i V er e c o V e 巧 t e c h n o l o g yt od oal o to fe x p e r i m e n t s ，t od e t e 肿i n et l l ec o m p r e h e n s i V e r e c o V e qo fm o l y b d e n u m ，g o l d ，s i l V e r ，i r o na I l do t h e rm e t a lp r o c e s s i n g l I I 万方数据 t e c h n o l o g ya n dc h e m i c a lc o n d i t i o n s ，i ．e ．ar o u 曲t I l r e ea n daf i n e ，c o a r s e c o n c e n t r a t e sr e 鲥n d i n gm o l y b d e 彻m ，c o p p e rs u l 如rs e p a r a t i 叽，s e p a r a t i o n o fc o p p e ra 1 1 dm o l y b d e n u mt a i l i n g so fm a g n e t i cs e p a r “o n ，t h ep r o c e s so f d r e s s i n g ，a n ds e g m e n t e dc l o s e dc i r c u i te x p e r i m e n t ．O r ed r e s s i n gt e c l l l l i c a l i n d e x e sh a V eb e e ni m p r o V e d 2 3 ．6 9 ％c o p p e r ，c o p p e rc o n c e n t r a t e ，c o p p e r r e c o V e 巧o f 9 1 ．5 0 ％，c o p p e rc o n c e n t r a t et oc o n t a i nA u 7 ．6 9 ／tA 9 2 2 1 ．8 3g ／t ；M o l y b d e n u m c o n c e n t r a t eg r a d eo f4 5 ．9 8 2 ％，t h e r e c o V e 叫r a t e o f 3 7 ．0 8 ％．．F e n g s h a nC o p p e rr e c o V e r i e sa m o u mo f 1 1Ot o n so f m o l y b d e n u m ， i r o np o w d e r11 ，0 0 0t o n sp e ry e a r ．T h a nt h eo r i g i n a lm u l t i r e c y c l i l l gg o l d 2 8k g 、s i l V e r8 0 0k g ，t oi n c r e a s et h eo u t p u tV a l u eo f3 0m i l l i o n m a n p e ry e a r ． K e yW o r d s C o p p e r o r e ；C o m p r e h e n s i V er e c y c l i n g；A s s o c i a t e d m o l y b d e n u m ；B u l kn o t a t i o n ；C o p p e 卜m 0 1 y b d e n u ms e p a r a t i o n ；M e t a l r e c O V e 阱 万方数据 目录 学位论文原创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I I 目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．V 1 文献综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 硫化矿浮选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 1 ．1 ．1 多金属矿浮选工艺流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 1 ．1 2 硫化铜矿石主要浮选工艺流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．1 ．3 铜硫矿石主要浮选药剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 ．2 铜钼矿选矿研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 1 ．2 ．1 原则流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．2 ．2 铜钼混合精矿分离的工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．2 ．3 铜钼分离方法的新进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．2 ．4 铜钼分离未来研究方向⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 1 ．3 丰山铜矿选矿简况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 1 ．3 ．1 丰山铜矿的矿石特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．3 ．2 丰山铜矿原工艺流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．3 ．3 丰山铜矿选矿经济技术指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 1 ．3 ．4 丰山铜矿钼矿物选矿研究情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 0 1 ．4 本论文研究的目的和内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 矿样、试剂、仪器及研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～l3 2 ．1 矿样⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．j ⋯1 3 2 ．1 ．1 试验样采样⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 3 2 ．2 ．2 试验矿样制样和分析结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 3 2 ．2 试剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 仪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．4 研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 3 矿石工艺矿物学研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 6 3 ．1 矿石的矿物组成及物相分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 3 ．2 铜硫矿物的嵌布特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 3 ．2 ．1 黄铜矿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 7 3 ．2 ．2 斑铜矿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18 3 ．2 ．3 黄铁矿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18 3 ．3 铝元素的赋存状态及嵌布特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 V 万方数据 3 ．4 金、银元素的赋存状态及嵌布特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 3 ．5 铁元素的赋存状态及嵌布特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 4 铜钼选矿回收工艺研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 2 4 ．1 铜钼硫混合浮选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 4 ．1 ．1 浮选条件试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 4 ．2 铜钼和硫分离试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 4 ．2 ．1 混合精矿再磨试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 4 ．2 ．2 铜钼混选闭路流程试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 4 ．3 铜钼分离试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 4 ．3 ．1 铜钼分离条件试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 0 4 1 3 ．2 铜钼分离闭路试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 5 伴生磁铁矿回收工艺研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 6 5 ．1 粗选磁场强度试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 5 ．2 铁粗精矿再磨试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 5 ．3 精选磁场强度试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 5 ．4 磁选中矿的处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 9 6 金银综合回收工艺及实践⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 0 6 ．1 捕收剂试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 6 ．2 综合回收金银实践⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 1 7 铜钼铁综合回收新工艺及应用实践⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 2 7 ．1 铜硫分离实践⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 2 7 ．1 ．1 铜硫分离系统的必要性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 2 7 ．1 ．2 铜硫分离的技术指令⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 2 7 ．1 ．3 铜硫分离生产工艺设备配置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 2 7 。1 ．4 铜硫分离的经济技术指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 3 7 ．1 ．5 铜硫分离的工艺特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 3 7 ．1 ．6 铜硫分离的工艺的改进⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 3 7 ．2 铜钼分离实践⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 7 。2 ．1 建设铜钼分离系统的可行性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 4 7 ．2 ．2 铜钼分离生产工艺设备配置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 4 V I 万方数据 7 ．2 ．3 铜钼分离的技术指令⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 4 7 ．2 ．4 铜钼分离的经济技术指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 7 ．2 ．5 铜钼分离的工艺的改进⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 7 ．3 尾矿选铁实践⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 7 ．3 ．1 选铁生产工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 7 ．3 ．2 选铁指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 6 8 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 8 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 0 攻读硕士学位期间主要的研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 4 V l l 万方数据 硕士学位论文 l 文献综述 1 文献综述 1 ．1 硫化矿浮选 选矿方法主要有重选、磁选、浮选等，其中最重要的方法是浮选。浮选是利 用矿物表面物理化学性质的不同，在气一液一固三相界面分选矿物的科学技术， 于1 9 世纪末开始大规模的工业应用。2 0 世纪初，为了提高分选效率，澳大利亚 人曾采用气泡增加液一气界面，获得了成功，并将此方法定名为“泡沫浮选法”。 后来的研究发现可以用松油、醇类等做起泡剂；用黄药类、黑药类做硫化矿的捕 收剂。起泡剂、捕收剂和调整剂三种药剂的配合使用可以改进水分子与矿物表面 间的相互反应，使目的矿物疏水性大大增强，实现从复杂矿石中有选择性地分离 有用矿物，使浮选的效果显著提高。浮选成为二十世纪最主要的矿物加工方法。 通过采用合适的药剂或药剂组合，使许多过去认为难浮的矿物变得可浮或易浮， 随着浮选工艺和设备改进，使浮选厂的规模愈来愈大，浮选理论的研究也更加深 化，选矿经济技术指标也得到提高⋯。 硫化矿浮选发展的不同历史阶段，都有其阶段的根本特征，浮选理论、浮选 工艺参数以及分选指标也各不相同。最初的浮选技术属于相对简单的分选工艺， 效率也较低，是利用矿物问的差异进行分选，只能用来处理矿物表面未氧化、粗 粒易浮和组成简单的硫化矿。1 9 2 5 年，黄药作为捕收剂应用于矿物加工业后，使 硫化矿的浮选效果获得显著提高，极大地推动了矿物加工业的发展。后来黄药类、 黑药类、硫氮类捕收剂，与起泡剂、调整剂及现代浮选机联合使用，形成了捕收 剂泡沫浮选技术，这一技术加速了有色金属、稀有和稀散金属矿产资源的开发和 利用。二十世纪后期，人们开发了一系列高级捕收剂，以满足各种矿物的浮选工 艺需求。高级捕收剂具有用量小、捕收能力强、选择性高、兼具多种药剂的功能 的特点，从而使浮选工艺和浮选效率得以提高，药剂用量仅为黄药类用量的 1 0 ％～3 0 ％。 目前矿产铜8 0 ％来自硫化铜，主要产铜国为智利、美国、澳大利亚、印度尼 西亚等，我国也属于铜资源丰富的国家之一，总保有储量铜6 2 0 0 多万吨，但是 人均占有量较少。且易选、富矿少，贫、细、杂难选的共生矿多。在全国已探明 的铜资源中，就铜品位而言，全国铜矿石含铜品位大于1 ％的仅占总储量的1 ／3 ， 万方数据 硕士学位论文l 文献综述 铜矿石平均铜品位只有O ．8 7 ％，含铜品位在0 ．7 ％以下的占总储量的5 6 ％【2 】，远低 于美国、智利、加拿大和赞比亚等主要产铜国的铜矿石品位。 1 ．1 ．1 多金属矿浮选工艺流程 浮选多金属矿石的原则流程是1 、优先浮选流程。按有用矿物可浮性的差 异，根据先易后难的顺序逐个地将它们浮出。它适用于粗粒浸染和较富的矿石。 2 、混合浮选流程。是先混合浮选出全部有用矿物，然后逐一将它们分离。它适 用于原矿品位低，脉石含量高和有用矿物致密共生的矿石。3 、部分混合浮选流 程。当回收3 种以上有用矿物时，还可采用部分混合浮选流程。它与混合浮选流 程的唯一区别是它只将要浮选的几种有用矿物中的一部分先混合浮出，然后分 离。4 、等可浮选流程。将易浮的矿物与另一种矿物可浮性与它相近的易浮部分 一起浮选，得到混合精矿后再分离而第二种矿物的难浮部分，接着再选。它适 合于处理同一种矿物包括易浮和难浮两部分的复杂多金属矿石。 1 ．1 ．2 硫化铜矿石主要浮选工艺流程 通常铜硫矿石的选别方案有两种一种是优先浮选；另一种是混合浮选，此 方法一般是在中性介质中进行浮选，矿浆中的游离C a o 控制1 0 0 ～1 5 0 ∥m 3 左右， 铜硫混合精矿再分离时，为了抑制黄铁矿，再加石灰提高p H 值【3 1 0 某铜硫选矿厂处理块矿和浸染矿的原则流程如图1 ．1 所示 5 0 } 0 5 5 ％．O ．0 7 5 8 0 ％．8 5 ％一O ．0 7 5 浸染矿 0 7 5 m m 0 7 5 m m 图1 1 某铜硫选矿厂浮选原则流程 根据不同的矿体和矿石性质，选矿流程也在不断改进。比如矿物嵌布粒度特 2 万方数据 硕士学位论文1 文献综述 性和泥化等原因。有时需要选用多段流程。两段原则流程如图1 2 ，1 3 ，l 一4 所 示。 矿 图1 2 精矿再磨流程图l 一3 尾矿再磨流程图1 - 4 中矿再磨流程 1 ．1 ．3 铜硫矿石主要浮选药剂 在浮选过程中使用的药剂统称为浮选剂。浮选剂在浮选工艺中起着关键的作 用，在矿物浮选过程中，按用途分，常用分为捕收剂、起泡剂、调整剂等三大类 浮选剂。浮选剂可以增大或减小矿物表面的疏水性，调整、控制矿浆化学条件和 矿物的浮选行为，以达到较好的分离效果。 捕收剂的发展大致可分为三个阶段，即油类捕收剂时期、离子型水溶性捕收 剂时期、非离子型特效捕收剂时期。在离子型水溶性捕收剂时期，以黄药的应用 为标志，泡沫浮选工艺也因较好的使用效果而大规模成熟地应用于选矿工业。目 前在选矿工业中大量使用的浮选药剂如黄药、黑药等，其应用效果与油类捕收剂 时期相比是十分显著的，即回收率和精矿品位得到了显著提高。因捕收作用和起 泡剂的用量可以分别加以控制，用药量大大降低，从而使浮选厂建设规模不断扩 大，选矿成本得到降低，能处理的矿物也扩展到许多矿物。非离子型极性捕收剂 时期，极性非离子型捕收剂如酯类，以及络合捕收剂如丁二酮肟等相继研究出来 并得到广泛应用。此时期药剂的优点是选择性好、用量小，许多捕收剂兼有起 泡性；缺点是价格偏高、水溶性较差【4 】。 万方数据 硕士学位论文l 文献综述 1 ．2 铜钼矿选矿研究现状 1 ．2 ．1 原则流程 在矽卡岩型铜钼矿床中，一般含铜、钼、硫3 种元素的矿物是共生，并且 原矿的钼品位往往较低，常常是以铜钼混合精矿产出，然后进行铜钼分离，得到 铜精矿和钼精矿。铜钼硫矿石选别的原则流程见图1 5 。 离 尾矿 图l 一5 铜钼矿石选矿原则漉程 从图5 可知在铜钼矿石浮选中，需经过铜钼混选、铜钼分离两个选矿作业， 才得到铜精矿和钼精矿。 1 混选作业。此作业中以浮选硫化铜为主，钼也富集到铜精矿中，以硫化铜 矿物的浮选特性制定工艺条件，常在粗磨条件下 一2 0 0 目9 0 ％左右 加入大量石灰 相对于粗精矿石灰用量在5k g ／t 以上 抑制黄铁矿，得到含铜大于2 0 ％，含钼 0 ．5 ％～1 ％的铜钼混合精矿。 在选铜作业中，由于石灰用量大，严重影响辉钼矿的浮选，一般钼金属的回 收率在选铜作业中只有5 0 ％左右或者更低，其的主要原因是游离氧化钙吸附及 矿泥罩盖。 2 铜钼分离。铜钼混合精矿中，主要矿物为黄铜矿、少量黄铁矿、辉钼矿、 辉铜矿、砷黝铜矿等，铜品位多在2 0 ％以上，钼品位一般在0 ．2 ％以上，因此， ～般采用抑铜浮钼工艺，其关键是使铜矿物表面的捕收剂、疏水物质解吸，从疏 水变为亲水，并在分离过程中保持亲水性。硫化铜矿 黄铜矿、辉铜矿 是在以黄 药为捕收剂时可浮性最好的矿物之一，需要大量的抑制剂才能使它受到抑制【5 1 。 例如，用硫化钠作抑制剂进行铜钼分离时，用量至少要在1 0 埏／t 给矿 ，有时用 4 万方数据 硕士学位论文 1 文献综述 量要5 0 ～7 0 k g ／t 铜钼精矿 才能实现铜钼混合精矿分离。抑制剂 硫化钠 的费 用约占选钼成本7 0 ％～9 0 ％，有时由于药剂费用过高，选钼亏损，造成由于成 本过高使铜钼矿中的钼不能综合回收利用【6 】。 因此，探索铜钼混合精矿分离的新工艺、开发新型有效的硫化铜的抑制剂及 选钼新设备，还是一个具有长远意义的研究课题。 1 ．2 ．2 铜钼混合精矿分离的工艺 铜钼混合精矿的分离有两种方案 1 抑铜浮钼，即抑制硫化铜及其他硫化 物浮选辉钼矿； 2 抑钼浮铜，即抑制辉钼矿，浮选硫化铜。抑钼浮铜方案虽然 在药剂选择与回路设计方面较为容易，但由于混合精矿中钼品位很低，同时辉钼 矿的可浮性比硫化铜矿物好，被淀粉抑制后的辉钼矿活化又比较困难，此方案应 用较少。普遍采用抑铜浮钼的分离方案，常用有①N a 2 S 法；②蒸气加温 N a 2 S 法；⑨氰化法等。铜钼混合精矿浮选分离的原则流程见图1 ．6 。一般分为三个步 骤。 1 ．2 ．2 ．1 预处理 图1 6 铜钼混合精矿分离的原则流程 由于经过了混浮工艺，铜钼混合精矿中铜矿物表面吸附着大量浮选药剂，会 影响铜钼的分离。分离作业前必须进行以下处理 1 破坏或除去混合精矿表面 残留的捕收剂； 2 采用化学药剂或加热等改变矿物表面的性质，以改变它们的 万方数据 硕士学位论文 1 文献综述 疏水性。采用预处理工艺的目的是最大限度地脱除矿物上附着的捕收剂和矿浆中 的捕收剂，从而降低铜矿物的可浮性，为抑制铜矿物及实现铜钼矿物分离提供条 件。 预处理的常规方法可归纳为3 种。 ①浓缩脱药。包括浓缩和过滤以脱除矿物表面和矿浆中残余药剂。 ②加温脱药。包括蒸汽加热铜钼混合矿浆和铜钼混合精矿滤饼焙烧，有效地 解吸掉硫化铜矿物表面的捕收剂。 ③氧化。包括使用各种强氧化剂如过氧化氢、氯气及臭氧，使硫化铜矿物表 面的捕收剂氧化和分解，或在碱性矿浆中使铜矿物表面氧化并形成亲水氧化物吸 附层‘7 1 。 1 ．2 ．2 ．2 抑制 目前发现对硫化铜矿具有抑制作用的药剂已有几十种，但己在工业上采用了 或具有工业应用前景的药剂不多。总体可分为以下两大类【7 】。 1 无机物。硫化钠类叫a 2 S 、N 姐S 、 N H 4 2 S ] ，诺克斯类；氧化剂类【N a C l O 、 过氧化物] ；氰化物类[ N a C N ，N a3 F e C N 6 ] 。这四类药剂单独使用或混合使用， 是铜钼混合精矿分离中抑铜浮钼的常规药剂。 2 有机物。如巯基醋酸盐 N a O O C C H 2 S H ，乙基硫醇 H O C H 2 C H 2 S H 等。 1 ．2 ．2 ．3 铜钼分离 铜钼分离工艺中，对铜矿物进行有效抑制后，在浮钼时加入少量非极性油， 如煤油，以强化钼矿物的浮选。此外为了获得高钼品位精矿，还常加入一些水玻 璃、六偏磷酸钠等调整剂抑制脉石矿物、分散矿浆，一般要经过6 ～1 4 次精选， 才能获得高品位 精矿M o 含量4 5 ％～4 7 ％ 的钼精矿。 在混合浮选中必须将铜和钼的硫化矿物与黄铁矿和脉石矿物有效分离，而在 分离浮选回路中要实现辉铝矿与硫化铜矿物的有效分离。 1 ．2 ．3 铜钼分离方法的新进展 近些年来铜钼分离的方法主要有脉动高梯度磁选、浮选柱浮选、充氮浮选 6 万方数据 硕士学位论文l 文献综述 等。脉动高梯度磁选工艺是2 0 世纪8 0 年代初发展起来的一种分离细粒弱磁性矿 物的有效方法。由于辉钼矿为非磁性矿物，黄铜矿是弱磁性矿物，脉动高梯度磁 选工艺可以应用于铜铝分离。浮选柱由于汽、水混合器喷嘴易磨损和堵塞等原因， 发展较慢。进入9 0 年代，国内都做了很多的研究，进行了不少的完善和改进， 出现了各种结构的浮选柱，具有结构简单、能耗低、分选效率高、操作自动化程 度高等优点。近几年在国内的铜钼选别中，获得了较好的选矿经济技术指标。充 所浮选是用氮气代替空气，减少空气中的氧对硫化钠的氧化分解，显著降低铜铝 分离过程中硫化钠的消耗【8 】。美国有皮马选矿厂采用了该技术，使硫化钠的用量 降低了7 5 ％，并在国外许多类似的矿山中得到推广应用，取得了较好的效果。 另外有单位研究在低碱介质中 p H 1 l 左右 进行铜硫分离。某研究院曾采用 焦油加上丁铵黑药代替黄药作捕收剂的优先浮选工艺。某研究院采用异常混合浮 选新工艺，即第1 步加选择性好的新药剂X F 一3 ；第2 步加黄药，也取得了较好 的效果。 1 ．2 ．4 铜钼分离未来研究方向 铜钼分离的研究方向主要是三个一是多硫化钠代替硫化钠，由于硫化钠易 水解和氧化导致失效，故用量较大，多硫化钠水解度比硫化钠低许多，在反应中 的消耗量将大量减少，可以大幅度降低药剂的用量，值得研究多硫化钠用于铜钼 分离的抑制机理。第二是使用巯基乙酸钠，巯基乙酸钠的分子结构中含有活性基、 亲水基和两个碳原子，所以巯基乙酸及其钠盐对含铜硫化矿物抑制能力较刮9 1 。 巯基乙酸可以生成双巯基乙酸二聚物，有较强抑制作用，用量较小。有研究表明 先加活性炭吸附和解吸粗选时添加的药剂，再添加巯基乙酸钠，二者比例1 1 时，可获得良好的选别效果l l0 I 。第三是应用钝化工艺，即在铜钼分离工艺中使铜 钼混精中铜矿物表面氧化而亲水和铜矿物表面及矿浆中的黄药分解、氧化失效。 利用铜矿物和黄药的自然性质，采用长时间充气搅拌钝化方法来降低铜矿物可浮 性，其经济技术指标比硫化钠解吸、活性炭吸附等其它方法可能更好。 万方数据 硕士学位论文1 文献综述 1 ．3 丰山铜矿选矿简况 1 ．3 ．1 丰山铜矿的矿石特性 该矿石为一大型矽卡岩型铜矿床，矿体主要是位于三迭系嘉陵江组灰质白云 岩灰白云质灰岩与偏碱性的花岗闪长斑岩岩株的接触带上，主矿体位于蘑菇状岩 体的颈部。矿体数目甚多，但规模较大者仅有七个。矿床氧化带不发育，本区矿 石以原生硫化矿石为主，氧化及混合矿石仅占矿石量的3 ％以下。矿石工业类型 以原生的浸染状矽卡岩型铜矿石为主，在矿石中脉石矿物占矿石物质组成的9 0 ％ 左右，而金属矿物种类少，所占比例亦少。矿区平均含铜品位达O ．7 4 ％，矿石中 有害杂质含量甚低，质量较好。 2 0 0 2 年，露天开采能力完全消失。全部由井下供矿，原矿含铜品位、含硫品 位有降低的趋势，含金、银品位基本稳定。 1 ．3 ．2 丰山铜矿原工艺流程 丰山铜矿的铜矿物粒度分布不均匀，嵌布粒度较细。经过北京矿冶研究总院 实验研究，原设计采用的是一段磨矿 一O ．0 7 4 m m 6 5 ％ ，铜硫混合浮选，粗精再 磨后精选，再进行铜硫分离获得铜精矿和硫精矿的工艺流程。即采用三段一闭路 破碎流程，一粗二扫一精、粗精矿再磨、铜硫分离选别流程 坑采矿在井下经一 次破碎，再提升到主井，输送到选厂 。原工艺流程见图1 ．
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