氧化銅礦石的選礦方法研究

王顥凱　王佳強(qiáng)　王志鎖

摘 要：本文簡(jiǎn)單介紹了氧化銅選礦的多種方法和將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。為我國(guó)大量的低品位，細(xì)粒嵌布且雜質(zhì)多的氧化銅礦選別提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：氧化銅礦 浮選 硫化 微生物浸礦

隨著中國(guó)的工業(yè)化對(duì)金屬銅的需求越來(lái)越大，而高品位硫化銅礦的不斷開(kāi)采面臨逐漸枯竭，難選氧化銅礦的利用越來(lái)越受到人們的重視。自然界中的氧化銅礦物約有100多種。我國(guó)的銅資源中，氧化銅礦約占25%。多數(shù)與硫化銅礦共伴生，還有的呈獨(dú)立狀態(tài)存在。因此，開(kāi)發(fā)利用氧化銅礦石是緩解國(guó)家銅資源短缺的有效途徑。

一、氧化銅礦石的類型

氧化銅礦石可劃分為如下七個(gè)類型：

1.孔雀石型

以孔雀石為主，易選，硫化浮選法分選。

2.硅孔雀石型

以硅孔雀石為主，脈石為硅酸鹽類，難選，可用化學(xué)選礦法、離析-浮選法處理。

3.水膽礬型

以銅的礬類礦物為主，中等可選，可用浮選或化學(xué)選礦法回收；若脈石為碳酸鹽礦物，則可用聯(lián)合法處理。

4.赤銅礦型

以赤銅礦和孔雀石為主，原礦銅品位高，浮選法處理。

5.自然銅型

共生礦物，粒度較粗，品位較富，易選，浮選法分離。

6.結(jié)合型

被極細(xì)粒狀被褐鐵礦或泥狀物包裹，銅品位較低；若脈石為硅酸鹽類，則屬難選型，可用化學(xué)選礦法回收；若脈石為碳酸鹽類，則屬?gòu)?fù)雜型，可用化學(xué)選礦法或離析-浮選法回收。

7.混合型

礦石中有氧化物，也有硫化物，成分復(fù)雜，粒度稍粗大；若脈石為硅酸鹽類，可采用浮選-化學(xué)選礦法處理。

二、氧化銅礦的選礦方法

1.硫化—黃藥法

最常見(jiàn)的方法，先用硫化劑硫化，再用高級(jí)黃藥捕收。采用硫化劑有：硫化鈉、硫氫化鈉、硫氫化氨、硫化氫、硫化鉀等，最常用的是硫化鈉。

研究表明，硫化的程度隨著硫化鈉濃度的增高和與礦物接觸時(shí)間的延長(zhǎng)而增強(qiáng)；孔雀石和硅孔雀石的硫化速度隨著溶液中pH值的降低而提高，特別是硅孔雀石表現(xiàn)得更明顯。而溫度對(duì)硫化程度也有顯著影響，溫度從10℃升高至60℃時(shí)，孔雀石對(duì)硫化鈉的吸附量提高了4.5倍，而硅孔雀石則提高3倍。由于孔雀石表面生成的CuS薄膜不穩(wěn)定，易脫落，所以，選別氧化銅時(shí)應(yīng)以早收多收為宜。

2.乳濁液法

先硫化氧化銅礦物，再用丙烯酸聚合物和硅酸鈉抑制脈石，然后加苯并三唑、甲苯酰三唑、巰基苯并唑、二苯胍等絡(luò)合劑，形成穩(wěn)定的親油性礦物表面，再用煤油、柴油、汽油等非極性油乳濁液覆蓋其表面，形成強(qiáng)疏水的可浮狀態(tài)，并牢固地吸附在氣泡表面上浮。

3.脂肪酸（鹽）法

脂肪酸及其皂類適用于孔雀石和藍(lán)銅礦的選別。在一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)， 烴鏈越長(zhǎng)，其脂肪酸（鹽）的捕收能力越強(qiáng)，用量也越少；在生產(chǎn)實(shí)踐中常采用C10-C20的混合的、飽和或不飽和的羧酸。一般用水玻璃、碳酸鈉和磷酸鹽做脈石的抑制劑和礦漿的調(diào)整劑，但該法有一定的局限性，只適用于脈石不是碳酸鹽的硅質(zhì)氧化銅礦；當(dāng)?shù)V石中含有大量鐵、錳礦物時(shí)，其分選指標(biāo)會(huì)變壞。

4.浸出-沉淀-浮選法（LPF法）

此法適于處理硅孔雀石等難浮或選別指標(biāo)很差的氧化銅礦。因氧化銅礦物比較容易在酸中溶解，將礦石磨到單體解離，用濃度為0.5 ～3%的稀硫酸浸出，再用鐵粉置換，沉淀析出金屬銅，然后在pH=3.7-4.5的酸性介質(zhì)中，用雙黃藥或甲酚黑藥捕收沉淀金屬銅和沒(méi)有溶解的硫化銅礦物。雖然置換1 kg銅理論上僅需0.88 kg鐵，但在實(shí)際生產(chǎn)中需1.5～2.5 kg鐵，因?yàn)槿芤褐斜仨毥?jīng)常保持過(guò)量的殘余鐵，避免已還原的銅再被氧化。

5.氨浸—硫化沉淀—浮選法

將礦石細(xì)磨后，加入硫磺粉，然后進(jìn)行氨浸。氧化銅與NH3，CO2作用的同時(shí)，即被硫離子沉淀，成為新的硫化銅顆粒，然后將氨蒸發(fā)，再用一般硫化銅礦浮選的方法浮選硫化銅。最佳浮選pH為6.5-7.5。此法適合于處理脈石是碳酸鹽的難選氧化銅礦。

6.離析-浮選法

先將氧化銅礦石粉碎，向其中加入1～2%的Nacl和2～3%的煤粉，充分混勻后放入沸騰爐或回轉(zhuǎn)窯中焙燒，溫度控制在700～800℃，銅以氯化物狀態(tài)揮發(fā)出來(lái)。在爐內(nèi)弱還原性氣氛中，銅的氯化物被還原成金屬銅，并吸附在炭粒上。焙燒后的礦石，細(xì)磨后用黃藥浮選。這種方法適用于難選的氧化銅礦和結(jié)合氧化銅礦，特別是含泥較多、結(jié)合銅占總銅30%以上以及含大量硅孔雀石和赤銅礦的礦石。缺點(diǎn)：熱能消耗大，投資多，成本較高。

7.浮選-水冶法

在許多氧化銅礦和混合礦中，一部分是難選的，一部分是易選的。易選的，如果是硫化礦可直接用黃藥浮選捕收，而碳酸鹽銅礦物用硫化鈉等硫化劑硫化后浮選，然后水冶尾礦或中礦。水冶有酸法和氨法，酸法經(jīng)濟(jì)便宜，適用于脈石主要是硅酸鹽的礦石；氨法適用于脈石主要是碳酸鹽的礦物。

8.微生物浸礦法

我國(guó)在銅官山銅礦進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首次地下生物浸出試驗(yàn)，70年代完成了工業(yè)實(shí)驗(yàn)。西藏玉龍銅礦采用“生物浸出-萃取-電積全濕法提銅”工藝已通過(guò)專家論證，其中硫化礦石中細(xì)菌浸出銅達(dá)到80%以上，氧化礦的浸出率達(dá)到90%以上。

三、結(jié)語(yǔ)

在處理氧化銅礦時(shí)主要采用以上幾種方法，這些方法對(duì)于氧化銅的選別有著重要的指導(dǎo)意義。為了提高低品位銅礦資源利用率，增加濕法煉銅產(chǎn)量，擴(kuò)大可利用資源量，目前氧化銅礦浮選研究的主要發(fā)展方向?yàn)椋孩僭O(shè)備大型化、節(jié)能高效化。②加強(qiáng)低毒高效價(jià)廉的新藥劑研究。③優(yōu)化選別流程、研究新型浮選工藝，如對(duì)環(huán)境污染較低的微生物浸礦法。爭(zhēng)取做到工藝簡(jiǎn)單、合理、適用性強(qiáng)、成本低、指標(biāo)好，實(shí)現(xiàn)氧化銅選礦的效益最大化。

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