美国科珀顿铜选矿厂及其铜钼分离工艺
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钼粗精矿采用两段旋流器串联脱泥 ,细泥进入 铜精矿浓密机 ;一段旋流器沉砂给入一次塔式球磨 机开路再磨 ,再磨排矿与二段旋流器沉砂合并给入 槽容为 815 m3 维姆科浮选机进行一次精选 ;泡沫产
品在 <152 ×9144 mm 浮选柱进行第二次精选 ,精矿 含 MoS2 30 %～60 % ,该产品送到热处理回路 。
关键词 斑岩铜矿 半自磨 浮选 铜钼分离
科珀顿 ( Copperton) 铜选矿厂位于美国犹他州 盐湖城西南 40 km 。该厂日平均处理原矿 13 万 t , 目前是世界最大选矿厂之一 ,主要产品为含铜 28 % 的铜精矿和含钼 54 %的钼精矿 。
1 原矿性质
矿石产自 8 km 以外的宾厄姆峡谷露天矿 。该 矿为斑岩铜矿 ,矿石含铜 、金 、银和钼 ,还有稀贵金属 元素硒 、铂 、钯和碲等 。主要金属矿物是黄铜矿 、辉 铜矿 、黄铁矿和少量辉钼矿 。金 、银与黄铜矿关系密 切 。原矿含 Cu 017 %、MoS2 01057 %、Au 0131 g/ t 和 Ag 3g/ t 。
为改进上述两种工艺 ,还考查了通过一个电场 的作用来改善土壤治理效果 。在确定了极限电流以 后就将电流密度固定在 50 A/ m2 范围 。在液固比为 3 的条件下将 50 g 土壤样品浸入一种含有 0105 M ED TA 和 215 %(体积) H2O2 的溶液中 ,并通过加入 NaO H 使溶液的 p H 保持在 9 。隔室长度为 10 cm , 循环液 (阴极液 、阳极液和冲洗液) 的流速固定为 20 ml/ h 。在试验的开始阶段 ,发现铅穿过阴离子交换 膜进入阳极液 (正极) ,而在阴极液 (负极) 中发现有 一部分的锌和钙 。这一情况再次可以依据络合物的 稳定性差别得到解释 。实际上 ,很快形成阴离子络 合物 Pb Y2 - 有利于它朝着阳极液隔室移动 ,而锌和 钙形成 ED TA 络合物的能力较差 ,致使它们以游离 形式朝着阳极隔室移动 。连续检查每个隔室中各种 金属的浓度 ,直至它们保持稳定 。平衡状态是在 20
89153
3 结 论
ED TA 似乎是用于土壤去污处理的一种有效络 合剂 。本研究已证实 ,溶液中形成的络合物的稳定 性 ,能大大有利于某种金属比其它金属优先地被除 去 。无论是静态浸出还是动态浸出的效率都会受到 限制 ,然而通过一种电场的作用 ,以及通过离子交换 膜达到选择性迁移 ,就能提高这一效率 ,获得良好的 金属脱除率 ,虽然这一工艺需要很长的接触时间 。
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国 外 金 属 矿 选 矿 2001. 4
国外选矿厂
美国科珀顿铜选矿厂及其铜钼分离工艺
甘经超 3
摘 要 介绍了美国科珀顿铜选矿厂 。该厂采用半自磨 - 浮选流程 ,生产铜精矿和钼精矿 。铜钼混合精矿分离采用充氮气浮选 辉钼矿 、精选中多次再磨 、采用反浮选 、强磁选 、氰化浸出等措施 ,实现铜钼分离 ,获得铜精矿和优质钼精矿 。
成本最低 、无泄漏 、最清洁的选矿厂之一 。
参考文献
1 无污染有色金属提取及节能技术国家工程研究中心 ,赴美国 、加 拿大技术考察报告 ,19991
3 铜钼混合浮选
旋流器溢流用石灰调浆 ,起泡剂是 M IBC ,用煤 油和 ReCO 捕收剂浮选铜钼硫化矿物 ,在精选作业 还添加少量氰化物抑制黄铁矿 。粗扫选作业采用容 积为 85 m3 的维姆科浮选机 ;扫选泡沫再磨后采用 28 m3 维姆科浮选机富集 ;精选在 14 m3 维姆科浮选
图 1 半自磨流程
No kes 2181
煤 油 2157
P4000 0167
Flou 2133
H2SO4 15186
NaCN 液 氮 (L/ t)
515
28191
85 % ,新水仅占 15 %。水 、电及主要材料消耗见表 2 ～4 。
科珀顿选矿厂年产品位为 28 %的铜精矿 91 万 t ,副产钼精矿钼含量 111 万 t 。它已成为北美生产
表 1 选矿厂生产指标
产 率 选矿产品
品 位 ( %)
回收率 ( %)
( %)
Cu
Mo S2
Fe
酸不溶物
ห้องสมุดไป่ตู้
Pb
Cu
Mo S2
Au
Ag
原 矿 100100
017
01057
215
-
-
-
-
-
铜精矿
2146
28
01287
25
13
-
92
-
70
80
钼精矿
01043
0150
90
015
810
0105
-
68
-
-
算机直接控制 。相关的监测仪表十分先进 、完善 ,包 取得了较好的技术经济指标 ( 见表 1) 。由于规模
括在线粒度测定仪 、在线 X - 荧光分析仪以及各作 大 ,实行科学管理 ,生产效率高 ,单位电耗比较低 。
业的闭路电视等 。总之 ,在中央控制室可以监控选 生 产 用 水 实 行 闭 路 循 环 , 回 水 占 生 产 用 水 量 的
天以后达到的 。在对残余物分析后计算了金属的脱
除率 。所得结果示于表 4 。这些结果证实了铅几乎
全部回收到阳极液中 ,而锌在阳极液和阴极液中都
有发现 。钙只在阴极液中呈 Ca2 + 形式存在 。这一
情况直接与它们的稳定常数直接相关 , 并且还与
ED TA 的数量不足以形成相关的络合物直接相关 。
然而这一情况却有利于提高电流效率 ,因为铅和一
图 3 选矿厂钼回收流程
5 选矿厂自动控制
矿厂生产的全过程 ,全厂职工仅 210 人 ,劳动生产率 非常高 。
选厂生产过程由中央控制室监控 。采用两段集 散控制系统 ( CCP) ,过程级状态控制系统实行分散
6 科珀顿选厂的主要技术经济指标
控制 ,接受监控级的计算机集中控制 ,也可由监控计
选矿厂由于生产工艺流程合理 ,技术装备先进 ,
2 破碎和磨矿
原矿在露天矿采场经 1524 ×2768 mm 旋回破 碎机破碎至 - 254 mm ,经 8000 m 皮带运输机系统 运到选厂的 4813 万 t 堆场 。选矿厂磨矿作业由 4 个 系列半自磨回路组成 。每系列由 1 台半自磨机和 2 台球磨机组成 。其中 3 台半自磨机规格为 <10136 ×4157 m ,1 台为 <10197 ×5118 m 。半自磨机还添 加直径为 133 mm 的钢球 。半自磨机排矿进入筛孔 为 16 mm 的振动筛 ,筛上返回自磨机 ,筛下泵送至 <508 mm 旋流器 ,旋流器沉砂进入球磨机 ,1～3 系 列球磨机规格为 <5486 ×8534 mm , 4 系列规格为 <6096 ×9144 mm 。球磨机排矿与自磨机排矿合并 泵入 <508 mm 旋流器 ,旋流器溢流粒度为 + 0115 mm 少于 10 % ,自流入浮选车间的浮选机 。半自磨 流程如图 1 所示 。
图 2 铜钼混合浮选流程
3 北京矿冶研究总院
2001. 4 国 外 金 属 矿 选 矿
45
机中进行 ,产出铜钼混合精矿 。铜钼混合浮选流程 如图 2 所示 。
4 铜 、钼分离
经浓密调浆的混合精矿由槽容为 14 m3 的维姆 科浮选机进行铜 、钼分离 。在该回路中 ,铜矿物用硫 氢化钠抑制 ,用煤油浮选辉钼矿 。为提高铜钼分离 效率 ,降低药剂用量 ,该回路采用充氮气浮选 。粗选 槽内产品即为含有金 、银的铜精矿 ,经浓密机浓缩 , 泵送冶炼厂 。
在热处理回路中 ,精矿经浓密 、过滤 、干燥 ,再经 加热排除有机物 ,并使辉钼矿表面轻微氧化 ,添加硫 酸调 浆 , 使 矿 浆 完 全 脱 药 和 活 化 酸 不 溶 物 。在 <1524 ×9144 mm 衬胶浮选柱中反浮选 ,其槽内产品 给入槽容为 111 m3 的阿基太尔浮选机中扫选 ,进一 步浮选酸不溶物 ,反浮选泡沫送往铜精矿浓密机 ;槽 内产品加 NaO H 中和 ,然后脱水 。浓密机底流送入 第二次塔式球磨机再磨 ,再磨后在 <914 ×9144 mm 浮选柱中进行辉钼矿的第 3 次 、第 4 次精选 。浮选 精矿采用湿式强磁场磁选机除杂 ,然后浓缩 、添加氰 化钠浸出残留铜矿物 。最终钼精矿经压滤 、干燥 、装 包出售 。铜钼分离工艺流程见图 3 。
部分锌利用了阳极电流 ,而钙和一部分锌利用了阴
极电流 。钙不能完全被除去 ,因为大部钙仍以氢氧
化物形式留在中间隔室中 。这对保持土壤肥力是很
有意义的 。
表 4 用动电法治理达到的金属脱除率 ( %)
金属 阳极液中的脱除率 阴极液中的脱除率 总脱除率
Pb
96142
Zn
61120
Ca
34112
96142 28133 34112
表 3 铜 、钼混合浮选药剂消耗( g/ t 原矿)
药 剂 名 称 单 耗
煤 油 11126
M IBC 21195
ReCO 氰化钠 石 灰 916 1159 49616
絮凝剂 (尾矿) 4919
药剂名称 单 耗
Na HS 10218
Na2SiO3 17198
NaO H 10185
表 4 铜 、钼分离药剂消耗( g/ t 原矿)
原载《第 21 届国际选矿会议论文集》,2000 , B13 ,1 - 8 ( 张兴仁译 李长根 校)
(上接第 45 页)
表 2 选厂水 、电及钢球消耗
项目名称 单 耗
水 ( m3/ t) 117
电耗 ( kWh/ t) 碎 磨 全 厂
12165
1815
钢 球
( kg/ t) 01698
(下转第 43 页)
2001. 4 国 外 金 属 矿 选 矿
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值得注意的是 ,与 Zn 和 Ca 的情况不同 ,搅拌 更能增强除 Pb 效果 。而且 ,Ca 的浸出率随搅拌时 间增加而降低 。由此看来 ,动态浸出有利于除去与 ED TA 形成最稳定络合物的金属 ,而其余两种金属 的脱除率则受到不利的影响 。为了除去更多的锌 , 需要提高 ED TA 浓度 ,从而使工艺过程不经济了 。 这些结果与每种金属络合物的稳定常数直接有关 (直至 p H = 9 时) , Pb 、Zn 和 Ca 的 ED TA 络合物稳 定常数的负对数分别为 1516 、1312 和 718 。因此 , 动态浸出法只对最稳定的络合物是有效的 。 214 动电法治理
品在 <152 ×9144 mm 浮选柱进行第二次精选 ,精矿 含 MoS2 30 %～60 % ,该产品送到热处理回路 。
关键词 斑岩铜矿 半自磨 浮选 铜钼分离
科珀顿 ( Copperton) 铜选矿厂位于美国犹他州 盐湖城西南 40 km 。该厂日平均处理原矿 13 万 t , 目前是世界最大选矿厂之一 ,主要产品为含铜 28 % 的铜精矿和含钼 54 %的钼精矿 。
1 原矿性质
矿石产自 8 km 以外的宾厄姆峡谷露天矿 。该 矿为斑岩铜矿 ,矿石含铜 、金 、银和钼 ,还有稀贵金属 元素硒 、铂 、钯和碲等 。主要金属矿物是黄铜矿 、辉 铜矿 、黄铁矿和少量辉钼矿 。金 、银与黄铜矿关系密 切 。原矿含 Cu 017 %、MoS2 01057 %、Au 0131 g/ t 和 Ag 3g/ t 。
为改进上述两种工艺 ,还考查了通过一个电场 的作用来改善土壤治理效果 。在确定了极限电流以 后就将电流密度固定在 50 A/ m2 范围 。在液固比为 3 的条件下将 50 g 土壤样品浸入一种含有 0105 M ED TA 和 215 %(体积) H2O2 的溶液中 ,并通过加入 NaO H 使溶液的 p H 保持在 9 。隔室长度为 10 cm , 循环液 (阴极液 、阳极液和冲洗液) 的流速固定为 20 ml/ h 。在试验的开始阶段 ,发现铅穿过阴离子交换 膜进入阳极液 (正极) ,而在阴极液 (负极) 中发现有 一部分的锌和钙 。这一情况再次可以依据络合物的 稳定性差别得到解释 。实际上 ,很快形成阴离子络 合物 Pb Y2 - 有利于它朝着阳极液隔室移动 ,而锌和 钙形成 ED TA 络合物的能力较差 ,致使它们以游离 形式朝着阳极隔室移动 。连续检查每个隔室中各种 金属的浓度 ,直至它们保持稳定 。平衡状态是在 20
89153
3 结 论
ED TA 似乎是用于土壤去污处理的一种有效络 合剂 。本研究已证实 ,溶液中形成的络合物的稳定 性 ,能大大有利于某种金属比其它金属优先地被除 去 。无论是静态浸出还是动态浸出的效率都会受到 限制 ,然而通过一种电场的作用 ,以及通过离子交换 膜达到选择性迁移 ,就能提高这一效率 ,获得良好的 金属脱除率 ,虽然这一工艺需要很长的接触时间 。
44
国 外 金 属 矿 选 矿 2001. 4
国外选矿厂
美国科珀顿铜选矿厂及其铜钼分离工艺
甘经超 3
摘 要 介绍了美国科珀顿铜选矿厂 。该厂采用半自磨 - 浮选流程 ,生产铜精矿和钼精矿 。铜钼混合精矿分离采用充氮气浮选 辉钼矿 、精选中多次再磨 、采用反浮选 、强磁选 、氰化浸出等措施 ,实现铜钼分离 ,获得铜精矿和优质钼精矿 。
成本最低 、无泄漏 、最清洁的选矿厂之一 。
参考文献
1 无污染有色金属提取及节能技术国家工程研究中心 ,赴美国 、加 拿大技术考察报告 ,19991
3 铜钼混合浮选
旋流器溢流用石灰调浆 ,起泡剂是 M IBC ,用煤 油和 ReCO 捕收剂浮选铜钼硫化矿物 ,在精选作业 还添加少量氰化物抑制黄铁矿 。粗扫选作业采用容 积为 85 m3 的维姆科浮选机 ;扫选泡沫再磨后采用 28 m3 维姆科浮选机富集 ;精选在 14 m3 维姆科浮选
图 1 半自磨流程
No kes 2181
煤 油 2157
P4000 0167
Flou 2133
H2SO4 15186
NaCN 液 氮 (L/ t)
515
28191
85 % ,新水仅占 15 %。水 、电及主要材料消耗见表 2 ～4 。
科珀顿选矿厂年产品位为 28 %的铜精矿 91 万 t ,副产钼精矿钼含量 111 万 t 。它已成为北美生产
表 1 选矿厂生产指标
产 率 选矿产品
品 位 ( %)
回收率 ( %)
( %)
Cu
Mo S2
Fe
酸不溶物
ห้องสมุดไป่ตู้
Pb
Cu
Mo S2
Au
Ag
原 矿 100100
017
01057
215
-
-
-
-
-
铜精矿
2146
28
01287
25
13
-
92
-
70
80
钼精矿
01043
0150
90
015
810
0105
-
68
-
-
算机直接控制 。相关的监测仪表十分先进 、完善 ,包 取得了较好的技术经济指标 ( 见表 1) 。由于规模
括在线粒度测定仪 、在线 X - 荧光分析仪以及各作 大 ,实行科学管理 ,生产效率高 ,单位电耗比较低 。
业的闭路电视等 。总之 ,在中央控制室可以监控选 生 产 用 水 实 行 闭 路 循 环 , 回 水 占 生 产 用 水 量 的
天以后达到的 。在对残余物分析后计算了金属的脱
除率 。所得结果示于表 4 。这些结果证实了铅几乎
全部回收到阳极液中 ,而锌在阳极液和阴极液中都
有发现 。钙只在阴极液中呈 Ca2 + 形式存在 。这一
情况直接与它们的稳定常数直接相关 , 并且还与
ED TA 的数量不足以形成相关的络合物直接相关 。
然而这一情况却有利于提高电流效率 ,因为铅和一
图 3 选矿厂钼回收流程
5 选矿厂自动控制
矿厂生产的全过程 ,全厂职工仅 210 人 ,劳动生产率 非常高 。
选厂生产过程由中央控制室监控 。采用两段集 散控制系统 ( CCP) ,过程级状态控制系统实行分散
6 科珀顿选厂的主要技术经济指标
控制 ,接受监控级的计算机集中控制 ,也可由监控计
选矿厂由于生产工艺流程合理 ,技术装备先进 ,
2 破碎和磨矿
原矿在露天矿采场经 1524 ×2768 mm 旋回破 碎机破碎至 - 254 mm ,经 8000 m 皮带运输机系统 运到选厂的 4813 万 t 堆场 。选矿厂磨矿作业由 4 个 系列半自磨回路组成 。每系列由 1 台半自磨机和 2 台球磨机组成 。其中 3 台半自磨机规格为 <10136 ×4157 m ,1 台为 <10197 ×5118 m 。半自磨机还添 加直径为 133 mm 的钢球 。半自磨机排矿进入筛孔 为 16 mm 的振动筛 ,筛上返回自磨机 ,筛下泵送至 <508 mm 旋流器 ,旋流器沉砂进入球磨机 ,1～3 系 列球磨机规格为 <5486 ×8534 mm , 4 系列规格为 <6096 ×9144 mm 。球磨机排矿与自磨机排矿合并 泵入 <508 mm 旋流器 ,旋流器溢流粒度为 + 0115 mm 少于 10 % ,自流入浮选车间的浮选机 。半自磨 流程如图 1 所示 。
图 2 铜钼混合浮选流程
3 北京矿冶研究总院
2001. 4 国 外 金 属 矿 选 矿
45
机中进行 ,产出铜钼混合精矿 。铜钼混合浮选流程 如图 2 所示 。
4 铜 、钼分离
经浓密调浆的混合精矿由槽容为 14 m3 的维姆 科浮选机进行铜 、钼分离 。在该回路中 ,铜矿物用硫 氢化钠抑制 ,用煤油浮选辉钼矿 。为提高铜钼分离 效率 ,降低药剂用量 ,该回路采用充氮气浮选 。粗选 槽内产品即为含有金 、银的铜精矿 ,经浓密机浓缩 , 泵送冶炼厂 。
在热处理回路中 ,精矿经浓密 、过滤 、干燥 ,再经 加热排除有机物 ,并使辉钼矿表面轻微氧化 ,添加硫 酸调 浆 , 使 矿 浆 完 全 脱 药 和 活 化 酸 不 溶 物 。在 <1524 ×9144 mm 衬胶浮选柱中反浮选 ,其槽内产品 给入槽容为 111 m3 的阿基太尔浮选机中扫选 ,进一 步浮选酸不溶物 ,反浮选泡沫送往铜精矿浓密机 ;槽 内产品加 NaO H 中和 ,然后脱水 。浓密机底流送入 第二次塔式球磨机再磨 ,再磨后在 <914 ×9144 mm 浮选柱中进行辉钼矿的第 3 次 、第 4 次精选 。浮选 精矿采用湿式强磁场磁选机除杂 ,然后浓缩 、添加氰 化钠浸出残留铜矿物 。最终钼精矿经压滤 、干燥 、装 包出售 。铜钼分离工艺流程见图 3 。
部分锌利用了阳极电流 ,而钙和一部分锌利用了阴
极电流 。钙不能完全被除去 ,因为大部钙仍以氢氧
化物形式留在中间隔室中 。这对保持土壤肥力是很
有意义的 。
表 4 用动电法治理达到的金属脱除率 ( %)
金属 阳极液中的脱除率 阴极液中的脱除率 总脱除率
Pb
96142
Zn
61120
Ca
34112
96142 28133 34112
表 3 铜 、钼混合浮选药剂消耗( g/ t 原矿)
药 剂 名 称 单 耗
煤 油 11126
M IBC 21195
ReCO 氰化钠 石 灰 916 1159 49616
絮凝剂 (尾矿) 4919
药剂名称 单 耗
Na HS 10218
Na2SiO3 17198
NaO H 10185
表 4 铜 、钼分离药剂消耗( g/ t 原矿)
原载《第 21 届国际选矿会议论文集》,2000 , B13 ,1 - 8 ( 张兴仁译 李长根 校)
(上接第 45 页)
表 2 选厂水 、电及钢球消耗
项目名称 单 耗
水 ( m3/ t) 117
电耗 ( kWh/ t) 碎 磨 全 厂
12165
1815
钢 球
( kg/ t) 01698
(下转第 43 页)
2001. 4 国 外 金 属 矿 选 矿
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值得注意的是 ,与 Zn 和 Ca 的情况不同 ,搅拌 更能增强除 Pb 效果 。而且 ,Ca 的浸出率随搅拌时 间增加而降低 。由此看来 ,动态浸出有利于除去与 ED TA 形成最稳定络合物的金属 ,而其余两种金属 的脱除率则受到不利的影响 。为了除去更多的锌 , 需要提高 ED TA 浓度 ,从而使工艺过程不经济了 。 这些结果与每种金属络合物的稳定常数直接有关 (直至 p H = 9 时) , Pb 、Zn 和 Ca 的 ED TA 络合物稳 定常数的负对数分别为 1516 、1312 和 718 。因此 , 动态浸出法只对最稳定的络合物是有效的 。 214 动电法治理