铜矿物分选

铜矿物分选
山东理工大学 孙永峰
1 铜矿物与矿床
1.1铜矿物
天然产出的含铜化合物即铜矿物总计有200 余种，经常遇到的有工业价值的矿物大约有 15种左右。由于铜具有强烈的亲硫性，从岩 浆源到次生富集带的各种富集阶段，铜的硫 化物占首要地位。世界上有工业价值的铜矿 石中，在产量方面有80%的铜矿物是属于硫 化物，而其中大半是辉铜矿，其余为黄铜矿、 斑铜矿、黝铜矿和铜蓝。自然铜产量占10％。 还有约5%为氧化物，如孔雀石、蓝铜矿、硅 孔雀石、水胆矾、氯铜矿及其它。
微 石英 11.29
原矿物理性质
密度 (g/cm3)
抗压 强度
普式 硬度 系数
松 散 系 数
安息角
3.21～ 101M f=10 1.7 40.5°～ 3.35 pa ～12 1 41°
内磨擦 角
37°20′
含水 含泥
3～ 5%
1～ 2%200目
原矿多元素分析
元素名称 Cu
Ag
Au
Pt
Pd
P
含量（%） 1.12 4.99（g/t） 0.22（g/t） 0.004（g/t） 0.008（g/t） 0.12
3．混合矿 : 氧化率介于10-30％之间者，称为混 合矿。
根据矿石中所含有用矿物或有价元素种类的多 少，又可将铜矿石分为：
单一铜矿石
和多金属铜矿石：铜—黄铁矿石，铜—锌矿 石，铜—铅—锌矿石，钢—钼矿石，铜—镍 矿石，钢—金矿石等。
根据铜矿石中含铜量的多少，又可将矿石分为： 富铜矿(Cu＞2%) 中等铜矿(Cu ＝l-2%) 贫铜矿(Cu＝0.7-1%) 极贫铜矿(Cu ＜0.7%)
3#系列的两段磨矿流程改为一段磨矿。
目前一选厂生产能力为10000 t/d。
原矿
原矿
8#磨 9#磨
旋流分级
旋流分级
进入浮选
二选厂的碎矿车间按8000t/d的生产规模设计, 在一期建设中 一次建成;磨矿与选别则分步建设，一期先建1#系列4000t/d， 二期建设时再续建2#系列4000t/d；精矿脱水、尾矿处理作 业的厂房按8000t/d一次建设到位，并预留下二期设备安装 的位置。二选厂一期建设于2006年6月10日正式开工，于 2007年7月16日投产。
二选厂目前实际生产能力5200-5300t/d
3.2 选矿工艺介绍 3.2.1矿石性质
大红山铜矿是以含铜、铁为主要金属矿物的 大型矿床。铜矿物以黄铜矿为主，其次是斑 铜矿,并有微量的铜蓝和孔雀石；铁矿物以磁 铁矿为主，其次是赤铁矿、黄铁矿和微量褐 铁矿。除主要金属铜、铁外，还伴生有金、 银、铂、钯等稀贵金属。脉石矿物以黑云母、 长石、百云母、石英及绿泥石为主，其次是 方解石、石榴石、高岭土等。
1.62 Pb 0.10
原矿铜物相分析
矿物名称 含量（%） 分布率（%）
原生铜
0.509 45.45
次生铜
0.548 48.93
游离铜
0.022 1.96
结合铜
0.041 3.66
合计
1.12 100．00
原矿铁物相分析
矿物名 称
磁铁 石
磁黄 铁矿
菱铁 矿
黄铁 黄铁矿 矿 含铁
黑云 母 含铁
赤铁 硅酸 石铁
铜硫铁矿特点
这类矿石除了含有硫化铜、硫化铁矿物外，还含 有可以回收的磁铁矿。它的特点是：一般储量较 小，品位不高。铜矿物以黄铜矿为主，含有黄铁 矿、磁黄铁矿、磁铁矿。
这种矿石浮选的方案有两种，一是先磁后浮， 二是先浮后磁。生产实践证明，先磁后浮问题较 多(主要是磁选时，磁黄铁矿会进入磁铁矿精矿)， 因此常常采用先浮后磁的方案。先把硫化矿浮出， 再在尾矿中磁选磁铁矿。应该注意的是，浮硫化 矿时，一定要强化对硫化铁矿的浮选，尽量将磁 黄铁矿浮净，否则，在磁选磁铁矿时，磁黄铁矿 会混入铁精矿，影响了铁精矿的质量。如磁黄铁 矿混入了铁精矿，必要时对铁精矿要进行脱硫处 理(用反浮选法浮除磁黄铁矿)。
选择铜铅混合精矿分离的方法，应从如下几个方 面进行考虑：
(1)矿物组成。铜铅混合精矿中的矿物组成是选择 分离方法的主要依据。例如，如果方铅矿表面受 到氧化且未被铜离子活化，则可采取重铬酸盐法 或氧硫法；如方铅矿与次生硫化铜矿物(如斑铜 矿及砷黝铜矿)的分离，可选用氰化物法或氰化 物加硫酸锌法。
(2)混合精矿中的铜铅比。从生产实践来看，当混 合精矿中的铜与铅质量比较大时，多采用抑铜浮 铅韵方法；当铜与铅质量比较小时，则多采用抑 铅浮铜的方法。这是因为“抑多浮少”泡沫量少， 可以减少泡沫产品的夹杂，
我国探明的铜资源储量中,平均品位为0.71%, 品位大于1%的仅占35.9%，位居亚洲前列的 特大型铜矿江西德兴铜矿原矿含铜仅0.41%， 实际生产低至0.36%，但其储量占全国可采 总量的1/5; 尚待建设的铜矿山品位只有 0.62%。而国外,智利四大矿山的平均品位为 1.68%,赞比亚为3.5%,扎伊尔达到5%,澳大 利亚为1.8%。
图74等可浮流程
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铜锌矿分选
在复杂硫化矿的浮选中，铜锌分离是比较困难的，分离 困难的原因主要有两方面：一是铜锌矿物往往致密共生。 有些矿床(如高温型矿床)，黄铜矿常常呈细粒(有时在 5μm以下)浸染状存在于闪锌矿中，难以单体解离，像 这样由于矿床成因方面引起的难以分离的问题，目前尚 没有好的解决办法。二是，如果闪锌矿的表面被铜离子 活化，则其可浮性与铜矿物相似，造成分离困难。
铜铅分选
铜铅分离有两种方案：一是浮铜抑铅，二是浮铅抑铜。
(1）重铬酸盐法。这是一种比较传统的方法，用重铬酸 盐抑制方铅矿，实现抑铅浮铜。这种方法对被铜离子活 化过的方铅矿抑制力差，当矿石中含有易氧化的次生硫 化铜矿物时，不宜使用此法。这种方法对于受过氧化的 方铅矿抑制效果更好，但由于此法对环境有污染，采用 这种方法的选厂日趋减少。
2.2 铜矿物的分选
主要：浮选。难选氧化矿会采用其它方法。 捕收剂：pH：8-10碱性；黄药类；起泡剂：
松油类。 浮选难点：硫化矿：与硫化矿的分离-抑制剂
与活化剂 氧化矿：硫化浮选-硫化剂。直接浮选
铜精矿标准
单一铜矿石
工艺流程简单
选矿指标好
铜硫矿石分选
所谓铜硫矿即既含有硫化铜矿物又含有硫化铁矿 物的硫化矿。它一般分为以下两种类型：
以曼岗河为界，玉溪矿业有限公司大红山铜矿 与其东侧的昆明钢铁公司大红山铁矿隔河相望。
选取矿厂建设亦分为两期进行；一期处理富矿， 规模为2400 t/d；二期处理贫富兼采的混合矿石， 规模达到4800t/d。
在一期建设中，磨矿选别按两个系列配置，生 产能力各为1200 t/d，分别为1# 、2#系列。
(2)氰化物法。氰化物对黄铜矿抑制力较强，但对方铅 矿几乎不产生抑制作用，因此利用这种方法可以抑铜浮 铅，并得到较好的效果。当矿石中次生铜矿物多时，因 氰化物对次生铜矿物抑制作用弱，且消耗氰化物多，故 常采用氰化物加硫酸锌法加强对铜矿物的抑制作用。
(3)氧硫法。这种方法是用二氧化硫或亚硫酸盐组合其他抑制剂来抑 制方铅矿浮选黄铜矿。氧硫法常用的组合有：二氧化硫(或亚硫酸)+ 淀粉；亚硫酸+硫化钠；硫代硫酸钠十三氯化铁。采用这种方法时， 由于亚硫酸盐类也抑制闪锌矿和黄铁矿，所以混杂在混合精矿中的 锌、铁硫化物会进入铅精矿，使铅精矿质量较差，但铜精矿质量较 高。如果方铅矿被铜离子活化过，分离效果不好，不宜采用此法。 (4)羧甲基纤维素(CMC)+水玻璃(或焦磷酸钠)法。某矿采用羧甲基 纤维素与水玻璃按质量比1:100的混合剂或羧甲基纤维素与焦磷酸 钠按质量比l:10的混合剂分选铜铅混合精矿，抑铅浮铜取得了较好 的指标。具体的药剂比例，可根据具体情况通过试验来确定。 (5)加温法。这种方法是先用蒸气把铜铅混合精矿加温到60℃左右， 在酸性或中性矿浆中，方铅矿表面的捕收剂，解吸下来，表面氧化 亲水，而黄铜矿仍然上浮。采用这种方法不必另加其他药剂，所得 的铜精矿品位高，含铅、锌低。另外，由于不需加入其他药剂，可 以减少污染。
自然铜
黄铜矿
斑铜矿
辉铜矿
铜蓝
辉铜矿
蓝铜矿
水胆矾
1.2 铜矿床类型
斑岩型铜矿床(细脉浸染型铜矿)（德兴） 层状铜矿床 黄铁矿型铜矿床 矽卡岩型铜矿床（白银） 脉状铜矿床（铜陵、大冶） 砂岩型铜矿床 铜镍硫化矿床（金川） 安山玄武岩铜矿床
目前在中国发现的900个铜矿中，大型矿床 仅占2.7%，中型矿床占8.9%，小型矿床占 88.4%。智利丘基卡码一个矿山的年产量超 过中国329个生产矿区的铜产量。
(1)致密块状含铜黄铁矿，矿石中脉石矿物很少。 对这种矿石经常采用优先浮选硫化铜矿物，由于 矿石中脉石含量少，浮铜以后的尾矿即硫精矿。
(2)浸染状含铜黄铁矿。它的特点是硫化铜矿物 和硫化铁矿物含量较低，以浸染状分布于脉石中， 脉石含量较高。对这种矿石常采用混合浮选流程， 先把硫化铜、硫化铁矿物混合浮出，抛弃尾矿， 对混合精矿再磨后分离。
矿物名称 概量（%） 矿物名称 概量（%） 矿物名称 概量（%） 矿物名称 概量（%）
矿物相对概量表
黄铜矿
1.90 赤铁矿
0.24 黑云母 25.17 绿泥石
3.02
磁铁矿
24.48 铜蓝 微 斜长石 14.15 方解石 1.18
黄铁矿
0.14 孔雀石
微 白云石 16.15
其它 2.03
斑铜矿
0.16 褐铁矿
2、斑铜矿：呈他型不规则粒状，共生于磁铁矿和黄铜矿之 中。其嵌布粒度为0.056～0.74㎜。
3、铜蓝：呈微粒状及脉状共生于黄铜矿和斑铜矿中。其嵌 布粒度为0.0037～0.074㎜。
4、孔雀石：呈脉状、细粒状，与铜蓝、石英、长石等脉石 矿物共生。其脉宽0.037～0.07㎜，粒度在0.056左右。
为了改善铜锌分离，可采取如下几种措施： (1)沉淀矿浆中的铜离子，防止其对闪锌矿的活化。可以
采用硫化钠，硫化钠可以沉淀矿浆中的铜离子，阻止铜 离子对闪锌矿的活化。除了硫化钠外，还可以采用阳离 子交换树脂，把其加入球磨机中，它可以吸附矿浆中的 铜离子，达到阻止铜离子活化闪锌矿的目的。(2)脱除 已吸附在闪锌矿表面的铜离子。可采用氰化钠、硫酸作 为脱活剂。(3)混合精矿脱药。在铜锌混合精矿分离前 进行脱药，脱除矿粒表面的捕收剂，以利于分离。脱药 剂可以采用活性炭或硫化钠。
元素名称 S
As
Co
TFe
SFe
Nao
含量（%） 0.79 0.002
元素名称 KaO SiO2 含量（%） 1.33 31.92
元素名称 Zn
Ni
含量（%） 0.02 0.012
0.008 CaO 3.52 Mh 0.64
28.99 MgO 1.36 TiO2 1.20
28.86 Al2O2 3.26
5、磁铁矿：多数呈他型粒状，少数呈半自型及较细粒的星 点状和浸染状。多数以单晶粒存在，少数以集合体形式存在。 嵌布于长石、黑云母、白云石、石英、绿泥石等脉石之中。 部分磁铁矿与黄铜矿呈不规则连晶，有些磁铁矿呈定向排列， 一些粗粒磁铁矿中包裹有黄铜矿和脉石矿物。磁铁矿和黄铜 矿常交错共生，有的呈细脉状，脉宽0.15㎜左右。
提高精矿质量。
3 大红山铜矿分选实践 3.1 大红山铜矿简介
大红山铜矿位于云南省玉溪市新平彝族傣族自 治县戛洒镇境内,紧靠哀牢山脉东面的戛洒江 （元江、红河的上游）,地理坐标为东经 101°39′、北纬24°06′。矿区气候夏秋炎热 多雨，冬春暖和干燥，年平均气温23.5℃（最 高气温45℃，最低气温1℃）；
2铜矿石的分类与分选 2.1铜矿石的分类
从分选的角度来看，可以分为：
1．氧化矿：氧化率在30%以上者，称为氧化矿。 其大部分铜矿物是呈碳酸盐，硫酸盐和氧化物形 态存在。除含铜矿物外，其它金属矿物还有褐铁 矿、赤铁矿、菱铁矿等氧化物。
2．硫化矿： 氧化率在10%以下者，称为硫化矿。 其主要是由含铜的硫化物所组成。除含铜矿物外， 其它金属矿物最常见的是黄铁矿，有时还常常含 有数量不一的闪锌矿和方铅矿等硫化物。
合计
含量 （%）
17.46
1.00
3.44 1.71
0.49
4.85 0.40 0.68 30.03
分布率 （%）
58.1
3.30
11.50 5.70
1.60
16.20 1.30 2.30 100.00
主要矿物的产出特征 1、黄铜矿：一般呈他型粒状。个别的呈半自型，部分呈星
点状、单晶粒和集合体嵌布于硅酸盐和碳酸盐脉石之中。部 分黄铜矿与斑铜矿和磁铁矿呈不规则连晶；部分黄铜矿包裹 有磁铁矿和其它脉石矿物。包裹体粒度在0.018～0.037㎜。 少量呈脉状嵌布于长石、石英中。