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铜矿选矿工艺流程原理

2022-06-01 12:49:20

铜矿选矿是根据铜矿石中不同矿物的物理、化学性质,把矿石破碎磨细以后,采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等铜矿选矿工艺流程,将有用矿物与脉石矿物分开,并使各种共生(伴生)的有用矿物尽可能相互分离,除去或降低有害杂质,以获得冶炼或其他工业所需原料的过程。

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铜矿石的选矿处理过程是在选矿厂中完成的。一般都包括以下三个最基本的铜矿选矿工艺流程。

(1)铜矿选矿工艺流程-分选前的准备作业。包括铜矿石的破碎、筛分、磨矿、分级等工序。本过程的目的是使有用矿物与脉石矿物单体分离,使各种有用矿物相互间单体解离,此外,这一过程还为下一步的选矿分离创造适宜的条件。有的选矿厂根据矿石性质和分选的需要,在分选作业前设有洗矿和预选抛废石作业。

为了从铜矿石中选出有用矿物,首先必须将矿石粉碎,使其中的有用矿物和买时达到单体解离。有时为了达到后继作业对物料粒度的要求,也需在中间加入一定的粉碎作业。选前的准备工作通常由破碎筛分作业和矿物分级作业两个阶段进行。破碎机和筛分机多为联合作业,磨矿机与分级机常组成闭路循环。它们分别是组成破碎车间和磨选车间的主要机械设备。

铜矿石破碎:将矿山采出的粒度为500~1500mm的矿块碎裂至粒度为 5~25mm的过程。方式有压碎、击碎、劈碎等,一般按粗碎、中碎、细碎三段进行。

铜矿石磨碎:以研磨和冲击为主。将破碎产品磨至粒度为10~300μm大小。磨碎的粒度根据有用矿物在矿石中的浸染粒度和采用的选别方法确定。常用的磨矿设备有:棒磨机、球磨机、自磨机和半自磨机等。磨碎作业能耗高,通常约占选矿总能耗的一半。80年代以来应用各种新型衬板及其他措施,磨碎效率有所提高,能耗有所下降。

铜矿石筛分分级:按筛面筛孔的大小将物料分为不同的粒度级别称筛分,常用于处理粒度较粗的物料。按颗粒在介质(通常为水)中沉降速度的不同,将物料分为不同的等降级别,称分级,用于粒度较小的物料。筛分和分级是在粉碎过程中分出合适粒度的物料,或把物料分成不同粒度级别分别入选。

铜矿石洗矿:为避免含泥矿物原料中的泥质物堵塞粉碎、筛分设备,需进行洗矿。原料如含有可溶性有用或有害成分,也要进行洗矿。洗矿可在擦洗机中进行,也可在筛分和分级设备中进行。

(2)铜矿选矿工艺流程-分选作业。借助于浮选选矿方法将有用铜矿石同脉石分离,并使有用矿物相互分离获得最终选矿产品(铜精矿、尾矿,有时还产出中矿)。分选作业中,开头的选别称为粗选(rougher);将粗选得到的富集产物作进一步选别以获得高质量的最终产品铜精矿的选别作业称为精选(cleaner);将粗选后的贫产物作进一步选别,分出中矿返回粗选或单独处理,以获得较高回收率的选别作业称为扫选(scavenger),扫选后的贫产物即为尾矿。

利用各种铜矿石原料颗粒表面对水的润湿性(疏水性或亲水性)的差异进行选别。通常指泡沫浮选。天然疏水性矿物较少,常向矿浆中添加捕收剂,以增强欲浮出矿物的疏水性;加入各种调整剂,以提高选择性;加入起泡剂并充气,产生气泡,使疏水性矿物颗粒附于气泡,上浮分离。浮选通常能处理小于0.2~0.3mm的物料,原则上能选别各种矿物原料,是一种用途最广泛的方法。浮选也可用于选别冶炼中间产品、溶液中的离子(见)和处理废水等。浮选除采用大型浮选机外,还出现回收微细物料(小于5~10m)的一些新方法。例如选择性絮凝-浮选,用絮凝剂有选择地使某种微细粒物料形成尺寸较大的絮团,然后用浮选(或脱泥)方法分离;剪切絮凝-浮选,加捕收剂等后高强度搅拌,使微细粒矿物形成絮团再浮选,及载体浮选、油团聚浮选等。

(3)铜矿选矿工艺流程-选后产品的处理作业。包括各种铜精矿、尾矿产品的脱水,细粒物料的沉淀浓缩、过滤、干燥和洗水澄清循环复用等。

绝大多数铜矿选矿产品都含有大量水分,这对于运输和冶炼加工都十分不利。因此,在冶炼之前,需要脱除选矿产品中的水分。铜精矿脱水作业常常按照下面几个阶段进行:

1) 铜精矿浓缩是重力或离心力的作用下,使选矿产品中的固体颗粒发生沉淀,从而脱去部分水分的作业,浓缩通常在浓缩机里进行。

2)铜精矿过滤是使矿浆通过一透水而不透固体颗粒的间隔层,达到固液分离的作业。过滤是浓缩以后进一步脱水作业,一般在过滤机上进行。

3)铜精矿干燥是脱水的最后阶段。它是根据加热蒸发的原理减少水分的作业。但只有在脱水后的精矿还需要进行干燥时才用。干燥作业一般在干燥机中进行,也有采用其他干燥装置的。

铜矿要想得到充分的利用,必须经过浮选加工,浮选是目前矿物选矿市场中比较重要的铜矿选矿工艺流程,相关统计表明,90%的有色金属矿都是用浮选工艺进行选矿处理的。铜矿浮选工艺用于选别铜矿具有更好的效果,目前已成为铜矿应用领域必不可少的选矿工艺,铜矿浮选工艺不止只有浮选机,还有一个重要的磨矿设备,就是球磨机,铜矿在进入浮选金进行浮选之前,需先经磨矿处理,经过研磨加工的铜矿静茹分级机分级,符合浮选浮选粒度的铜矿物料才能进入浮选机进行浮选。

铜矿选矿工艺流程浮选原理:首先需要对矿浆的浓度进行相应的调整,矿浆的浓度要和铜矿的粒度相适应,也就是说,铜矿的粒度较为粗时,最好选择浓度较高的矿浆,粒度较细,最好选择浓度较稀的矿浆,这样能够较大程度的提高铜矿的回收率。矿浆经过搅拌之后,可以改变本身的湿润性,调节矿物表面的选择性。矿浆搅拌至一定的浓度之后,加入药剂,药剂的选择要根据铜矿的性质,一般情况下用黄药作为捕收剂,活化剂是硫酸铜,起泡剂是聚乙二醇醚,三种药剂的顺序也不能弄错,三种药剂的量要根基铜矿的浮选性质进行确定。加入相应的药剂之后,不断进行搅拌,这个过程也可称为调泡,搅拌的过程中会产生大量的气泡。铜矿矿粒会向气泡选择性地附着,不断的浮起,其他物质会留在槽中,不断循环,完成铜矿的浮选加工。在这个过程中,铜矿向气泡附着是核心环节,所以要尽量增加气泡的数量吗,才能有效提高浮选效率。

现代铜矿选矿工艺流程包括浮选法、微生物浸出法、离析选矿法等等。单一的硫化矿多用浮选法来处理,采用破碎-磨矿-分级-浮选-精选流程,将单一的硫化铜矿选为铜精矿。但是由于矿石资源的开发和利用,矿石性质也愈加复杂。因此含有多金属的硫化矿,可采用多种选矿工艺进行处理,如:混合浮选法、优先浮选法、混合优先浮选法、浮-重联合选矿法、浮-磁联合选矿法、浮选-湿法冶炼选矿法等等。

铜矿选矿工艺流程优先浮选工艺原理是:破碎筛分→磨矿分级→优先浮选铜精矿→活化浮选其它精矿→浓缩脱水。优先浮选工艺是按照矿石的可浮性进行划分,首先浮选出单一铜精矿,同时抑制其余精矿;铜精矿浮选完成后再将其余精矿分别活化并浮选。铜矿优先浮选工艺具有容易操作、药剂用量得到严格控制及铜精矿品位较高的优势。

铜矿选矿工艺流程混合浮选工艺原理是:磨矿分级→经混合浮选获得混合精矿→精矿分离粗精选→浓缩脱水。铜矿混合浮选工艺是将铜精矿与矿石中含有的其它矿物一起浮选得到混合精矿,然后再将混合精矿进行分选,最后得到铜精矿。

铜矿选矿工艺流程正浮选工艺原理是:利用阴离子捕收剂,将铜矿浮入泡沫产物中,脉石矿物留在矿浆中。铜矿正浮选工艺流程是:破碎筛分,磨矿分级,粗选、精选、扫选,浓缩脱水。铜矿正浮选工艺的优势是:1、应用浮选药剂简单;2、操作流程简易;3、加工成本较低;4、铜矿富集化程度高,回收率高。

铜矿选矿工艺流程反浮选工艺原理:是利用捕收剂, 调整PH值,将脉石矿物浮入泡沫产物中,铜矿留在矿浆中。工艺流程是:破碎筛分,磨矿分级,粗选、精选、扫选,浓缩脱水。铜矿反浮选工艺的优势是:1、节省基建投资;2、铜精矿品位较高;3、浮选速度快,浮选效率高。

复杂铜硫矿石为低铜高硫矿石,矿石含硫非常高,金、银含量也较高,铜矿石中以次生、氧化矿石居多。为更好地综合利用矿产资源和解决硫矿物和矿石氧化对生产的恶化影响,铜矿选矿工艺流程采用抑流浮铜优先工艺比较合理。

1.铜粗选流程:粗选流程为原矿经三次优先粗选作业后得到铜粗精矿,在抑硫浮铜工艺中,普遍采用石灰作为黄铁矿的抑制剂。由于该矿石属低铜高硫矿石,采用一定量的石灰对黄铁矿具有抑制作用,但石灰用量增大后,对原矿中的次生铜矿物和金银矿物也具有抑制作用,造成铜回收率较低,且石灰用量大,精矿泡沫黏滞性较强,适宜的矿浆PH值为9-10。

2.组合抑制剂:采用由两种抑制剂组成的组合抑制剂对黄铁矿的选择性抑制效果较好,在确保铜矿物粗选回收率的基础上,可使粗精矿的铜品位提高到6%以上。组合抑制剂中抑制剂1用量为500g/t、抑制剂2用量为100g/t为佳。

3.磨矿细度:为实现矿物的充分单体解离,为矿物分选创造条件,需提高磨矿的细度。磨矿细度需控制在-74um占68%较好。

铜矿选矿工艺流程的工艺指标:

1、品位:铜矿品位是指产品中金属或有价成分对产品总量之比。品位是评定产品质量的指标之一。通常用α表示原矿品位,β表示精矿品位,θ表示尾矿品位。

2、产率:铜精矿产品重量对原矿总量之比,叫该产品的产率。用γ表示。

3、选矿比:铜矿选矿比即原矿重量对于精矿重量之比值。用它可以决定一吨精矿所需处理原矿石的吨数。

4、富矿比:又称富集比。即铜精矿中有用成分的含量的表分数β比原矿中该有用成分含量的百分数α之比值,常以i表示。它表示精矿中有用成分的含量比原矿中该有用成分含量增加的倍数。

5、回收率:铜精矿中金属的重量与原矿中该金属重量之比的百分数,成为回收率,常用ε表示。

从铜矿石成分上来讲,硫化铜矿是比较复杂的,蓝辉铜、硫砷铜矿作为主要的铜矿物,其中蓝辉铜矿的可浮性是较好的,而黄铜矿难于抑制,只有在高碱性条件下才能得到有效抑制。硫化矿处理过程中,较为重要的部分在于硫与铜分离,在面对成分与较为复杂的硫化铜矿石时,可适当延长磨矿时间,使矿石本身得到有效的单体解离,但是要主要避免过粉碎现象的发生,过磨会导致铜的氧化,使铜本身难以回收。因此在处理复杂硫化铜矿石时,常常会加入中矿再磨流程进一步使矿石解离。

成分简单的氧化铜矿处理方式与硫化矿相比较为简便,可采取浮选-湿法冶炼选矿法、离析-浮选联合选矿法等。而较为难选的氧化铜矿可选用浸出的工艺来进行处理。目前的技术水平上来讲,氧化铜的酸浸、氨浸技术都已较为成熟,应用也比较广泛,但在处理微细粒难选矿时效果仍未达到理想状态。随着易选矿石的减少,采用化学浸出或者浮选-化学浸出联合工艺即成为未来氧化铜矿石选矿技术的主要方向。

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