銅礦選礦工藝流程原理
2022-06-01 12:49:20
銅礦選礦是根據(jù)銅礦石中不同礦物的物理、化學性質(zhì)，把礦石破碎磨細以后，采用重選法、浮選法、磁選法、電選法等銅礦選礦工藝流程，將有用礦物與脈石礦物分開，并使各種共生（伴生）的有用礦物盡可能相互分離，除去或降低有害雜質(zhì)，以獲得冶煉或其他工業(yè)所需原料的過程。
銅礦石的選礦處理過程是在選礦廠中完成的。一般都包括以下三個最基本的銅礦選礦工藝流程。
(1)銅礦選礦工藝流程-分選前的準備作業(yè)。包括銅礦石的破碎、篩分、磨礦、分級等工序。本過程的目的是使有用礦物與脈石礦物單體分離，使各種有用礦物相互間單體解離，此外，這一過程還為下一步的選礦分離創(chuàng)造適宜的條件。有的選礦廠根據(jù)礦石性質(zhì)和分選的需要，在分選作業(yè)前設有洗礦和預選拋廢石作業(yè)。
為了從銅礦石中選出有用礦物，首先必須將礦石粉碎，使其中的有用礦物和買時達到單體解離。有時為了達到后繼作業(yè)對物料粒度的要求，也需在中間加入一定的粉碎作業(yè)。選前的準備工作通常由破碎篩分作業(yè)和礦物分級作業(yè)兩個階段進行。破碎機和篩分機多為聯(lián)合作業(yè)，磨礦機與分級機常組成閉路循環(huán)。它們分別是組成破碎車間和磨選車間的主要機械設備。
銅礦石破碎：將礦山采出的粒度為500～1500mm的礦塊碎裂至粒度為 5～25mm的過程。方式有壓碎、擊碎、劈碎等，一般按粗碎、中碎、細碎三段進行。
銅礦石磨碎：以研磨和沖擊為主。將破碎產(chǎn)品磨至粒度為10～300μm大小。磨碎的粒度根據(jù)有用礦物在礦石中的浸染粒度和采用的選別方法確定。常用的磨礦設備有：棒磨機、球磨機、自磨機和半自磨機等。磨碎作業(yè)能耗高，通常約占選礦總能耗的一半。80年代以來應用各種新型襯板及其他措施，磨碎效率有所提高，能耗有所下降。
銅礦石篩分分級：按篩面篩孔的大小將物料分為不同的粒度級別稱篩分，常用于處理粒度較粗的物料。按顆粒在介質(zhì)（通常為水）中沉降速度的不同，將物料分為不同的等降級別，稱分級，用于粒度較小的物料。篩分和分級是在粉碎過程中分出合適粒度的物料，或把物料分成不同粒度級別分別入選。
銅礦石洗礦：為避免含泥礦物原料中的泥質(zhì)物堵塞粉碎、篩分設備，需進行洗礦。原料如含有可溶性有用或有害成分，也要進行洗礦。洗礦可在擦洗機中進行，也可在篩分和分級設備中進行。
(2)銅礦選礦工藝流程-分選作業(yè)。借助于浮選選礦方法將有用銅礦石同脈石分離，并使有用礦物相互分離獲得最終選礦產(chǎn)品(銅精礦、尾礦，有時還產(chǎn)出中礦)。分選作業(yè)中，開頭的選別稱為粗選(rougher);將粗選得到的富集產(chǎn)物作進一步選別以獲得高質(zhì)量的最終產(chǎn)品銅精礦的選別作業(yè)稱為精選(cleaner);將粗選后的貧產(chǎn)物作進一步選別，分出中礦返回粗選或單獨處理，以獲得較高回收率的選別作業(yè)稱為掃選(scavenger)，掃選后的貧產(chǎn)物即為尾礦。
利用各種銅礦石原料顆粒表面對水的潤濕性(疏水性或親水性）的差異進行選別。通常指泡沫浮選。天然疏水性礦物較少,常向礦漿中添加捕收劑，以增強欲浮出礦物的疏水性；加入各種調(diào)整劑，以提高選擇性；加入起泡劑并充氣，產(chǎn)生氣泡，使疏水性礦物顆粒附于氣泡，上浮分離。浮選通常能處理小于0.2～0.3mm的物料，原則上能選別各種礦物原料，是一種用途最廣泛的方法。浮選也可用于選別冶煉中間產(chǎn)品、溶液中的離子（見）和處理廢水等。浮選除采用大型浮選機外,還出現(xiàn)回收微細物料(小于5～10m)的一些新方法。例如選擇性絮凝-浮選，用絮凝劑有選擇地使某種微細粒物料形成尺寸較大的絮團，然后用浮選（或脫泥）方法分離；剪切絮凝-浮選,加捕收劑等后高強度攪拌，使微細粒礦物形成絮團再浮選，及載體浮選、油團聚浮選等。
(3)銅礦選礦工藝流程-選后產(chǎn)品的處理作業(yè)。包括各種銅精礦、尾礦產(chǎn)品的脫水，細粒物料的沉淀濃縮、過濾、干燥和洗水澄清循環(huán)復用等。
絕大多數(shù)銅礦選礦產(chǎn)品都含有大量水分，這對于運輸和冶煉加工都十分不利。因此，在冶煉之前，需要脫除選礦產(chǎn)品中的水分。銅精礦脫水作業(yè)常常按照下面幾個階段進行:
1) 銅精礦濃縮是重力或離心力的作用下，使選礦產(chǎn)品中的固體顆粒發(fā)生沉淀，從而脫去部分水分的作業(yè)，濃縮通常在濃縮機里進行。
2）銅精礦過濾是使礦漿通過一透水而不透固體顆粒的間隔層，達到固液分離的作業(yè)。過濾是濃縮以后進一步脫水作業(yè)，一般在過濾機上進行。
3）銅精礦干燥是脫水的最后階段。它是根據(jù)加熱蒸發(fā)的原理減少水分的作業(yè)。但只有在脫水后的精礦還需要進行干燥時才用。干燥作業(yè)一般在干燥機中進行，也有采用其他干燥裝置的。
銅礦要想得到充分的利用，必須經(jīng)過浮選加工，浮選是目前礦物選礦市場中比較重要的銅礦選礦工藝流程，相關統(tǒng)計表明，90％的有色金屬礦都是用浮選工藝進行選礦處理的。銅礦浮選工藝用于選別銅礦具有更好的效果，目前已成為銅礦應用領域必不可少的選礦工藝，銅礦浮選工藝不止只有浮選機，還有一個重要的磨礦設備，就是球磨機，銅礦在進入浮選金進行浮選之前，需先經(jīng)磨礦處理，經(jīng)過研磨加工的銅礦靜茹分級機分級，符合浮選浮選粒度的銅礦物料才能進入浮選機進行浮選。
銅礦選礦工藝流程浮選原理：首先需要對礦漿的濃度進行相應的調(diào)整，礦漿的濃度要和銅礦的粒度相適應，也就是說，銅礦的粒度較為粗時，最好選擇濃度較高的礦漿，粒度較細，最好選擇濃度較稀的礦漿，這樣能夠較大程度的提高銅礦的回收率。礦漿經(jīng)過攪拌之后，可以改變本身的濕潤性，調(diào)節(jié)礦物表面的選擇性。礦漿攪拌至一定的濃度之后，加入藥劑，藥劑的選擇要根據(jù)銅礦的性質(zhì)，一般情況下用黃藥作為捕收劑，活化劑是硫酸銅，起泡劑是聚乙二醇醚，三種藥劑的順序也不能弄錯，三種藥劑的量要根基銅礦的浮選性質(zhì)進行確定。加入相應的藥劑之后，不斷進行攪拌，這個過程也可稱為調(diào)泡，攪拌的過程中會產(chǎn)生大量的氣泡。銅礦礦粒會向氣泡選擇性地附著，不斷的浮起，其他物質(zhì)會留在槽中，不斷循環(huán)，完成銅礦的浮選加工。在這個過程中，銅礦向氣泡附著是核心環(huán)節(jié)，所以要盡量增加氣泡的數(shù)量嗎，才能有效提高浮選效率。
現(xiàn)代銅礦選礦工藝流程包括浮選法、微生物浸出法、離析選礦法等等。單一的硫化礦多用浮選法來處理，采用破碎-磨礦-分級-浮選-精選流程，將單一的硫化銅礦選為銅精礦。但是由于礦石資源的開發(fā)和利用，礦石性質(zhì)也愈加復雜。因此含有多金屬的硫化礦，可采用多種選礦工藝進行處理，如：混合浮選法、優(yōu)先浮選法、混合優(yōu)先浮選法、浮-重聯(lián)合選礦法、浮-磁聯(lián)合選礦法、浮選-濕法冶煉選礦法等等。
銅礦選礦工藝流程優(yōu)先浮選工藝原理是：破碎篩分→磨礦分級→優(yōu)先浮選銅精礦→活化浮選其它精礦→濃縮脫水。優(yōu)先浮選工藝是按照礦石的可浮性進行劃分，首先浮選出單一銅精礦，同時抑制其余精礦;銅精礦浮選完成后再將其余精礦分別活化并浮選。銅礦優(yōu)先浮選工藝具有容易操作、藥劑用量得到嚴格控制及銅精礦品位較高的優(yōu)勢。
銅礦選礦工藝流程混合浮選工藝原理是：磨礦分級→經(jīng)混合浮選獲得混合精礦→精礦分離粗精選→濃縮脫水。銅礦混合浮選工藝是將銅精礦與礦石中含有的其它礦物一起浮選得到混合精礦，然后再將混合精礦進行分選，最后得到銅精礦。
銅礦選礦工藝流程正浮選工藝原理是：利用陰離子捕收劑,將銅礦浮入泡沫產(chǎn)物中，脈石礦物留在礦漿中。銅礦正浮選工藝流程是：破碎篩分，磨礦分級，粗選、精選、掃選，濃縮脫水。銅礦正浮選工藝的優(yōu)勢是：1、應用浮選藥劑簡單;2、操作流程簡易;3、加工成本較低;4、銅礦富集化程度高，回收率高。
銅礦選礦工藝流程反浮選工藝原理：是利用捕收劑, 調(diào)整PH值，將脈石礦物浮入泡沫產(chǎn)物中，銅礦留在礦漿中。工藝流程是：破碎篩分，磨礦分級，粗選、精選、掃選，濃縮脫水。銅礦反浮選工藝的優(yōu)勢是：1、節(jié)省基建投資；2、銅精礦品位較高；3、浮選速度快，浮選效率高。
復雜銅硫礦石為低銅高硫礦石，礦石含硫非常高，金、銀含量也較高，銅礦石中以次生、氧化礦石居多。為更好地綜合利用礦產(chǎn)資源和解決硫礦物和礦石氧化對生產(chǎn)的惡化影響，銅礦選礦工藝流程采用抑流浮銅優(yōu)先工藝比較合理。
1.銅粗選流程：粗選流程為原礦經(jīng)三次優(yōu)先粗選作業(yè)后得到銅粗精礦，在抑硫浮銅工藝中，普遍采用石灰作為黃鐵礦的抑制劑。由于該礦石屬低銅高硫礦石，采用一定量的石灰對黃鐵礦具有抑制作用，但石灰用量增大后，對原礦中的次生銅礦物和金銀礦物也具有抑制作用，造成銅回收率較低，且石灰用量大，精礦泡沫黏滯性較強，適宜的礦漿PH值為9-10。
2.組合抑制劑：采用由兩種抑制劑組成的組合抑制劑對黃鐵礦的選擇性抑制效果較好，在確保銅礦物粗選回收率的基礎上，可使粗精礦的銅品位提高到6%以上。組合抑制劑中抑制劑1用量為500g/t、抑制劑2用量為100g/t為佳。
3.磨礦細度：為實現(xiàn)礦物的充分單體解離，為礦物分選創(chuàng)造條件，需提高磨礦的細度。磨礦細度需控制在-74um占68%較好。
銅礦選礦工藝流程的工藝指標：
1、品位：銅礦品位是指產(chǎn)品中金屬或有價成分對產(chǎn)品總量之比。品位是評定產(chǎn)品質(zhì)量的指標之一。通常用α表示原礦品位，β表示精礦品位，θ表示尾礦品位。
2、產(chǎn)率：銅精礦產(chǎn)品重量對原礦總量之比，叫該產(chǎn)品的產(chǎn)率。用γ表示。
3、選礦比：銅礦選礦比即原礦重量對于精礦重量之比值。用它可以決定一噸精礦所需處理原礦石的噸數(shù)。
4、富礦比：又稱富集比。即銅精礦中有用成分的含量的表分數(shù)β比原礦中該有用成分含量的百分數(shù)α之比值，常以i表示。它表示精礦中有用成分的含量比原礦中該有用成分含量增加的倍數(shù)。
5、回收率：銅精礦中金屬的重量與原礦中該金屬重量之比的百分數(shù)，成為回收率，常用ε表示。
從銅礦石成分上來講，硫化銅礦是比較復雜的，藍輝銅、硫砷銅礦作為主要的銅礦物，其中藍輝銅礦的可浮性是較好的，而黃銅礦難于抑制，只有在高堿性條件下才能得到有效抑制。硫化礦處理過程中，較為重要的部分在于硫與銅分離，在面對成分與較為復雜的硫化銅礦石時，可適當延長磨礦時間，使礦石本身得到有效的單體解離，但是要主要避免過粉碎現(xiàn)象的發(fā)生，過磨會導致銅的氧化，使銅本身難以回收。因此在處理復雜硫化銅礦石時，常常會加入中礦再磨流程進一步使礦石解離。
成分簡單的氧化銅礦處理方式與硫化礦相比較為簡便，可采取浮選-濕法冶煉選礦法、離析-浮選聯(lián)合選礦法等。而較為難選的氧化銅礦可選用浸出的工藝來進行處理。目前的技術水平上來講，氧化銅的酸浸、氨浸技術都已較為成熟，應用也比較廣泛，但在處理微細粒難選礦時效果仍未達到理想狀態(tài)。隨著易選礦石的減少，采用化學浸出或者浮選-化學浸出聯(lián)合工藝即成為未來氧化銅礦石選礦技術的主要方向。
English
