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1、 2 01 5年 6月 第 4 4卷第 3期 中国矿 山工 程 Ch i n a Mi n e En g i n e e r i ng 1 7 某铜矿联合选冶工艺探讨 Di s c u s s i o n o n t h e mi n e r a l p r o c e s s i n g me t a l l u r g i c a l t e c h n o l o g y o f a c o p p e r mi n e 邹毅 仁 中 国 恩 菲 工 程 技 术 有限 公司 北 京1 0 0 0 3 8 摘 要 根 据某低品位铜矿 山的试验研 究及生产 实践 进行 了不 同品位铜矿 石
2、的选 冶工 艺经济 比较 结果表 明 品位较低铜 矿 石更适合 生物堆 浸工艺 品位较 高的铜 矿石更适合 浮选工艺 若 同时采用低 品位 矿石进行 生物堆 浸 高品位矿石 进行碎磨 浮 选的联合选 冶工艺 将有效地 降低 采矿境界品位 提 高资源的利 用率 关 键 词 硫 化 铜 矿 生 物 堆 浸 浮 选 选 冶联 合 工 艺 经 济 比较 Abs t r ac t Ac c o r d i n g t o t h e e x pe r i me nt a l s t u dy a n d p r o d u c t i o n pr a c t i c e o f a l o w g r
3、 a d e c o pp e r mi n e t he e c o n o mi c an a l y s i s o f mi n e r a l p r o c e s s i ng me t a l l ur g i c a l t e c h no l o g y wa s c a r r i e d o u t The r e s u l t s s ho we d t h a t bi o l o g i c a l h e a p l e a c hi n g p r o c e s s wa s mo r e s ui t a b l e f o r l o w g r a
4、 d e c o p pe r o r e a nd f l o t a t i o n p r o c e s s wa s mo r e s u i t a b l e f o r hi g h g r a de c o p pe r o r e Mi ne r a l pr o c es s i n g me t a l l u r g i c a l t e c hn o l o g y u s i n g b i o l o g i c a l h e a p l e a c hi ng for l o w g r a d e o r e c omb i n e d flo t a
5、t i o n p r o c e s s for h i g h g r a d e o r e a t t h e s a me t i me c a n e f f e c t i v e l y r e d u c e d t he mi n i n g s t a t e g r a de a nd i mp r o v e d r e s o u r c e ut i l i z a t i o n K e y w o r ds c o p pe r s u l fid e o r e b i o l o g i c a l h e a p l e a c h i n g flo
6、t a t i o n mi ne r a l m e t a l l u r g i c a l p r o c e s s i n g e c o n o m i c a s s e s s m e n t 1 前言 铜 是与 人类 生 活最 为 密 切 的 有 色金 属 之 一 其 需 求 量稳步增长 铜 的产 能逐 步释 放 2 0 1 3年全世界铜精矿 的产量 含铜量 为 1 8 3 2万 t 创年产 量历史最高水平 我 国 是 世 界 第 一 大 铜 生 产 国 2 0 1 3 年 精 铜 生 产 量 6 8 3 8 8万 t 也 是第一大 铜消费 国 2 0 1 3年精铜 消耗量
7、 9 8 3 0 1万 t 我 国铜资源匮乏 仅 占世界的 4 特点为 三多三少 即贫矿多 富矿少 共生 伴生矿多 单一矿少 难处 理 矿多 易处 理 矿 少 由此 大力 开发 处 理 低 品 位 复杂 难处 理铜 矿 技术 对增 加铜 产量 缓解 铜 的供 需矛 盾 增强我国在国际铜市场上的竞争能力是 十分必要的 研 究高效提铜的选冶工艺 是 当前提高资源利用率 的有效 途径 本文将针对 我国南方某大型低 品位铜 矿的大 规模 开发 扩建 方 案进 行 选 冶工 艺 比较 探 讨 高 效 利 用 资 源 的最佳 途径 2 矿石性质 2 1矿石 组份 该铜矿体赋存于潜水 面以下原生带 中 矿石
8、主要有 价成 份为 铜 c u 伴生 有金 A u 银 A g 硫 s 明矾 石 地开石等有益组份 有 害组份主要为砷 A s 砷主 要 赋存 在 金属 硫化 物硫 砷铜 矿 块硫 砷铜 矿 中 有微 量 的 砷赋存在黝铜矿中形成砷黝铜矿变种 还有微量的砷可 能赋存 在 黄铁 矿 中 矿石 的 自然类 型简 单 主要 为花 岗岩 型硫 化铜 矿石 其 次 为 隐爆碎 屑岩 型硫 化 铜矿 石 和英安 玢岩 型硫 化铜 矿 1 8 中国矿 山工程 2 0 1 5 年 第 4 4 卷 石 矿 石 中金属 矿 物 主要 以黄 铁 矿 辉 铜 矿一 蓝 辉 铜 矿为 主 脉石 矿 物 绝 大多 数 为
9、 石 英 其 次 有 少 部 分 粘 土矿 物 主 要 铜 矿 物 为 蓝 辉 铜 矿 辉 铜 矿 铜 蓝 硫砷铜矿等 矿石 中主要矿物的相对含量见表 1 表 1 矿 石 中主 要 矿 物 的相 对 含 量 2 2 矿 石 品质 该 铜矿 体 厚 大 矿 石 平 均 铜 品位 0 3 5 生 产 实 践表 明 不 同的 品位 对 浮选 及 堆浸 工 艺 指 标 的影 响较大 利 用 Da t a mi n e矿 业 系 统应 用 软 件包 将 矿 石 按铜 的 品位进 行分 类 结 果 如表 2所示 表 2不同品位矿石量及有价 元素含量 矿 石 量 万 t C u金属 量 万 t A u金 属
10、 量 万 g C u平 均 品 位 A u平均品位 g t A g 平均 品位 g t S平均品位 注 地质模型 中的 A g S数据不完整 表格中的 Ag S品位取 自组合样 的分析数据 3 选冶工艺 目前 硫 化 铜 矿 的 提 铜 工 艺 主 要 有 两 类 破 碎一湿法生物堆浸一萃取一电积工艺 和 破碎一 磨 矿一 浮选 一火 法 冶 炼 工 艺 两 种 工 艺 都 有 其 特 点 具体采用哪类工艺需根据建设条件综合考虑 随 着 条件 的 变化 也有 矿 山生产 中实 现工 艺转 型 的 比 如 鉴 于成 本 的考 虑 美 国莫 伦 西 M o r e n c i 铜 矿 山 就 是
11、常规 的 碎 磨浮 选一 精 矿 冶炼 工艺 向 浸 出一 溶 液萃 取 电极工 艺 过渡 的典 型实 例 为开发该铜矿资源 前期完成了大量的试验研 究 重 点进 行 了湿 法 生物 浸 出产 出阴极 铜 和 浮选 产 出铜精 粉 的试验 研 究 并 成 功 实 现 了这 两种 工 艺 的 工业化生产 这些数据为今后矿山铜矿资源大规模 的扩产开发积累了宝贵 的经验 也为选冶工 艺的经 济 比较提 供 了可靠 了基 础数 据 本文 将在试 验 研究 与生 产实 践 的基础 上 针对 湿 法 生 物 堆 浸 工 艺 和碎 磨 浮 选工 艺进 行技 术经 济 比较 3 1 湿 法生物 堆 浸工 艺
12、人 类 对微 生物 浸矿 技术 的认 识 和深入 研究 是从 1 9 4 7年美 国人 C o l m e r 发 现 细菌 的氧化 作用 开始 的 从 世 界上 第 一 座 铜 的微 生 物 堆浸 工 厂 于 1 9 5 0年 在 美 国的 K e n n e c o t t 铜业公 司建 成投 产 目前 世 界微 生 物湿法 冶 金产铜 的 比例 约为 2 5 我 国对微 生物 浸 矿 技 术 方 面 的研 究 是 从 2 0世 纪 6 0年代末 开始 的 并 已先后 在铜 金 铀等 金属 的 生产应 用 中取 得 成 功 1 9 9 2年 江 西 德 兴 铜 矿 采 用 微生 物堆 浸
13、1 0 0 0 t 低 品位 铜 矿 的 工 业 试 验 投 入 生 产 开创 了我 国利 用微 生 物 浸 取 矿 石 中铜 金 属 的先 例 1 9 9 7年江 西 德 兴铜 矿 大 型堆 浸 厂 设 计 年 生 产 能力 2 0 0 0 t 阴极铜 的投 产 标 志着 我 国微 生 物 浸 铜 技术 有 了重大 进展 目前 已投 入 大规模 生产 硫化 铜矿 石 的湿法 生物 堆浸 工艺 流程 一般 由矿 石准备 堆浸 萃取 电积等工序组成 见图 1 所示 1 采 用生 物堆 浸 提铜 工 艺 的 主要 优 点 流 程短 可 在矿 山 附近 直 接 产 出 阴极 铜 基 建 投 资省 操
14、 作相 对 简单 可 实 现 较 粗粒 级 的堆 存 能 耗 低 生 产成本 低 对 铜 矿 石 的适 应 性 强 可 以 处 理难 选 复 杂 矿 石 和 边 际 品 位 的 低 品 位 矿 石 废 石 等 罟 兽 9 m 叭 船 c m 眄 研 叭 叭 劢 第3 期 邹 毅 仁 某铜矿联合选冶工艺探讨 1 9 浸 出液 饱和有机相 浓电解液 含铜矿石 萃余液 贫有机相 废 电解液 图 1 硫 化 铜 矿 生 物 堆 浸 工 艺 流 程 不 意 图 反应 温 和 作 业 环境 友 好 且 能 有 效 防 止含 砷 硫 气 体对 大气 的污染 2 采用生物堆浸提铜工艺主要缺点 生物 堆浸的影响
15、 因素较 多 如矿石粒度 温度 充气 p H 值 雨水等 铜浸出率较低 且仅对 目标矿石 的单 一 元素 一般不能综合回收伴生或富含 的有价元素 精矿 收益较 低 不利 用资 源 的综 合 回收 面 临 降酸降铁 将增加生产成本 生产 中浸 出液 萃余 液 贫 电解 液形 成 闭路 循 环 利 用 导 致 酸 和 铁 等 杂 质 的不 断积 累 若 进 入 堆 场 将 造 成 堆 中有 机 物 积 聚 将影 响 浸矿 微生 物 的环境 若进 入萃 取 系统 将 影响萃取效率 若进入电积系统 将引起阴极铜 的质 量 该 工 艺对 环 境 的 主 要 污染 是 水 污染 需 重 点 加强排水防洪
16、泥石流防治及环保等设施 该矿区位于亚热带地 区 夏长冬短 春季多雨 夏季多有暴风雨 气候较为复杂 堆浸面积大 存在 季节性水量平衡问题 在雨季 浸出液水量膨胀 使 得进人萃取一电积作业 的合 格液 中 C u浓度降低 影响萃取一电积作业 的效果 严重时将萃余液外排 既污 染环 境 又损失 金 属量 如 2 0 1 0年 7月 该 矿 区 连续 降雨 造 成厂 区溶 液 池 区底部 黏土 层 掏空 污水 池 防渗膜 开裂 导 致 9 1 0 0 m 的污水 顺着 排 洪涵 洞 流 人汀江中 发生重大渗漏事故 3 2 碎 磨 浮选 工 艺 硫化铜矿石的碎磨浮选工艺流程一般 由矿石准 备一浮选一脱水一火法冶炼等工序组成 见 图 2所 示 影 响 浮选 指标 的 主要参 数 矿石 性 质 单 体解 离 度 药 剂种 类 与用 量 矿浆 p H值 等 含铜矿石 l 物料准备 l 破碎筛分运输磨矿 l 浮 选 一 尾 矿 库 l 粗 选 一 扫选一精选 I I l 精 矿 脱 水 厂 1硫 精 矿 粉 I l 铜精矿粉 I 1 l l 火 法 冶 炼 H 硫 酸 I C u A u A g 图 2
