铜山口铜矿铜中矿浮选新工艺研究
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摘要
矿产资源属于不可再生资源，而铜资源对我国来说更属短缺资源。我国铜矿资源以贫铜为主，大型铜矿少，矿产资源日趋贫、细、杂，选别作业难度增加，况且随着国民经济的高速发展，对高品质的矿产原料和金属的需求量不断增加，使供需矛盾也日益加大。如何实现复杂矿产资源的综合利用，缓解供需矛盾，保证国民经济的可持续发展，已成为技术创新的重大问题之一。因此，针对我国铜矿资源的特点，加大低品位铜矿资源深度开发，实现矿产资源的综合利用，有利于缓解我国铜工业存在的供需矛盾，具有重大的经济意义和社会意义。
本课题选择黄石鑫泰矿业公司铜山口矿区的铜钼多金属共生矿为研究对象，矿石中的金属矿物以黄铜矿、黄铁矿和辉钼矿等硫化矿物为主，原矿性质较为复杂；由于选矿生产中存在严重粗粒欠磨、细粒过磨，供矿性质复杂多变，药剂制度不合理等多种不利因素影响，精矿产品回收率偏低，有价元素得不到充分的利用。本文在对该矿石主要矿物组成和嵌布关系深入研究及原选矿工艺存在问题分析的基础上，以提高选铜回收率和综合回收有益金属为目的，结合矿石性质特点，在实验室中通过对磨矿细度、矿浆pH值、捕收剂、起泡剂用量和用法等环节的浮选试验研究，采用全新的研究方法，优化选矿工艺流程，确定了新的浮选药剂制度和选矿工艺流程，取得了比较理想的铜硫选别指标，为选矿厂进行全流程技术改造提供了详实的理论依据。
在理论研究分析的基础上，对铜中矿浮选新工艺进行了工业生产试验，通过选矿工艺的优化、调试，新工艺的选矿指标有较大的提高，取得了良好的经济效益。工业生产实践证明，新工艺突破了阶段磨矿，循序返回的传统浮选工艺模式，在不增加磨机情况下，实现了铜中矿选择性分级再磨再选，形成了磨浮大循环，铜中矿浮选新工艺的改造是成功的，同时也为同类矿山的技术改造提供了一定的借鉴作用。本课题有很好的发展前途和应用前景。
Mineral resources are non-renewable resources, and copper resource of our country is limited. Chinese copper resource is main poor copper. Mineral resources are tend to poor、tiny and complex , mineral process becomes more and more difficult, and the requirement for the mineral raw materials with high quality and nonferrous metals is rising continuously, which lead to the contradiction between supply and demand are increasing. Therefore, how to alleviate the contradiction by carrying out the comprehensive utilization of mineral resources to keep national economic sustainable development has been one of major issues with technological innovation. So, aiming at the quality of Chinese copper resource, developing low-grade copper resource intensively and making full use of mineral resource comprehensively, which will help to ease the contradiction between supply and demand and have great economic and social significance.
The topic chooses the polymetallic symbiotic mine in Tong Shankou copper mine area, the main metal minerals are chalcopyrite and pyrite and molybdenum, and the quality of raw material are much complicated. There are many factors lead to low-recovery of copper concentration and hard to make full use of valuable elements, such as the rough grain is lack of grinding, the fine grain is excessive of grinding, the ore character is complex and variable, the regime of medicament is unreasonable, etc. The paper bases on main mineral compositions、study on inlay relation and the analysis of former mineral process, on the purpose of increasing copper recovery and recovering valuable metals comprehensively; combining the quality of ore, do flotation experiment on grinding fineness、pulp pH、collector、frother dosage and usage in laboratory, adopting newly-research method, optimizing mineral process flow, then determining new flotation medicament and mineral process flow, finally attaining much ideal copper and sulfur separation's index, which supply detail theoretical datus for technical innovation in Tong Shankou copper mine.
Base on the analysis of the theoretical research, do industrial experiment on copper middle ore flotation with new technology, the indicators of new process technology are improved greatly through optimization、debugging, and achieve good economic results. Industrial production practice prove that the new technology breakthrough in the stage grinding, the traditional order cycle flotation process model, in the case of not increasing ball mill , achieving copper middle selective classification and regrinding, forming a large circle of floating mill, Copper middle ore flotation process transformation is success, also provide certain reference for the technological transformation of similar mine . The experimental research in this paper has great developing future and prospect of application.
本课题选择黄石鑫泰矿业公司铜山口矿区的铜钼多金属共生矿为研究对象，矿石中的金属矿物以黄铜矿、黄铁矿和辉钼矿等硫化矿物为主，原矿性质较为复杂；由于选矿生产中存在严重粗粒欠磨、细粒过磨，供矿性质复杂多变，药剂制度不合理等多种不利因素影响，精矿产品回收率偏低，有价元素得不到充分的利用。本文在对该矿石主要矿物组成和嵌布关系深入研究及原选矿工艺存在问题分析的基础上，以提高选铜回收率和综合回收有益金属为目的，结合矿石性质特点，在实验室中通过对磨矿细度、矿浆pH值、捕收剂、起泡剂用量和用法等环节的浮选试验研究，采用全新的研究方法，优化选矿工艺流程，确定了新的浮选药剂制度和选矿工艺流程，取得了比较理想的铜硫选别指标，为选矿厂进行全流程技术改造提供了详实的理论依据。
在理论研究分析的基础上，对铜中矿浮选新工艺进行了工业生产试验，通过选矿工艺的优化、调试，新工艺的选矿指标有较大的提高，取得了良好的经济效益。工业生产实践证明，新工艺突破了阶段磨矿，循序返回的传统浮选工艺模式，在不增加磨机情况下，实现了铜中矿选择性分级再磨再选，形成了磨浮大循环，铜中矿浮选新工艺的改造是成功的，同时也为同类矿山的技术改造提供了一定的借鉴作用。本课题有很好的发展前途和应用前景。
Mineral resources are non-renewable resources, and copper resource of our country is limited. Chinese copper resource is main poor copper. Mineral resources are tend to poor、tiny and complex , mineral process becomes more and more difficult, and the requirement for the mineral raw materials with high quality and nonferrous metals is rising continuously, which lead to the contradiction between supply and demand are increasing. Therefore, how to alleviate the contradiction by carrying out the comprehensive utilization of mineral resources to keep national economic sustainable development has been one of major issues with technological innovation. So, aiming at the quality of Chinese copper resource, developing low-grade copper resource intensively and making full use of mineral resource comprehensively, which will help to ease the contradiction between supply and demand and have great economic and social significance.
The topic chooses the polymetallic symbiotic mine in Tong Shankou copper mine area, the main metal minerals are chalcopyrite and pyrite and molybdenum, and the quality of raw material are much complicated. There are many factors lead to low-recovery of copper concentration and hard to make full use of valuable elements, such as the rough grain is lack of grinding, the fine grain is excessive of grinding, the ore character is complex and variable, the regime of medicament is unreasonable, etc. The paper bases on main mineral compositions、study on inlay relation and the analysis of former mineral process, on the purpose of increasing copper recovery and recovering valuable metals comprehensively; combining the quality of ore, do flotation experiment on grinding fineness、pulp pH、collector、frother dosage and usage in laboratory, adopting newly-research method, optimizing mineral process flow, then determining new flotation medicament and mineral process flow, finally attaining much ideal copper and sulfur separation's index, which supply detail theoretical datus for technical innovation in Tong Shankou copper mine.
Base on the analysis of the theoretical research, do industrial experiment on copper middle ore flotation with new technology, the indicators of new process technology are improved greatly through optimization、debugging, and achieve good economic results. Industrial production practice prove that the new technology breakthrough in the stage grinding, the traditional order cycle flotation process model, in the case of not increasing ball mill , achieving copper middle selective classification and regrinding, forming a large circle of floating mill, Copper middle ore flotation process transformation is success, also provide certain reference for the technological transformation of similar mine . The experimental research in this paper has great developing future and prospect of application.
引文
[1]陈甲斌，梁振杰等．中国铜资源现状及发展战略研究．世界有色金属，2005(12)：8～11
[2]曹异生．中国铜工业进展及前景预测．中国金属通报，2006(3)：2～4
[3]周晶云．世界铜矿产资源．中国金属通报，2004(20)：24～26
[4]曹异生．世界铜资源开发与我国海外办铜矿展望．中国金属通报，2005(8)：5～10
[5]殷俐娟，陈甲斌．我国铜矿资源形势及其可持续供应对策．资源开发与市场，2004(5)：351～352
[6]刘广龙．铜资源的短缺与再生利用建议．南方金属，2006(4)：5～9
[7]王濮等．系统矿物学(上册)．北京：地质出版社，1982
[8]G.H. Luttrell and R.H.Yoon,.Surface chemistry of collectorless flotation of chalcopyrite. Colloides and Surface,. 1984 (12): 129-154
[9]孙水裕等．无捕收剂浮选的电化学及量子化学研究．矿冶工程，1993，13(2)：22～26
[10]王淀佐等．硫化矿的氧化与浮选机理的量子化学研究．中国有色金属报,1991，1(1)：15～21
[11]陈述文．八种不同产地黄铁矿的晶体特性与可浮性的关系．中南工业大学硕士论文，1982
[12]凌竞宏等．三种不同类型矿床黄铁矿浮选行为比较．中南矿冶学院李报，1982(4)：62～66
[13]胡为柏．浮选，冶金工业出版社，1989年
[14]D·W·富尔斯特瑙．浮选百年．国外金属矿选矿，2001(3)：2～9
[15]Everson C. J. Process of Concentrating Ores. U. S Patent. No. 348145
[16]Braford H. Method of Saving Flotation Materials in Ore Separation. U. S. Patent. No.345951
[17]王淀佐．矿物浮选与浮选剂．中南工业大学出版社，1986年
[18]Taggart, A.E. Handbook of Mineral Dressing: ores and industrial minerals,(John Wiley,New York ),1945
[19]Gaudin, A.M., Flotation, 2nd Edition, MC. Graw-Hill book company, INC, New York,1957, 132, 182, 285
[20]Sutherland, K.L., Wark, I.W., Principles of flotation, Melbourne, Australasian Institute of Mining and Metallurgy, INC, 1955,119122
[21]Cook, M.A., Nixon, J. C., J. Phy. Chem., 1950, 455
[22]Barsky, G, Tran.AIME, Inst. Min. Metall. Engrs., 1934, 112:236～262
[23]王淀佐．矿物浮选与浮选剂．中南工业大学出版社，1986年
[24]张芹，铅锑锌铁硫化矿电化学浮选行为及表面吸附的研究，中南大学博士学位论文，2004年
[25]王淀佐．浮选理论的新进展．北京：科学出版社，1992：79～90，128～135
[26]Rubio J. and Kitchener J.A. Electrochemical study of galena-Xanthate flotation system.Trans. Ins. Min. Metall., 1964,73:313～322
[27]王晶岩，姜国积．浮选药剂的作用及应用．煤炭技术．2006，4(4)：85～87
[28]赵福刚．铜矿的选矿技术进展．铜业工程．2006，(4)：13～18
[29]孙加才．铜山口铜矿矿石物质组成研究．冶金工业部长沙矿冶研究所，1982．9
[30]彭会清，韩伟．强化精选作业提高铜精矿品位．有色金属(选矿部分)，2006(2)：12～14
[31]陶光仪．x射线荧光光谱分析．分析实验室，1995(3)：92～97
[32]北京矿冶研究总院编．有色冶金分析手册．冶金工业出版社，2004年
[33]陈宗淇，戴闽光．胶体与界面化学．高等教育出版社，2001年
[34]王湘英，丁大森．浮选药剂的应用现状及发展趋势．湖南有色金属，2000，16(1)：9～12
[35]胡为柏主编．浮选．冶金工业出版社，1992年
[36]许时主编．矿石可选性研究．冶金工业出版社，1992年
[37]钱鑫，张文彬等．铜的选矿．冶金工业出版社，1982年
[38]Niron J. G. and Salamy S.G. Reaction Between a Mercury Surface and Some Flotation Reagents on Richardson (ed.) Electrochemistry in Mineral and Metal Processing.198.1.INC. NJ. P. 259～286
[39]彭会清．中矿选择性再磨工艺．中国专利：98113134．4，1998．10．07
[40]刘江浩，彭会清等．中矿选择性再磨新工艺的工业应用．矿产综合利用，1999(2)：12～15
[41]武培勇，张启富等．中矿选择性再磨在凤凰山铜矿的应用研究．金属矿山，2004(1)：44～46
[42]李启衡主编．碎矿与磨矿．北京：冶金工业出版社，1995
[43]段希祥，曹亦军编著．球磨机介质工作理论与实践．北京：冶金工业出版社，1999
[44]C．E．安德烈耶夫，B．B．茨维烈维奇等编著．有用矿物的破碎、磨碎和筛分．北京：中国工业出版社，1963
[45]何廷树，陈炳辰．细粒浮选研究动向．国外金属矿选矿，1995，(11)：1～4
[46]胡熙庚．硫化矿浮选理论与工艺．北京：冶金工业出版社，1991
[47]Rao, S. R. and Finch, J. A．, Electrochemical studies on the flotation of sulphide minerals with special reference to pyrite-sphalerite,Ⅱ .Flotation studies. Can. Metall. Q., 1987,26:173～175.
[48]朱玉霜，朱建光编著．浮选药剂的化学原理．长沙：中南工业大学出版社，1996
[49]孙体昌，李定一，张润仙．石灰与黄铁矿作用时间对抑制效果的影响及机理．有色金属(选矿部分)，2002(2)：41～44
[50]胡熙庚主编．有色金属硫化矿选矿．北京：冶金工业出版社，1987
[51]Richardson P． E. Walker G. W. International mineral processing congress. 1985, 198～210
[52]徐秉权．磨矿过程对硫化矿矿浆电位的影响．湖南有色金属，1995(3)：21～27
[53]Mulak W, Balaz P, Chojnacka M. Chemical and morpliological changes of millerite by mechanical activation. Int J Miner Process, 2002, 66:233～240
[54]H·郭等，黄铜矿的矿浆电位和可浮性，国外金属矿选矿,2003,9：17～23
[55]何发钰，孙传尧，宋磊．磨矿环境对硫化矿物浮选的影响．中国工程科学，2006(8)：92～102
[56]徐秉权，周放良．凡口铅锌矿磨矿过程对矿浆电位的影响．有色金属(选矿部份)，1991(3)：17～20
[57]顾帼华、王淀佐、刘如意、邱冠周．硫化矿电位调控浮选及原生电位浮选技术．有色金属,2005,5：18～21。
[58]覃文庆，邱冠周，王淀佐等．磨矿过程硫化矿物表面电化学性质及其对浮选的影响．矿产综合利用，1999(3)：1～9
[2]曹异生．中国铜工业进展及前景预测．中国金属通报，2006(3)：2～4
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[46]胡熙庚．硫化矿浮选理论与工艺．北京：冶金工业出版社，1991
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[57]顾帼华、王淀佐、刘如意、邱冠周．硫化矿电位调控浮选及原生电位浮选技术．有色金属,2005,5：18～21。
[58]覃文庆，邱冠周，王淀佐等．磨矿过程硫化矿物表面电化学性质及其对浮选的影响．矿产综合利用，1999(3)：1～9