一种新型刚果金氧化铜钴矿活化剂可大幅提高钴精矿品位(免费试验)-铜钴矿选冶技术与工程研究中心

钴作为重要的战略金属,由于其具有优良的物理、化学和机械性能,是生产耐高温、耐腐蚀、高强度和强磁性等材料的重要原料,因此,在全球范围内应用十分广泛。我国是一个严重缺钴的国家,随着社会的进步,钴金属的需求越来越大,然而世界大部分钴资源都集中在刚果(金)、古巴、赞比亚、澳大利亚等国,其中刚果(金)钴资源占世界一半以上,水钴矿和硫铜钴矿是当地最常见的含钴矿物。目前,国内外硫铜钴矿的回收工艺已经成熟稳定,而水钴矿选矿工艺技术落后,回收率相对低下,资源浪费十分严重。
水钴矿的主要产地为赞比亚—刚果(金)铜钴矿带上,水钴矿是加丹加地区铜钴矿床中常见的主要含钴矿物。水钴矿是氢氧化钴类的次生矿物,它主要集中在氧化带的表面区域。
水钴矿是加丹加铜钴矿带上价值较高的矿物,分黑色、黑棕色、棕红色,呈硬核状、结核状、钟乳石状、硼钙石状;水钴矿分散于(或侵入)变质的含有泥土的白云石岩或泥硅岩页岩中。基本上,这种矿石总是含有铜和大量的铁,钴的含量在44%~60% 之间变化。铜含量在2%~15%之间,有时含有大量的锰。
加丹加地区现在开发的矿山大部分为氧化矿,极少数矿山在开采硫化矿。所以,该地区的选冶加工厂处理的原料也是以氧化矿为主,只有少数选冶厂加工硫化矿。目前,加丹加地区的选冶工艺主要有:洗矿、重介质选矿、浮选、火法熔炼和湿法冶金等。
1.洗矿
提到加丹加地区的铜钴矿加工现状,就不得不说一说洗矿。刚果(金)加丹加地区的铜钴矿资源丰富,且品位高,大部分矿体出露地表。该地区的铜钴矿体在通常情况下从0-120米基本为氧化矿,其氧化率极高,一般超过 93%,这就给手工采矿提供了有利条件。加上地方矿业管理秩序混乱,导致该地区的手工采矿活动十分活跃。手工采矿的收益也成了当地居民的一项重要生活来源。
由于手工采矿活动的普遍存在,使得洗矿这种初级而简单的矿石处理方法在当地随处可见。对个体采矿者,主要是使用编制网在小河或池塘中对矿石进行人工淘洗。
在加丹加地区还有一种较为常见的洗矿方式是采用振动筛和螺旋分级机进行机械化洗矿。采用这种方式进行作业的通常是一些小规模的企业和矿石收购商,主要是因为其需处理的矿石量较大,人工淘洗已无法满足要求。不管是手工淘洗,还是机械化洗矿,都是通过洗去矿石中的部分淤泥,以达到提高矿石品位的目的。这种处理方式虽简单有效,但由于难以控制,金属回收率较低,资源浪费严重。
2.重介质选矿
在加丹加地区还可见到用重介质(HMS)选矿工艺处理氧化铜、钴矿的实例。
2006年,BossMining矿业公司在利卡西市西北约60公里处的Luita矿区投资建设了一座重介质选矿厂。选矿厂主要由破碎、洗矿和重介质分选几个部分组成,2007年6 月份,澳大利亚Anvil矿业公司在位于卢本巴西市西北30公里处的Kinsevere矿区,投资建成了一座重介质选矿厂,处理能力为1380吨/天,处理产自露天采场的氧化矿。2008年,由于铜价的下跌,Anvil关闭了Kinsevere矿选矿厂的生产。2009年3 月27日,Anvil决定重新启动Kinsevere矿选矿厂的生产。重新启动后该选矿厂的生产指标为:原矿平均品位:Cu5.7%,精矿平均品位:Cu26%,平均回收率:Cu57.3%。
从上述指标可见,重介质选矿效果不理想,金属回收率通常在60%以下。
3.浮选
浮选是加丹加地区处理铜钴矿有效的选矿工艺。目前,在加丹加地区浮选厂处理的原矿主要是氧化矿,其次是混合矿,硫化矿比较少。其中氧化矿又可分为硅酸盐类氧化矿(SiliceousOxide )和含白云石类氧化矿(DolomiticOxide)。
氧化铜、钴矿的浮选分为直接浮选法和硫化浮选法两大类。直接浮选法就是在矿物不经过预先硫化的情况下,用脂肪酸类捕收剂直接进行浮选,该法适合原矿中碳酸盐矿物及含铁氧化物较低的矿石。硫化浮选法是用硫化钠、硫氢化钠等硫化剂将氧化矿物预先硫化处理,然后采用浮选硫化矿的方法进行浮选,常见的是将两种方法联合使用。对硅酸盐类氧化矿通常采用直接浮选法处理,此法流程简单,操作成本较低,但技术指标也相对较差。近10年来,由于铜钴价格的上升,金属回收率得到了重视,有些选厂则改用直接浮选和硫化浮选的联合药剂制度进行处理。对白云石类氧化矿难以用直接浮选法进行处理,通常是采用硫化浮选法进行处理。有的选厂将此类矿石并入混合矿一起处理。此类矿石的浮选效果较差,铜的回收率通常在70%以下,钴的回收率通常在20%以下。
对混合矿的处理通常是采用先选硫化矿,再用硫化法或联合药剂制度浮选氧化矿。对硫化矿的处理较简单,采用常用的黄药类捕收剂进行浮选,选别效果较为理想。
该地区采用浮选工艺的典型选矿厂
主要有Kolwezi选矿厂、Kamoto选矿厂、Kambove选矿厂和Musoshi选矿厂等。
不同的选厂因矿石性质的差异,在局部流程结构和浮选药剂制度上有所不同。
加丹加地区铜钴矿的选矿方法主要是浮选,现有的选矿厂由于建设年代早,因而流程结构不合理,设备选型较落后,选矿效果相对较差。从近期计划新建和改扩建的几个项目来看,选矿工艺的发展主要在两个方面:
(1) 流程结构的优化。
(2) 高效水钴矿活化剂和捕收剂的开发和应用。
近年来针对刚果(金)氧化铜钴矿开展了大量的试验研究工作,其中华刚矿业、华友钴业、万宝矿产的公司的项目已进入工业应用。在大量探索试验的基础上,针对难选氧化铜钴矿石开发出价格低廉的高效活化剂HYS-1,在不降低钴精矿回收率的前提下,可使钴精矿品位由5%提高到10%以上,药剂成本低廉。具有非常好的应用前景。

铜钴矿选冶技术与工程研究中心,主要从事铜钴矿的选冶试验、药剂开发、设备研发、选矿厂设计、选矿厂承包与技术指导以及工程总承包等。先后完成了国内外10余项大型重点科研项目,包括中铁资源华刚矿业SICOMINES铜钴矿、洛钼集团刚果(金)腾格丰科鲁美TFM铜钴矿、紫金矿业刚果(金)KLEOWEZ铜钴矿等。为企业创造了巨大的经济效益和社会效益,为我国企业走出去开发矿产资源提供了技术保障。为企业创造了巨大的经济效益和社会效益,为我国企业走出去开发矿产资源提供了技术保障。
我中心与多家药剂和装备企业开展联合研发,在高效环保选矿药剂、先进选矿装备等领域也有重大突破。未来我们仍将继续致力于铜钴矿选矿研究,开发出更多具有普适性的选矿药剂和设备,我们愿携手全球矿山企业开创铜钴矿选冶技术的光辉前景。

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