全球矿探明储量 700 万吨,中国钴储量仅为8万吨,占比1%,刚果(金)钴矿储量为340万吨,占比达49%,近年来,刚果(金)钴矿产量占全球钴矿产量的54%左右,是世界钴金属的主要来源。
近年来的不断开采,高品位、易处理的钴矿资源日渐减少,低品位钴矿的开发愈加重要,如何提高精矿品位成为开发低品位钴矿的重要问题之一。

1、提高精矿品位的必要性
(1)刚果(金)最常见钴的冶炼工艺为湿法浸出-钴沉淀,钴精矿品位的提高,可以在不降低钴金属量的前提下,大幅缩小冶炼厂的建厂规模,降低湿法厂投资成本。
(2)钴精矿中耗酸的钙、镁脉石矿物越少,湿法浸出过程中耗酸越少,大幅提高钴精矿品位,可以有效降低钴精矿湿法浸出过程中的耗酸成本。
(3)钴精矿品位越高,计价系数越高,对于选矿厂而言,提高钴精矿品位,可以在选厂处理规模不变的前提下,大幅提高企业的经济效益。

2、提高钴精矿品位的难点
(1)大部分水钴矿晶体结构中存在不定量的诸如Si、Al、P、Fe、Mn等杂原子,硫化剂与其反应形成的硫化膜易脱落,导致精选过程“掉槽”,降低水钴矿的回收率,而提高钴精矿品位则需要通过多次精选才能实现。因此,提高钴精矿品位势必会大幅降低钴矿物的回收率。
(2)目前,水钴矿、孔雀石、蓝铜矿的浮选大多采用硫化-黄药法,目的矿物表面的硫化效果的好坏直接决定了目的矿物的浮选效果。水钴矿、孔雀石、蓝铜矿在破碎磨矿过程中,由于破碎磨矿过程的随机性,晶体各个表面的活性不同,各个表面的硫化程度产生差异,使晶体表面的硫化区域区分为:完全硫化区域、不完全硫化区域和完全不硫化区域。
如何在水钴矿表面的不完全硫化区域和完全不硫化区域形成稳定的硫化膜,是提高水钴矿可浮性的关键,而水钴矿可浮性的提高能增大水钴矿与脉石矿物之间的可浮性差异,加快水钴矿的上浮速度,提高浮选粗精矿品位,从而提高钴精矿的品位。

3、提高钴精矿品位的方法
3.1、活化水钴矿,形成稳定的硫化物薄膜
湖南有色金属研究院开发的CCMA811系列钴矿物活化剂可有助于促进水钴矿与硫化剂发生作用,强化水钴矿表面的硫化膜,显著提高水钴矿的上浮速度,增大目的矿物与脉石矿物之间的可浮性差异,即使多次精选,也不会发生水钴矿“掉槽”现象,从而保持较高回收率的前提下,提高粗精矿品位。
3.2、采用复合硫化剂,提高水钴矿硫化效果
水钴矿的浮选大多采用“硫化-黄药法”,硫化剂多采用硫化钠,在氧化铜矿浮选过程中,单一采用硫化钠即可获得良好的选矿效果,但对于水钴矿,单一采用硫化钠作为硫化剂,需要多段加药,多段浮选(六段以上),才能使水钴矿缓慢上浮,且回收率和品位均较低。
通过多年的科研攻关,我院开发出复合硫化剂,可以使水钴矿快速硫化,大幅缩短浮选工艺流程(三段左右),与硫化钠相比,不仅提高了水钴矿的回收率,也提高了浮选粗精矿品位,有助于提高钴精矿品位。

4、项目实例
刚果(金)某低品位钴矿含钴0.35%,氧化率99%以上,85%的钴赋存于水钴矿中,对原矿的水钴矿进行了水钴矿的X射线能谱分析,分析图如图1所示。
该矿主要脉石矿物为石英、绿泥石、云母、滑石、白云石、方解石等。如何提高难选低品位钴矿的精矿品位-铜钴矿选冶技术与工程研究中心
该矿进行了多次试验研究,主要包括捕收剂、硫化剂、活化剂的种类与用量条件试验,不同药剂种类的闭路试验,不同药剂种类的闭路试验结果如图2所示。如何提高难选低品位钴矿的精矿品位-铜钴矿选冶技术与工程研究中心

如何提高难选低品位钴矿的精矿品位-铜钴矿选冶技术与工程研究中心

5、总结
我院开发的CCMA811钴矿物活化剂和复合硫化剂不仅可以提高钴精矿的品位,也可以提高钴的回收率,目前已在多个项目成功应用,具有一定程度的普遍适用性,可以为刚果(金)低品位钴矿的开发提供充足的技术保障。

【近年来,湖南有色金属研究院铜钴矿资源综合利用研究团队针对国内外各种铜钴难选矿开展了大量的试验研究工作,目前通过投入使用有效的选矿药剂及设备配套,已在刚果(金)多个铜钴矿项目上取得优越的选矿指标,包括华刚矿业、华友钴业、万宝矿产公司、北方公司、紫金矿业等,部分项目已进入工业应用,受到矿方的一致好评。
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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