浮-磁联合工艺是难选氧化矿提取技术的革命-铜钴矿选冶技术与工程研究中心

横跨非洲大陆中部的刚果民主共和国(简称“刚果(金)”)与赞比亚的“非洲铜带”内已知矿床中含有1.4亿吨铜和600万吨钴金属,其中刚果(金)矿产资源种类繁多,且极为丰富。尤其以东南部加丹加地区的铜钴资源最为著名。据2003年6月刚果(金)矿业和油气部出版的《刚果(金)矿业和油气投资指南》公布的数字,其铜钴矿产地质储量分别为:铜7500万吨,钴450万吨。分别占“刚赞铜带”铜、钴资源储量的41%和77%,其中钴资源储量占全世界60%以上。

加丹加地区现在开发的矿山大部分为氧化矿,少数矿山开采硫化矿。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(手选矿)、重介质选矿、浮选、火法熔炼、湿法冶金等。
手选矿和重介质选矿回收率很低,造成极大的资源浪费,浮选法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。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。但选矿成本普遍较高,选矿指标低下。

在加丹加地区,常见的处理高品位氧化铜钴矿的火法熔炼工艺有两种:鼓风炉熔炼和电路熔炼。其中鼓风炉熔炼原料多为手选矿,含铜通常在18-20%以上。采用电炉熔炼处理的原料为高品位氧化铜钴矿原矿,或浮选精矿。湿法冶炼主要是硫酸浸出,但由于硫酸价格高,所以酸浸成本非常高。

铜、钴作为重要的战略资源,其需求越来越大,但可利用的有价资源却越来越少,因此,如何提高有限资源的综合回收率,如何为冶炼提供优质原料来适应现代冶炼工艺发展的要求,如何降低企业生产成本,增加企业效益,是摆在选矿科技工作者面前的一道难题。
科技人员长期在此领域进行了选矿试验研究,在氧化铜钴矿浮选技术领域取得重大技术突破,长期试验研究发现了铜钴矿矿物具有弱磁性的特性,然后迅速展开了详细的磁选研究,创造性地开发了浮选—磁选深度联合的原则工艺,充分发挥浮选与磁选的选矿优势和特点,高效解决了刚果(金)氧化铜钴矿难选回收的技术难题。其技术原理:浮选分离磁性强的脉石,磁选分离磁性微弱的易浮脉石;易浮氧化铜钴矿与易浮脉石矿物开发了特效捕收剂与活化剂浮选分离技术;难浮氧化铜钴磁选回收,浮选分离磁性脉石矿物。

经过课题组科研团队的不懈努力,不断的技术创新和技术攻关,完成了一系列试验研究,取得了重大技术突破。开创性的将磁选工艺引入氧化铜钴矿选矿,并把浮选技术和磁选技术有机的结合起来,使两种工艺发挥协同效应,以工艺矿物学研究为指导,在保证回收率的前提下最大限度地提高铜钴精矿品位,产出与现代冶金工艺相适宜的精矿。一方面,与传统冶炼相比极大地提高了火法冶炼的效率,简化了火法冶炼工艺,大幅度降低火法冶炼的投资及运营成本,另一方面与该地区现有常规湿法冶炼工艺相比,该工艺可将精矿中的碱性物质抛除,这将大大降低湿法冶炼酸耗,从而大幅度降低湿法冶炼的运营成本。这一项创新工艺对加丹加地区氧化铜钴矿以及其它矿种也有广泛的借鉴意义。同时该工艺流程针对矿石性质的变化具有广泛的适应性。

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。

浮-磁联合工艺是难选氧化矿提取技术的革命-铜钴矿选冶技术与工程研究中心

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