黃帥武
摘要:銅是非常重要的一種金屬礦產資源,其應用范圍非常的廣泛,直接關系著很多行業領域的生產制造與社會經濟的發展。現目前,由于易開采的原生硫化銅礦石資源數量越來越少,所以氧化銅礦石就成為了銅的主要來源,但與原生硫化銅礦石相比,想要從氧化銅礦石中獲取到銅更加的復雜,需要經過更為精細的選礦,因此氧化銅礦石的選礦技術就成為了國內外研究、實踐的一個重要課題。本文基于作者自身的實際工作與學習經驗,主要就當前氧化銅礦石的選礦技術現狀進行了簡單的分析、探討,以期能對氧化銅礦石選礦工作的實踐提供參考和指導。
關鍵詞:氧化銅;選礦;技術現狀
銅作為一種金屬礦產資源,其在很多行業領域的生產制造過程當中,都屬于是不可獲取的原材料,必須要有充足的銅作為保障,相關的生產制造才能有序、有效的推進,否則就會陷入難以解決的困境。但從當前的實際情況來看,我國包括全球大多數地方的原生硫化銅礦石資源數量都越來越少,難以再滿足當前的社會需求,在這樣的情況下,氧化銅礦石就成為了銅的另一主要來源,氧化銅礦石的開發、利用必須要涉及到精細的選礦,科學、合理的選礦技術,才能確保氧化銅礦石選礦的效率和質量。
一、氧化銅礦石資源的基本分布情況和性質特點
(一)氧化銅礦石資源的基本分布情況
從當前已經基本探明的情況來看,全球范圍內的銅礦儲量大約在6.9億噸左右,同時其在全球范圍內的分布不是非常的平衡,分布最多的國家是智利,其大約占到了1.89億噸左右的銅礦儲量,其次是秘魯、澳大利亞、墨西哥等國家,中古、俄羅斯以及贊比亞等也屬于是銅資源豐富的國家,但是與前面所提到的幾個國家相比,差距較大。另外,在全球的銅礦儲量當中,氧化銅礦和混合銅礦占到了10%到15%左右。就我國而言,氧化銅礦石約占全國所有類型銅礦資源的15%,主要分布在新疆、內蒙、西藏以及湖北和云南等地。從數據來看,我國的氧化銅礦資源數量是比較大的,但是其實際情況是以中小型礦床居多、規模較小,且利用率不是非常的高,因而提高氧化銅礦石的選礦技術水平就顯得至關重要[1]。
(二)氧化銅礦石資源的性質特點
在長時間的氧化作用下,硫化銅礦床便會慢慢的轉變、演化為氧化銅礦床。從當前的研究情況來看,氧化銅礦石在種類上是較多的,而且性質較為復雜,具有嵌布粒度細、易泥化等特點,所以分選格外的困難。雖然氧化銅礦石種類較多,但當前具有實際開發、利用價值的非常有限,一般只有孔雀石、藍銅礦、硅孔雀石、赤銅礦。
二、當前氧化銅礦石的選礦技術現狀
(一)浮選技術
就我國當前的氧化銅礦石發現情況來看,大多數的品位都較低,氧化率較高,泥化現象較為嚴重,真正有用的礦物在分布上非常的不均勻,屬于是所謂的難選礦石。在現目前所有的氧化銅礦石選礦技術當中,工藝較為簡單、成本較低且環保性較為良好的當時浮選技術,所以其實際的應用也較為廣泛,如果氧化銅礦石的性質和組成較為簡單,就非常適宜采用這種選礦技術。在實際的浮選技術應用當中,根據礦石性質和藥劑制度的不同,可以分為兩類具體的浮選技術技術方法,一類是直接浮選法,另一類是硫化浮選法。
直接浮選法即通過直接添加捕收劑,來對銅礦物進行浮選,不需要應用到其他的活化劑,如乳濁液浮選、胺類浮選、脂肪酸浮選等,都屬于是直接浮選。直接浮選在氧化銅礦石的開發、利用中運用時間較早,就當前來看,其缺點是對目的礦物的選擇性并不是非常的良好,所以降低了選礦的質量[2]。
硫化浮選法和直接浮選法的不同之處在于,需要添加使用硫化劑,使氧化銅的表面能夠產生一層硫化銅薄膜層,以提升其可浮性,然后再添加捕收劑進行浮選。同時,與直接浮選法相比,硫化浮選法對于目的礦物的選擇性也有了很大的提升,但是對于硫化浮選法的應用,必須要精確的進行硫化劑控制,否則同樣會降低選礦的質量。
(二)浸出技術
對于赤銅礦、硅孔雀石等氧化銅礦石,采用浮選技術難以取得較為理想的選礦指標,而且選礦成本較高,而浸出技術則能夠對其進行較好的處理,取得較好的選礦效果。氧化銅礦石選礦的浸出技術主要指的是在將氧化銅礦石進行磨礦和破碎之后,添加浸出劑,對氧化銅進行選擇性的溶解,使銅以離子形式進入浸液,最后再從中來進行銅的提取。在實際的浸出操作過程當中,浸出劑有堿性和酸性之分,堿性浸出劑的種類相對較少,多數情況下使用氨水,酸性浸出劑的種類相對較多,例如硝酸和鹽酸以及硫酸等,其中稀硫酸和氨水在浸出選礦中的應用是最多的,由于礦石性質的不同,所以浸出具體是采用酸性浸出還是堿性浸出需要,需要合理選擇。
低品位氧化銅礦石應當進行酸性浸出,如酸性脈石為主的銅礦石,就多采用稀硫酸進行處理,但是如果礦石含鈣鎂碳酸鹽的話,就不適合采用酸性浸出。酸性浸出包括兩種具體的方式,一種是滲濾浸出,一種是攪拌浸出,其中攪拌浸出在當前的研究和實際應用都更為的廣泛與成熟。
高堿性脈石型氧化銅礦石應當進行堿性浸出,堿性浸出主要采用氨水和銨鹽作為浸出劑,這能夠使銅及其化合物溶解形成銅氨絡合物。堿性浸出的優點在于其操作相對簡單,對設備的要求不高,環境污染也較小。
(三)選冶聯合技術
如今,選冶聯合技術在氧化銅礦石開發、利用中的應用越來越多,這種技術的主要特點是融合了浮選技術、浸出技術,將其二者的優勢都發揮了出來,從而提高了氧化銅礦石的選礦效率、選礦質量,同時在一定程度上降低了選礦的成本。
(四)其他新技術
微生物浸出技術是近代發展比較迅速的新型濕法冶金技術,其中微生物自身的代謝起重要作用。該技術是指利用微生物自身的氧化還原及代謝產物,使礦石中的氧化銅礦物發生氧化還原反應而進入浸出液中,然后再進行回收的方法。有研究顯示,對難選低品位氧化銅礦石進行微生物浸出,銅浸出率可達80%以上的良好工藝指標[3]。
氧化焙燒—還原焙燒—氨浸技術也是近來較新的氧化銅礦石選礦技術,其主要過程是經氧化焙燒將硫化銅氧化成氧化銅,再通過還原焙燒使結合銅轉變成游離銅或氧化亞銅(適當控制還原焙燒溫度有利于后續降低砷的浸出率),最后通過氨浸回收銅。有研究顯示,該方法的銅浸出率可達87%左右。
離析—浮選技術可以用于多種礦石中的有用金屬回收,氧化銅礦石也包括在內,所以屬于是氧化銅礦石選礦的新技術,該技術將細碎后的礦石與工業食鹽和煤粉混合隔氧還原焙燒(溫度在900℃左右),使礦石中的銅析出并吸附在碳粒表面,然后進行磨礦—浮選。有相關的研究在處理高結合率、高堿性脈石型難選氧化銅鎳礦時,分別進行硫化浮選法和離析—浮選法小型試驗,結果表明,離析—浮選法效果較好[4]。
三、結語
銅在我們社會生產制造當中的重要性不言而喻,為了滿足社會對銅的需求,保障社會生產制造和經濟發展,在當前的形勢下,我們必須要進一步加大對氧化銅礦石選礦技術的研究、探討和應用實踐,爭取能夠通過更科學的技術方法,從氧化銅礦石中獲取到質量更高的、數量更多的銅。
參考文獻:
[1]何章輝. 氧化銅礦石處理技術及銅礦選礦技術的進展[J]. 中國新技術新產品,2015,(20):62-63.
[2]姚貴明,鄧位鵬,農升勤. 某含硫化—氧化銅礦石的選礦試驗研究[J]. 有色金屬(選礦部分),2013,(03):11-13.
[3]王凱,崔毅琦,童雄,等. 難選氧化銅礦石的選礦方法及研究方向[J]. 金屬礦山,2012,(08):80-83.
[4]朱華磊,張祥宇. 難選氧化銅礦石選礦技術研究及應用分析[J]. 世界有色金屬,2016,(23):171-173.