氧化铜钴选矿新工艺新技术研究

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资源描述

钴一般是很少以独立的矿床存在,绝大多数都以伴生元素的形态跟其它的元素伴生在一起。主要以以下几种形式存在,①铜钴矿床主要分布在非洲,刚果南部、赞比亚北部,集中了世界上钴将近二分之一,非常丰富,是目前世界钴的主要来源。②含钴的硫化铜镍矿床,主要分布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚,也是钴的主要来源,大部分集中在镍黄铁矿中。③钴镍红土矿。④还有一些含钴的多金属矿,如摩洛哥、加拿大。⑤含钴的黄铁矿。前言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,在全球范围内应用十分广泛。在国内,钴主要运用在硬质合金、陶瓷、磁性材料和充电电池等领域,其次是用于制造高温合金和催化剂等。国外钴资源丰富,储量约为520万吨,但绝大部分产在风化型红土镍矿、岩浆型硫化铜镍矿和沉积型砂岩铜矿之中,且95%以上集中分布在民主刚果、澳大利亚、古巴、赞比亚、新喀里多尼亚和俄罗斯等少数国家。其中刚果(金)占世界储量的一半。与国外相比,中我国钴资源紧缺,是一个非常严重缺钴的国家。据统计,目前国内累计探明钴储量为58.3万吨,每年中国生产的钴约700t,而每年的钴消费却在2000~2300t之间,年消费的60%以上需靠进口补充。目录刚果(金)KAMBOVE尾矿选矿试验4123SICOMINES铜矿氧化铜钴矿选矿试验刚果(金)某铜钴高品位废石选矿试验刚果(金)某选矿尾矿回收氧化铜钴试验5新疆某氧化铜矿选矿试验与工业试验、刚果(金)KAMBOVE尾矿选矿试验刚果(金)KAMBOVE尾矿,含铜1.2%~1.6%,钴含量0.2%左右。矿石性质特点为:①氧化率高,铜的氧化率在90%左右,钴氧化率95%左右;②含泥量大,矿泥中铜、钴含量高,属于典型的难选氧化铜钴矿。•矿石选矿难点•(1)氧化率高;•(2)含泥量大,且矿泥中铜、钴含量高,属于典型的难选氧化铜矿石;•(3)氧化钴的浮选回收,特别是水钴铜矿、钴白云石等的浮选回收技术;•(4)钙镁脉石矿物的抑制。•原矿磨矿硫化矿浮选硫化铜钴精矿氧化矿浮选粗精矿氧化铜钴精矿难选氧化矿浮选尾矿中矿再磨或粗精矿再磨试验技术路线•关键技术及创新•(1)试验的原则工艺是先硫化矿,如有金银,则尽可能回收在硫化矿中,以增加硫化矿精矿的附加值;后氧化矿,氧化矿采用异步浮选工艺,先浮选可浮选性好的氧化铜矿,难浮选的氧化铜采用集中浮选的原则工艺;•(2)高效组合捕收剂及助捕收剂的应用,以提高选矿指标,降低选矿成本;•目的是在合理的工艺流程条件下最大限度地提高铜、钴的回收率,提高企业的经济效益;采用先进的试验设备提高选矿效果,降低能耗,确保试验的先进性和可靠性。•氧化铜钴矿矿石性质十分复杂,选矿难度非常大,一直没有有效的回收办法,湖南有金属研究院开发的高效组合捕收剂,高效助捕剂,钙镁抑制剂应用,成功解决了对氧化铜钴矿不仅提高了铜的回收率,而且大幅度提高了钴的回收率。•(1)高效组合捕收剂和助捕剂,有效地解决了氧化铜钴矿的浮选难题的关键技术,尽可能提高铜钴的回收率。•(2)高效抑制剂,在不影响氧化铜钴回收率的前提下,对耗酸钙镁矿物选择性的抑制。尾矿选矿主要难点在于:(1)KAMBOVE尾矿属二次资源,其中大部分的铜钴矿物可浮性较差,部分脉石矿物的可浮性优于铜钴矿物,铜矿物和脉石矿物分离难度大,使得铜精矿的品位难以提高;(2)矿物中粘土矿物较多,含泥量大,极易使浮选过程恶化;(3)铜浮选中矿的顺序返回容易造成铜粗精矿品位的降低,从而导致铜精矿品位的降低。、矿石性质介绍尾矿化学分析结果(%)元素CuCoSFeCaOMgOAl2O3SiO2含量1.460.1980.163.175.225.183.6768.39原矿铜物相分析结果(%)相别原生硫化铜次生硫化铜氧化铜总铜含量(%)0.0120.121.091.22占有率(%)0.959.6389.42100.00×50薄片单偏光目镜微尺每小格4um分布于玉髓集合体中的水钴矿。照片210×50薄片单偏光目镜微尺每小格4um交代硫钴矿形成的钴华。相关矿物图片×50薄片单偏光目镜微尺每小格4um与粘土矿物、玉髓共生的硅孔雀石。照片410×50薄片单偏光目镜微尺每小格4um孔雀石与石英、碳酸盐共生。全流程开路试验结果(%)′30″2′全流程开路试验流程全流程闭路试验结果(%)″2ˊ闭路试验流程、SICOMINES铜矿氧化铜钴矿刚果(金)SICONIMES铜矿氧化铜钴矿选矿试验项目是中国政府和刚果(金)政府合股组建的投资几十亿美元的世界级特大型采选冶联合项目;也是是氧化铜钴矿领域世界性难题。课题组经过长时间的不懈努力,刻苦钻研,创造性采用了氧化铜钴异步浮选铜,中矿再磨,中矿集中再选,以及创新性的高效选矿药剂的新工艺,终于选矿指标取得了重大突破试验获得铜的回收率达到85%,钴的回收率达到61%。、SICONIMES铜矿氧化铜钴矿原矿含铜为3.10%左右,钴为0.15%左右,矿石特点为:①氧化率高:铜的氧化率在78%左右,钴氧化率85%左右;②含泥量大,且矿泥中铜、钴含量高,属于典型的难选氧化铜矿石。矿石性质特点:矿样中硫化铜矿物主要为辉铜矿,其次为蓝辉铜矿、铜蓝等;氧化矿物主要为孔雀石,其次为硅孔雀石等;矿样中钴矿物主要为硫铜钴矿和水钴矿,其次为水钴铜矿等。技术难点:1、氧化率高:铜的氧化率在78%左右,钴氧化率85%左右;2、含泥量大,且矿泥中铜、钴含量高,属于典型的难选氧化铜矿石;3、氧化钴的浮选回收,特别是水钴铜矿、钴白云石等的浮选回收技术;4、钙镁脉石矿物的抑制。技术关键(1)高效组合捕收剂和助捕剂,有效地解决了氧化铜钴矿的浮选难题的关键技术,氧化铜的回收率从81%左右提高到85%左右,钴的回收率从38%提高到61%。取得了重大突破。(2)高效抑制剂,在不影响氧化铜钴回收率的前提下,对耗酸钙镁矿物选择性的抑制。2.2.1高效组合捕收剂和抑制剂以及助捕剂的应用、中矿再磨选择性磨矿氧化铜钴矿含泥量大,磨矿过细会导致泥化严重从而干扰浮选,但采取两段磨矿会造成耗能过大,经过大量试验研究,采用中矿再磨,不仅达到了提高铜钴单体解离度和回收率的目的,而且也避免了过磨,降低能量消耗。2.2.3、氧化铜钴矿采用异步浮选创新工艺氧化铜浮选采用异步浮选,易浮氧化铜先回收,难浮氧化铜集中再磨再选,最大限度提高铜钴回收率。全流程开路试验全流程开路试验试验结果(%)产品名称产率品位回收率CuCoCuCo硫化铜精矿2.6533.580.094128.751.82硫化铜中(1+2)矿13.603.350.16414.7216.23氧化铜精矿2.9431.651.29330.0627.66氧化铜中(1+2)矿14.053.550.18616.1219.02尾矿66.760.480.072610.3535.27原矿100.003.100.14100.00100.00全流程闭路试验闭路试验结果(%)产品名称产率品位回收率CuCoMgOCaOSCuCo硫化铜精矿11.5551.670.0543.563.8510.3624.580.55硫化铜精矿21.0918.360.0914.254.624.436.140.66硫化铜总精矿2.6437.920.0693.844.177.9130.721.21氧化铜精矿19.1117.980.765.974.470.4550.2845.87氧化铜精矿22.514.850.866.834.280.213.7414.30氧化铜总精矿11.6215.140.786.164.430.4054.0260.17尾矿85.740.580.0689.9514.050.1515.2638.62原矿100.003.2550.1579.3512.6710.38100.00100.00细度:75.4%-200目细度:95.6%-200目、刚果(金)某铜钴高品位废石矿石性质特点原矿含铜为1.20%左右,钴为0.02%左右,矿石特点为:①氧化率高:铜的氧化率在80%左右,钴氧化率为77%;②矿石含泥高,回收难度较大。铜以自由氧化铜、结合氧化铜、次生硫化铜、原生硫化铜和自由铜离子(以下简称“铜晕”)五种物相态赋存于原矿中。原矿的Co主要是碳酸盐,即菱钴矿,其次是含Co硅泥质结核和水钴矿。全流程开路试验全流程开路试验指标(%)产品名称产率品位回收率CuCoCuCo硫化铜精矿0.1429.120.074.020.19硫化铜中矿7.252.250.07415.739.90氧化铜精矿1.2320.940.27224.856.18氧化铜中矿24.052.860.1411.1610.46氧化铜中矿126.481.080.08427.5641.04氧化铜扫选3.071.310.0803.884.53尾矿57.770.230.02612.8027.71原矿100.001.0380.054100.00100.00目+100目全流程开路试验流程氧化铜精矿氧化铜粗选22122432222122氧化铜中矿2氧化铜中矿1氧化铜扫选11硫化铜精矿硫化铜中矿硫化铜精选一硫化铜精选二

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