美国科珀顿铜选矿厂及其铜钼分离工艺.pdf

国外选矿厂 美国科珀顿铜选矿厂及其铜钼分离工艺 甘经超 3 摘 要 介绍了美国科珀顿铜选矿厂。该厂采用半自磨-浮选流程,生产铜精矿和钼精矿。铜钼混合精矿分离采用充氮气浮选 辉钼矿、 精选中多次再磨、 采用反浮选、 强磁选、 氰化浸出等措施,实现铜钼分离,获得铜精矿和优质钼精矿。 关键词 斑岩铜矿 半自磨 浮选 铜钼分离 3 北京矿冶研究总院 科珀顿Copperton铜选矿厂位于美国犹他州 盐湖城西南40 km。该厂日平均处理原矿13万t , 目前是世界最大选矿厂之一,主要产品为含铜28 的铜精矿和含钼54 的钼精矿。 1 原矿性质 矿石产自8 km以外的宾厄姆峡谷露天矿。该 矿为斑岩铜矿,矿石含铜、 金、 银和钼,还有稀贵金属 元素硒、 铂、 钯和碲等。主要金属矿物是黄铜矿、 辉 铜矿、 黄铁矿和少量辉钼矿。金、 银与黄铜矿关系密 切。原矿含Cu 017 、MoS201057 、Au 0131 g/ t 和Ag 3g/ t。 2 破碎和磨矿 原矿在露天矿采场经15242768 mm旋回破 碎机破碎至- 254 mm ,经8000 m皮带运输机系统 运到选厂的4813万t堆场。 选矿厂磨矿作业由4个 系列半自磨回路组成。每系列由1台半自磨机和2 台球磨机组成。其中3台半自磨机规格为 10136 4157 m ,1台为 101975118 m。半自磨机还添 加直径为133 mm的钢球。半自磨机排矿进入筛孔 为16 mm的振动筛,筛上返回自磨机,筛下泵送至 508 mm旋流器,旋流器沉砂进入球磨机,1～3系 列球磨机规格为 54868534 mm ,4系列规格为 60969144 mm。球磨机排矿与自磨机排矿合并 泵入 508 mm旋流器,旋流器溢流粒度为 0115 mm少于10 ,自流入浮选车间的浮选机。半自磨 流程如图1所示。 3 铜钼混合浮选 旋流器溢流用石灰调浆,起泡剂是MIBC ,用煤 油和ReCO捕收剂浮选铜钼硫化矿物,在精选作业 还添加少量氰化物抑制黄铁矿。粗扫选作业采用容 积为85 m3的维姆科浮选机;扫选泡沫再磨后采用 28 m3维姆科浮选机富集;精选在14 m3维姆科浮选 图1 半自磨流程 图2 铜钼混合浮选流程 44 国 外 金 属 矿 选 矿 2001. 4 机中进行,产出铜钼混合精矿。铜钼混合浮选流程 如图2所示。 4 铜、 钼分离 经浓密调浆的混合精矿由槽容为14 m3的维姆 科浮选机进行铜、 钼分离。在该回路中,铜矿物用硫 氢化钠抑制,用煤油浮选辉钼矿。为提高铜钼分离 效率,降低药剂用量,该回路采用充氮气浮选。粗选 槽内产品即为含有金、 银的铜精矿,经浓密机浓缩, 泵送冶炼厂。 钼粗精矿采用两段旋流器串联脱泥,细泥进入 铜精矿浓密机;一段旋流器沉砂给入一次塔式球磨 机开路再磨,再磨排矿与二段旋流器沉砂合并给入 槽容为815 m3维姆科浮选机进行一次精选;泡沫产 品在 1529144 mm浮选柱进行第二次精选,精矿 含MoS230 ～60 ,该产品送到热处理回路。 在热处理回路中,精矿经浓密、 过滤、 干燥,再经 加热排除有机物,并使辉钼矿表面轻微氧化,添加硫 酸调浆,使矿浆完全脱药和活化酸不溶物。在 15249144 mm衬胶浮选柱中反浮选,其槽内产品 给入槽容为111 m3的阿基太尔浮选机中扫选,进一 步浮选酸不溶物,反浮选泡沫送往铜精矿浓密机;槽 内产品加NaOH中和,然后脱水。浓密机底流送入 第二次塔式球磨机再磨,再磨后在 9149144 mm 浮选柱中进行辉钼矿的第3次、 第4次精选。浮选 精矿采用湿式强磁场磁选机除杂,然后浓缩、 添加氰 化钠浸出残留铜矿物。最终钼精矿经压滤、 干燥、 装 包出售。铜钼分离工艺流程见图3。 图3 选矿厂钼回收流程 5 选矿厂自动控制 选厂生产过程由中央控制室监控。采用两段集 散控制系统CCP ,过程级状态控制系统实行分散 控制,接受监控级的计算机集中控制,也可由监控计 算机直接控制。相关的监测仪表十分先进、 完善,包 括在线粒度测定仪、 在线X -荧光分析仪以及各作 业的闭路电视等。总之,在中央控制室可以监控选 矿厂生产的全过程,全厂职工仅210人,劳动生产率 非常高。 6 科珀顿选厂的主要技术经济指标 选矿厂由于生产工艺流程合理,技术装备先进, 取得了较好的技术经济指标见表 1 。由于规模 大,实行科学管理,生产效率高,单位电耗比较低。 生产用水实行闭路循环,回水占生产用水量的 表1 选矿厂生产指标 选矿产品 产 率 品 位 回收率 CuMoS2Fe酸不溶物PbCuMoS2AuAg 原 矿10010001701057215----- 铜精矿214628012872513-92-7080 钼精矿010430150900158100105-68-- 下转第43页 542001. 4 国 外 金 属 矿 选 矿 值得注意的是,与Zn和Ca的情况不同,搅拌 更能增强除Pb效果。而且,Ca的浸出率随搅拌时 间增加而降低。由此看来,动态浸出有利于除去与 EDTA形成最稳定络合物的金属,而其余两种金属 的脱除率则受到不利的影响。为了除去更多的锌, 需要提高EDTA浓度,从而使工艺过程不经济了。 这些结果与每种金属络合物的稳定常数直接有关 直至pH 9时 ,Pb、Zn和Ca的EDTA络合物稳 定常数的负对数分别为1516、1312和718。因此, 动态浸出法只对最稳定的络合物是有效的。 214 动电法治理 为改进上述两种工艺,还考查了通过一个电场 的作用来改善土壤治理效果。在确定了极限电流以 后就将电流密度固定在50 A/ m2范围。在液固比为 3的条件下将50 g土壤样品浸入一种含有0105 M EDTA和21 5 体积 H 2O2的溶液中,并通过加入 NaOH使溶液的pH保持在9。隔室长度为10 cm , 循环液阴极液、 阳极液和冲洗液的流速固定为20 ml/ h。在试验的开始阶段,发现铅穿过阴离子交换 膜进入阳极液正极 , 而在阴极液负极中发现有 一部分的锌和钙。这一情况再次可以依据络合物的 稳定性差别得到解释。实际上,很快形成阴离子络 合物PbY2 -有利于它朝着阳极液隔室移动,而锌和 钙形成EDTA络合物的能力较差,致使它们以游离 形式朝着阳极隔室移动。连续检查每个隔室中各种 金属的浓度,直至它们保持稳定。平衡状态是在20 天以后达到的。在对残余物分析后计算了金属的脱 除率。所得结果示于表4。这些结果证实了铅几乎 全部回收到阳极液中,而锌在阳极液和阴极液中都 有发现。钙只在阴极液中呈Ca2 形式存在。这一 情况直接与它们的稳定常数直接相关,并且还与 EDTA的数量不足以形成相关的络合物直接相关。 然而这一情况却有利于提高电流效率,因为铅和一 部分锌利用了阳极电流,而钙和一部分锌利用了阴 极电流。钙不能完全被除去,因为大部钙仍以氢氧 化物形式留在中间隔室中。这对保持土壤肥力是很 有意义的。 表4 用动电法治理达到的金属脱除率 金属阳极液中的脱除率阴极液中的脱除率总脱除率 Pb9614296142 Zn611202813389153 Ca3411234112 3 结 论 EDTA似乎是用于土壤去污处理的一种有效络 合剂。本研究已证实,溶液中形成的络合物的稳定 性,能大大有利于某种金属比其它金属优先地被除 去。无论是静态浸出还是动态浸出的效率都会受到 限制,然而通过一种电场的作用,以及通过离子交换 膜达到选择性迁移,就能提高这一效率,获得良好的 金属脱除率,虽然这一工艺需要很长的接触时间。 原载 第21届国际选矿会议论文集,2000 ,B13 ,1 - 8 张兴仁译 李长根 校 上接第45页 表2 选厂水、 电及钢球消耗 项目名称水 m 3 / t 电耗kWh/ t 碎 磨全 厂 钢 球 kg/ t 单 耗11712165181501698 表3 铜、 钼混合浮选药剂消耗g/ t原矿 药 剂 名 称 煤 油MIBCReCO氰化钠石 灰 絮凝剂 尾矿 单 耗11126211959161159496164919 表4 铜、 钼分离药剂消耗 g/ t原矿 药剂名称NaHSNa2SiO3NaOHNokes煤 油P4000FlouH2SO4NaCN液 氮L/ t 单 耗10218171981018521812157016721331518651528191 85 ,新水仅占15 。水、 电及主要材料消耗见表2 ～4。 科珀顿选矿厂年产品位为28 的铜精矿91万 t ,副产钼精矿钼含量111万t。它已成为北美生产 成本最低、 无泄漏、 最清洁的选矿厂之一。 参考文献 1 无污染有色金属提取及节能技术国家工程研究中心,赴美国、 加 拿大技术考察报告,19991 342001. 4 国 外 金 属 矿 选 矿