德兴铜矿伴生元素回收的解决方案.ppt

报告人尹启华,德兴铜矿伴生元素回收的解决方案,一、伴生元素地质资源二、伴生元素综合回收解决方案三、铜钼分离解决方案四、钼铼分离解决方案五、结语,主要内容,一、伴生元素地质资源,德兴斑岩铜（钼）矿田由朱砂红、铜厂和富家坞三大铜矿床组成，目前开采的是铜厂和富家坞矿床。矿石有用组分除Cu、Mo外，还有Au、Ag、Re等稀贵元素。矿石内含量大于0.2的常见元素有Si、Al、K、Mg、Ti等，此外还含有微量的Co、Ga、ln、Os等元素。已探明工业储量铜788.5万t、钼28万t、铼342.88t、金274.65t、银2994t。,德兴铜矿矿床资源价值分析,1.1金银赋存状态及分布规律,德兴铜矿矿石中金主要呈独立金矿物形态，自然金占金矿物总量的90，其次是银金矿、碲金银矿和碲金矿；银矿物主要有碲银矿、碲金银矿、硫银铋矿和自然银。矿石中金平均含量为0.06～0.25g/t，主要赋存在黄铜矿、黄铁矿、砷黝铜矿、石英、绢云母等矿物中；银平均含量为0.8～3.4g/t，主要赋存在黄铜矿、黄铁矿、黝铜矿、砷黝铜矿、石英等矿物中。,铜厂矿石中伴生金银赋存状态及分布规律①矿石中97％的金以矿物形态存在，自然金、含银自然金为主，银金矿少；②金矿物以粒间金为主，包体金、裂隙金少；金矿物嵌布粒度斑岩中0.6～38m、千枚岩中11.7～108m；③矿石中黄铜矿金占有率为41～58％、黄铁矿18～30、脉石矿物25～30％。当矿石磨至-200目70时，游离金与连生体金占85.71、包裹金占14.29。,德兴铜矿矿石中Mo主要以辉钼矿形式存在。辉钼矿的产出形态有两种一种是自形-半自形鳞片状、花瓣状集合体，多呈浸染状分布，片径0.05～0.1毫米，金属光泽强，呈亮灰色，多属六方晶系2H1型辉钼矿；另一种是沿微裂隙呈薄膜状、细脉状产出，结晶细小，金属光泽弱，呈暗灰色，属2H1型、2H13R混合型辉钼矿。辉钼矿内矿物包体少、偶见黄铜矿细小圆粒状包体，常与石英、碳酸盐、硬石膏、黄铁矿、黄铜矿等矿物共生，Re主要以类质同象形式赋存于辉钼矿中。,1.2钼铼赋存状态与分布规律,按Mo品位0.005圈定的钼、铼等值线分布图,矿区Mo分布范围广，在铜矿体中Mo含量较低，一般在0.003～0.012之间，最高达0.045；Re平均含量0.000142，最高0.0004。从空间上看钼铼分布相对稳定，有利于采矿开采和回收。当矿石磨至-200目65时，黄铜矿单体解离度为75、黄铁矿达85～90，而辉钼矿仅50左右。,二、伴生元素综合回收解决方案,提高德兴铜矿伴生元素回收率的研究源于上世纪八十年代初，其研究内容从初期的金银在选矿过程中走向到当前的低碱度铜硫分离，涵盖面广，包括流程结构、药剂和设备。最终形成一整套伴生元素回收解决方案即阶段磨矿阶段选别流程、分步优先浮选工艺、低碱度铜硫分离及石灰乳自动添加系统。,,2.1阶段磨矿阶段选别工艺,德兴铜矿于1965年建成投产。1977年前，采用的是一段磨矿优先浮选流程，磨矿细度-200目55～60％，铜精矿品位10～12、回收率78左右，仅生产单一的铜精矿，金银不计指标，钼铼无法回收，资源浪费严重。,1977年，针对老工艺有用矿物单体解离差、单段选别石灰工艺难以协调解决精矿品位和回收率同步提高的问题，德兴铜矿开展了“两提高”选别工艺研究，即阶段磨矿阶段选别工艺。该工艺特点是①强化一段磨矿分级，将磨矿细度提至-200目65，提高有用矿物单体解离度；②将单段选别改为一段混浮、二段粗精再磨再选流程；③一段pH值9，铜、硫、金、银、钼等有用矿物富集在粗精矿中，直接丢尾；二段磨矿细度-200目90～95，高碱度铜硫分离后金银钼富集在铜精矿中，黄铁矿进入二段尾矿。该工艺于1978年投入生产使用，1979年取得了铜精矿品位23.03、回收率83.06，金银回收率大幅提高的好成绩。随后德兴铜矿发展中的各扩建工程选厂均采用“两提高”工艺流程。,上世纪八十年代末，德兴铜矿联合北京矿冶院在阶段磨矿阶段选别工艺的基础上开展异步混合浮选工艺研究。所谓异步混合浮选工艺就是第一步在低碱度（pH9）矿浆中采用选择性捕收剂XF-3，实现易浮铜为主的浮选，所得粗精矿经再磨分选，获得一步铜精矿；第二步以混合黄药为捕收剂，强化难浮铜的浮选，所获粗精矿经再磨后在高碱度下进行铜硫分离获得二步铜精矿。1994年，工业试验结果显示该工艺铜精矿品位、回收率分别提高3.69和3.18，金、钼回收率分别提高4.10和24.53。后因该工艺在试应用过程中暴露出操作难度大、工艺指标不稳定等问题，被停用。但其先进性为分步优先浮选新工艺的推出奠定了基础。,2.1分步优先浮选工艺,矿石磨至-200目65％时，铜矿物单体解离度达到75，这部分铜矿物既已解离，就应先行早收而无须再磨。快速浮选新工艺就是在异步混合浮选工艺的基础上，将捕收剂XF-3改成AP，增加铜矿物间的可浮性差异，以单体铜矿物和富铜连生体为捕集目标，快速将该部分矿物与贫铜连生体、含硫矿物分离，不经再磨获得一步铜精矿，从而在低碱度条件下实现部分铜及伴生金银钼的早收、快收。,,,工业试验对比指标,与混浮工艺比，新工艺铜精矿品位和回收率分别提高2.20和0.31，钼品位和回收率分别提高0.251％和35.99，且操作稳定。新工艺极大地提高了钼的综合回收水平，为后续铜钼分离创造了良好条件。新工艺于2001年8月在大山选矿厂完成工业试验及试生产后，9月即推广应用，一直沿用至今。,分步优先新工艺解决了阶段磨矿阶段浮选工艺一步粗精矿中铜及伴生金银钼在低碱度条件下的综合回收问题，但二段Cu-S分离作业仍在高碱度环境中进行，致使二步粗精矿中伴生元素在分离作业段不能得到有效回收。降低分离作业PH值成为一个难以解决的问题，一方面要使黄铁矿被有效抑制，另一方面浮选矿浆PH值不能过高，以适应伴生元素回收的要求，为此有了低碱度铜硫分离工艺。该工艺的重点是寻找替代全部或部分石灰的抑制剂，以期达到降低矿浆PH值的目的。,2.3低碱度铜硫分离,2.3.1抑制剂DT试验,在不改变工艺流程的前提下，采用150g/tDT-4药剂完全取代二段铜硫分离石灰，在低碱度下实现铜硫分离。闭路试验结果显示与石灰工艺比，DT工艺铜品位和回收率分别提高0.52、2.19，金回收率提高4.09，钼回收率提高32.84。该技术在工业化推进过程中，由于DT药剂接触空气易氧化，现场添加困难，从而未应用于生产。但该试验结果表明低碱度铜硫分离是提高伴生金银钼回收率的有效途径。,2.3.2抑制剂CTP试验,CTP药剂是一种小分子有机抑制剂，在一定PH值条件下，对黄铁矿有较强抑制作用，同时不影响铜矿物的回收。工业试验采用约40g/tCTP药剂部分取代二段铜硫分离石灰，在PH值11左右实现铜硫分离。试验结果显示与石灰工艺比，在二段铜指标相当的情况下，CTP工艺金回收率提高3.38、银回收率提高2.56、钼回收率提高4.35。1997年后，该药剂在大山、泗洲全面推广应用。,2.3.3石灰分点添加技术的优化与应用,2000～2001年，德兴铜矿自主研发了石灰乳自动添加系统。该系统能做到石灰分点精确计量添加及浮选厂房大屏幕即时显示，为低碱度铜硫分离技术的实现提供了保障。应用后大山厂石灰用量降低1Kg/t；泗洲厂石灰用量降低1.2Kg/t以上，钼的富集比提高15倍以上，其产出的铜精矿也能进行铜钼分离了。,2.3应用效果,阶段磨矿阶段选别工艺的应用，极大地提高了铜及金银回收率。然而随着分步优先浮选工艺、低碱度铜硫分离等新技术的应用，伴生元素的回收得到了进一步提高。,回收技术应用前后五年金银选矿指标对比,钼选矿指标,在处理量年平均增幅达36的情况下，金、银回收率分别提高2.98和4.88；与2000年比，2001年钼回收率与富集比均大幅提高，2002年又有新的提高，2004年铜钼分离入选达标物料更是上了一个新的台阶。,三、铜钼分离解决方案,德兴铜矿铜钼分离技术的研究始于“两提高”流程应用成功后，铜精矿中钼含量达到0.2以上，为铜钼分离试验研究创造了条件。通过大量试验研究，于1982年建成选钼生产线，其原则流程为一粗一扫六精，主要药剂Na2S、水玻璃、六偏磷酸钠和煤油。由于入选物料中钼品位低、石灰含量高，导致Na2S等药剂消耗大，选钼成本居高不下，选钼生产无法正常。直至2000年，最好年份的标钼产量只有300t/a，难以形成规模效应，经济效益不佳。,在大量的铜钼分离试验中，药剂试验比重较大，其次是调浆试验，流程结构研究少。从早期的氰化物、磷诺克斯药剂试验，矿浆加温、充氮、加酸试验，到中期的充填式浮选柱试验，再到近期的TS、CD、K203等药剂试验，其目的无外乎寻找Na2S替代品以降低生产成本、改善选钼指标，然而大多是小试结果很好，工业应用效果甚微，成果转化率低。分析其原因，与铜精矿中钼含量及铜精矿矿浆性质有关。2000年后，德兴铜矿改变铜钼分离研究方向，从研究局部的铜钼分离和分选过程，转向对入选原料性质和原料性质对铜钼分离影响的研究，由此产生了铜钼分离预处理技术。,德兴铜矿铜精矿粒度一般在-200目90～95，其中-10μm占10～15，具有粒度组成细、受选铜过程药剂污染严重、铜钼比大等特点。众所皆知微细粒分选是目前浮选难题之一，分选过程微细粒会消耗大量药剂、导致选别指标差。铜钼分离预处理技术就是降低原料中微细粒含量，解决矿浆粘性大、残留药剂多等问题，消除微细粒对选别的不利影响，达到“脱泥”、脱药、浓缩之目的，为铜钼有效分离和降低成本创造条件。经过一系列小型、半工业和工业试验，在解决保证预处理沉砂（选钼原料）产率达到85以上的旋流器选型、结构及操作参数等一系列关键性技术问题后，于2002年6月铜该技术正式投入生产运行。,预处理技术投入运行前后生产技术指标,预处理技术投入运行后选钼作业回收率提高了17.49；硫化钠单耗下降了10.14kg/t，降幅达20.18；月平均标钼产量提升34.9，取得了显著的经济效益。,预处理技术投入运行前，现场通过采用便携式X-荧光分析仪对大山铜精矿（泗洲的无法选别）含Mo进行快速检测，高于0.35的截留入选，低的放弃。预处理技术投入运行后，便携式X-荧光分析仪便终止使用，生产组织日趋正常，钼精矿产量逐年上升。2004年后，随着泗洲石灰单耗的大幅下降，德兴铜矿铜精矿全部进入选钼，钼精矿产量迅速上升，2008年达到了3100吨/年。,2001～2008年钼精矿产量,四、钼铼分离解决方案,钼精矿中铼的含量大约500g/t左右，极具回收价值。2001年前，德兴铜矿采用的是石灰焙烧工艺生产钼酸铵，由于工艺流程复杂、生产成本高、回收率低，企业亏损严重，2001年7月停产改建。直至2002年10月，采用国内常规成熟的氧化焙烧氨浸工艺，建成了一条430t/a钼酸铵生产线，一次投料试车成功，2003年产出合格钼酸铵、铼酸铵产品各238t、36Kg。随着钼精矿产量的提高，为与之匹配，2005年3月在原有钼酸铵生产线基础上进行扩建，将钼酸铵产能扩大到1200t/a。2008年产出合格钼酸铵1350t、铼酸铵1460Kg。,1200t/a钼酸铵生产线钼铼分离采用的原则流程是钼精矿→氧化焙烧→氨浸→酸沉→蒸发结晶→仲钼酸铵；烟气中的铼经淋洗回收，焙砂中的铼经预处理进入母液中予以回收，淋洗液与预处理母液经调酸除杂→萃取→浓缩→提纯→铼酸铵。整个工艺钼酸铵综合回收率为95.4、铼酸铵综合回收率75.6；钼酸铵一级品合格率达98，铼酸铵合格率达100。,五、结语,将优先浮选流程改为阶段磨矿阶段浮选选流程，大幅度提高了铜精矿品位和铜金银回收率，是德兴铜矿一次具有重大意义的选矿工艺流程改革。快速浮选新工艺在弱碱性条件下，根据铜矿物间的可浮性差异，得到了一个不经再磨的铜精矿，实现了部分铜及伴生元素的早收、快收。低碱度铜硫分离技术的应用，大大的提高了铜硫分离段伴生元素的回收率。,石灰分点添加技术的优化与应用为低碱度铜硫分离技术实现创造了条件。预处理技术是解决德兴铜矿铜钼分离正常生产的关键技术，降低了药剂消耗、提高了选钼作业回收率，实现了铜钼分离的规模化生产。钼铼分离技术成功地解决了钼精矿氧化焙烧中铼在固相和气相中的回收问题。,谢谢,