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铜钼分离及钼精选技术

2019-01-31    来源:    
依据材料报导,已探明的辉钼矿储量中有30%是与其它矿藏共生的、首要赋存在斑岩铜矿床中。各国钼的出产,除美国、加拿磊及我国有单一钼矿床外,约有三分之一以上的钼是从斑岩铜矿中作为副产品收回的,秘鲁、智利的钼悉数来自铜选矿厂,美国和加拿大也有适当部分钼来自铜选矿厂。我国斑岩铜矿的选矿开展较晚,现在首要是德兴铜矿,此外有小寺沟、宝山、铜山口和白乃庙铜矿等。研讨从斑岩铜矿中收回钼的工艺对加快开展我国钼选矿技能是有利的。本文首要讨论从斑岩铜矿中浮选出含钼的铜精矿再进行铜钼别离及钼精矿除杂的技能问题。
斑岩铜矿床一般都是大型低档次矿床,含铜0.5-0.8%,含钼0.01—0.03%,含铜量为含钼量的几十倍至近百倍。关于这种矿石,选矿流程均选用铜钼混合粗选,粗精矿再磨后精选得到含钼的精选。
一、铜钼别离
现在铜钼别离有两种工艺,一是抑钼浮铜,另一是抑铜浮钼。
抑钼浮铜工艺操作杂乱、本钱较高,钼收回率不太高。现在出产上选用该工艺的仅有美国的宾厄姆(Bingham)铜矿,该矿建有铜浮选、铜尾矿再选厂及钼收回厂。钼收回厂有两处产出钼精矿。一处是来自铜浮选厂的粗铜精矿用乙基黄药浮铜,糊精抑钼工艺进行钼铜别离。另一处是在上述产出钼精矿的一起,铜精矿泡沫经精选,所得精选尾矿与铜尾矿再选厂来的精矿兼并,经稠密、过滤、滤饼焙烧处理后,从头调浆,加燃料油浮钼,加诺克斯抑铜、铁,加硅酸钠抑脉石,浮选泡沫经三次精选得到第二个钼精矿产品,而槽底为第二个铜精矿。
不久前封闭的美国银铃(Silver Bell)铜选厂也选用抑钼浮铜工艺。
抑钼浮铜工艺用的钼按捺剂首要有糊精、淀粉、阿拉伯胶及其它有机胶类。不久前美国专利号2187930介绍一种酒精与芳香族硫酸的凝缩产品可作为辉钼矿的按捺剂。
广泛选用的是抑铜浮钼工艺,辉钼矿晶体结构上以S—Mo—S呈层摆放,层与层之间以S—S键处而成薄片状,呈疏水性,具有天然可浮性。只需在过磨时才有部分破碎发作在S—Mo键而事必定程度的极性(亲水性),又因为矿藏共生联系使辉钼矿的可浮性遭到搅扰,一起在铜钼别离的前段作业铜钼混合浮选时,运用的各种药剂也影响辉钼矿的可浮性,别的,不同的铜矿藏也要求别离药剂要有针对性。因而,抑铜浮钼的浮钼远比单一钼矿要杂乱得多。
在实践出产中,铜钼别离前,常选用下述办法增大铜钼可浮性的不同:①进行铜钼混合精矿浓缩脱药,削减混选药剂对别离的的影响,有的乃至过滤,滤饼从头调浆再进行别离。②加热处理,包含矿浆蒸气加热和虑饼低温焙烧。意图均是损坏铜表面上吸附的捕收剂,并形成铜必定程度的氧化表面,使铜可浮性下降。③加氧化剂如过氧化氢,使铜表面吸附的捕收剂发作氧化而掉落。选用哪种办法要依据不同铜矿藏来断定,也要从经济效益来衡量。
1、铜矿藏为黄铜矿,一般运用硫化物作为铜按捺剂。国外一般选用及为铜按捺剂,用于铜钼别离及钼精选的前段,而用于钼精选的后期。苏联和我国则运用。有时在加硫化物之前加硫化铵预处理有优点。运用磷诺克斯(一般简称诺克斯)或亚铁也可取得满足成果,如美国的雷依(Ray)、矿藏园(Mineral Park)铜选厂。运用硫化物作铜按捺剂,要求矿浆呈碱性,并分批添加,防止硫化物氧化糟蹋。的用量一般在8—30公斤/吨混合精矿。
一般以为,在加按捺剂之前,选用蒸吹是最有用的别离办法。选用硫化物作按捺剂的铜选矿厂实例见表1。
表1  运用硫化物按捺法的铜选厂实例

2、铜矿藏为辉铜矿。一般运用砷诺克斯和亚铁作按捺剂。有的加氧化剂如过氧化氢、次、等预处理。钼精选后期常加。运用亚铁时,矿浆pH值应在7.5—8.5之间,不得超越8.5。智利的丘基卡马塔(Chuguicomata)是典型比如。
丘基卡马塔的矿石储量达100亿吨,选厂处理量7200吨/日,是国际特大型矿山之一。当选矿石以辉铜矿和黄铁矿为主,含铜高达2.1%、含钼0.05%、含铁1.8%,是一个可贵的高铜高钼的斑岩矿体。
选厂的选钼工艺为,来自稠密池沉砂的含钼铜精矿,经两台串联擦拭机,高浓度激烈拌和,擦拭掉铜精矿表面的药剂膜,下降铜可浮选,然后调浆粗选。粗选时参加辉铜矿按捺剂Anamol D(砷诺克斯)及。粗选槽底为铜精矿。粗选泡沫经一次精选,所得泡沫经稠密脱药后进行三次精选。四精选泡沫进入再磨机后进行第五次精选,得到合格钼精矿。
铜钼别离运用Anamol D是依矿石性质由(As2O3)与(Na2S)I不同份额制造的。运用时酸成20%水溶液。Anamol D的75%加在粗选,10%加在一精选,而二、三、五次精选各加5%,总用量1.1公斤/吨钼精矿。别离加在三精选和五精选,总用量1.1公斤/吨钼精矿。所获铜精矿档次40—42%,收回率90—92%;钼精矿档次53—55%。收回率65%。年产钼精矿达1.2—1.5万吨,适当于一个大型钼选厂的产值。
智利的埃尔萨尔瓦多(EL Salvador)和秘鲁的托奎帕拉(Toguepala)也归于典型辉铜矿的选矿办法。
3、混合型铜矿藏。如斑铜矿,选用黄铜矿为主的按捺剂如硫化物和诺克斯。美国的平托瓦利(Pin Tovalley)、巴格达德(Bagdad);加拿大的加斯佩(Gaspe)和洛奈克斯(Lornex)就归于此类。
按捺剂的挑选与按捺办法受铜钼别离前段作业-铜钼混合浮选所用药剂的影响。一般在铜钼混合浮选时,首要从选铜视点挑选药剂,大都运用黄药及黄药酯Z-200,没有独自运用黑药,黑药总是和其它捕收剂混合运用。
以黄铜矿为主的铜矿藏,混合浮选运用黄药,在铜钼别离时,独自运用亚铁作用不太抱负;用蒸吹加热法损坏黄铜矿上吸附的黄药作用也不显着。较好的办法是在必定pH值下用过氧化氢进行预处理后,再用亚铁。
对以辉铜矿为主的铜矿藏,混合浮选用黄药,则在铜钼别离时,用亚铁预处理后再用其它按捺剂是有用的办法;用范气加热损坏辉铜矿表面吸附的黄药也是可行的;加氧化剂氧化辉铜矿表面吸附的黄药也是遭到重视的办法。
当运用黑药混合捕收剂时,则铜钼别离时,运用一般氧化剂,及至过氧化氢也难以损坏铜矿藏表面吸附的黑药;用蒸汽加热法可到达必定意图。而只需用硫酸这种强氧剂才见效。所谓“莫伦西”铜钼别离法,就是针对在混合浮选时运用黑药及石油混合物起泡剂,而铜钼别离时用石灰蒸煮对除掉铜表面的黑药作用不大;用低温焙烧,经济上又不合理;选用糊精抑钼浮铜,又因粗选用了石油混合物而按捺作用欠好,而选用强氧化剂硫酸除掉黑药的办法。
莫伦西铜矿的铜钼别离工艺首先把来自铜精矿稠密池的沉砂在拌和槽内加硫酸及亚铁,粗选槽底便为铜精矿,粗选泡沫进行稠密脱药,沉砂从头加硫酸及亚铁拌和后进行一次精选,精选泡沫又加硫酸、亚铁及多硫化物进行拌和、浮选。二精选泡沫加亚铁拌和、浮选,三精选泡沫再经稠密、过滤、进行再磨,最终再经6次精选,才得到合格钼精矿,最终一次精选要用高浓度溶液。此法对操作条件要求严厉。
日本专利昭45-35162提出处理用黑药浮选铜钼混合精矿后进行铜钼别离的办法:首先把铜钼混合精矿泡沫浓缩到40-60%固体,然后加燃油及可溶性金属硫酸盐(如硫酸铜、硫酸锌),加酸使矿浆pH值在5.5-7.5之间,再加氧化剂(如过氧化氢、过),最终加铜按捺剂(如亚铁、诺克斯或等),可使铜钼别离到达较抱负的成果。
二、氮气作铜钼别离的充气介质
从铜钼混合精矿中别离收回钼精矿,铜按捺剂费用简直占钼精矿本钱的70-90%。因而下降这部分药剂耗费是铜钼别离的关键技能经济问题。为减滗按捺剂耗费,人们曾加热矿浆,使矿浆中氧含量削减,铜表面发作轻度氧化;添加石灰用量,提搞pH越王值起到维护SH-的作用;选用加按捺剂之前先加硫化铵拌和;乃至选用把铜钼混合精矿在大气下堆积必定时间,让空气缓慢氧化铜表面。这些办法有必定作用,也在某些厂矿出产中选用。直到1972年有人实验证明在铜钼别离时选用氮气或其它惰性气体作充气介质能够使铜按捺剂用量削减到1/5-1/2,然后取得专利。因外自八十年代已推行这项技能,取得可喜作用。1981年秘鲁的夸霍内(Cuajone)第一个成功地在出产中运用氮气,使按捺剂Anamol D用量削减50-70%。直布罗陀(Gibraltor)铜矿在氮气的实验和工业应用上做了许多的作业。实验证明运用氮气、用量由运用空气时的9250克/吨降至2200克/吨,即节约76.2%。该厂的别离流程及工艺条件见图1。该矿还进行了三种发生560米3/时的氮气发作器(制冷型、焚烧型及加压旋回吸附型)的技能经济比较,以便找到经济效益最佳的氮气发作器。

图1  直布罗陀铜钼别离流程
美国双峰选矿厂氮气实验成果见图2。由图显着看出,当用空气作充气介质时,在浮选某一时间,呈现按捺剂俄然失掉功效的象现,而用氮气,整个浮选过程中,按捺作用简直是稳定的。


现在国外的皮马、塞浦路斯、阿奈麦克斯、洛奈克斯、加斯佩和海芒特等铜选厂都运用氮气,一般可节约铜按捺剂50-75%。
跟着氮气在铜钼别离中的日益广泛应用,人们进一步对浮选设备、氮气收回等技能问题进行改善。美国威姆科设备公司规划并出产了一种1.7米3的密闭式威姆科浮选机,包含氮气的制备及氮气的循环运用设备,出产中还有把氮气与浮选柱一起运用的比如。
三、钼精矿中杂质的去除
按我国钼精矿标准或国际商场对钼精矿质量的要求,除了钼含量要到达必定目标外,其它杂质也有必要低于某一目标,否则将下降报价形成经济丢失。
在钼精矿中常见的杂质有铜、铁、铝、锡、钨、硅、钙等。
在辉钼矿选矿过程中,从工艺流程到药剂准则已考虑到杂质的按捺。但因为矿石性质的杂乱性,在选矿过程中还要对杂质采纳特定的药剂处理,保证钼精矿中杂质含量在标准以下。下百对各种杂质的去除作简略介绍。
(一)二氧化硅
辉钼矿大都赋存在石英脉中,尤以斑岩和矽卡岩居多,其成分首要是二氧化硅。在选矿过程中,一般选用水玻璃来按捺二氧化硅。因为部分二氧化硅与辉钼矿亲近共生,激烈按捺二氧化硅,会形成共生的辉钼矿丢失。因而只需再磨到必定细度,使辉钼矿单体解离,才干下降二氧化硅含量;另一方面,因为辉钼矿忌讳过磨,因而,经过再磨使辉钼单体解离有必要是逐渐的,即要采纳多段磨矿的办法。金堆城钼矿的实验充沛说这一联系。表2是钼精矿的筛析成果。从表中看出只需磨到0.034毫米粒级,辉钼矿档次可达51%以上,一起二氧化硅含量降到6%以下。图3是再磨段数与钼精矿档次的联系,明显再磨段数多时,精选次数削减,并且钼档次显着提高,相一色二氧化硅含量也就下降。
表2  钼精矿的筛析成果(%)



按捺二氧化硅除水玻璃外,还可用钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠等,也可与CMC混合运用。
(二)层状硅酸盐(如滑石等)
这类矿藏的可浮性很好,与辉钼矿可浮性极为附近,因而两者别离适当困难,而往往形成辉钼矿质量不合格。为此含有滑石的选厂如美国的皮马厂选用把含滑石的辉钼矿选用弱碱强酸盐如硫酸铵溶液处理,然后用强碱弱酸盐如硅酸钠溶液再处理后进行辉钼矿浮选。而双峰选矿厂选用磺化木素按捺辉钼矿进行反浮选,作用令人满足。该矿因为许多滑石存在,致使钼精矿含钼只需20-40%。选用磺化木素加石灰浮,操控pH为11.5抑钼浮滑石,经一粗二精除掉滑石,槽底为钼精矿,含钼达47%,收回率为85-92%。磺化木素用量依含钼量而定,一般8-12公斤/吨精矿。也有选用在钼精稑这程加硫酸锌或硫酸铵充沛拌和,精选最终作业再加水玻璃一般也能够到达意图。
(三)碳
钼精矿中碳首要是矿石中自身自有的,也有来自铜钼别离时运用的不纯而带来的。现已查明,存在于钼精矿中的碳有三种类型,即沥青类、石墨类及类煤。碳的可浮性很好,一般随泡沫进入钼精矿,形成钼精矿档次下降或不合格。
关于沥青类的碳,如科贝尔选矿厂,该矿含有许多硬沥青;他们选用在专门槽内将不合格钼精矿进行激烈擦拭,然后把一次精选的精矿经旋流器处理,把含沥青的溢流归入钼粗选尾矿中。现在又改为用Bartlex溜槽及Wiltley摇床脱除沥青。
艾兰铜矿也含沥青,他们曾实验六种除碳办法,以为最经济的办法是运用水力旋流器,其规格为直径2.54厘米,锥角60度(俗称小直径大锥角的旋流器),选用两段旋流器组合,依据不同组合办法能够操控档次和收回率。六种除碳法的成果见图4,两段旋流器的组合见图5。

图4  六种处理方汉的脱碳率与钼收回率

图5  两段旋流器回路组合
关于石墨类的碳,如我国的铜山口铜矿,石墨类的碳存在于硅酸盐脉石中。浮选得到的钼精矿中,含钼与碳之比简直是1∶1。该矿采纳中矿独自处理的办法,即把中矿浓缩脱水,扫除部分细粒碳质;而沉砂加、水玻璃及六偏磷酸钠按捺含碳硅酸盐。然后可取得档次大于45%、含碳3%以下的钼精矿,钼作业收回率70%左右。
关于类煤的碳,如我国宜化钼矿,实验标明用六偏磷酸钠和CMC混合抑碳,可使钼精矿档次到达45.22%,含碳5-6%,钼收回率85.12%。
德兴的钼精矿含碳,实验用摇床可除82%碳,然后使钼档次32%提高到45%,钼作业收回率达90%。
此外,还有把含碳的钼精矿先加碳氢化合物(如油类)拌和,再与热拌和,然后进行浮选,分出碳质;也有建议选用重介质别离法;以及直接焙烧(260℃左右)含碳钼精矿,烧掉有机碳。
总归,关于碳的去除,办法许多,但首先要查明碳的类别,再采纳相应的处理办法。但至今除碳的作用尚不令人满足,不是钼收回率低,就是本钱太高。
(四)硫
一般选用在钼精选中加硫化铵接连拌和,把硫溶解。
(五)云母
常用办法是在钼粗选中严厉操控水玻璃用量,以下降云母的可浮性;另一种办法是对小于20微米的云母,在钼精选顶用分级脱泥办法除掉。
(六)萤石
用重络酸钾(钠)一般可按捺萤石。
(七)方铅矿
常用重(钠)或(诺克斯)按捺方铅矿。
(八)铜、铁、砷等硫化矿
一般用或、,以及两者混合运用,可取得满足的按捺作用。
四、化学选矿
上面说到的钼精选中参加不同的按捺剂能够按捺钼精矿中的杂质。但跟着商场交易的竞赛,对辉钼矿的质量提出更高的要求,除要求钼精矿中钼含量要高达53%以上外,其它杂质含量比国家标准更低。为此,经过浮选法取得的钼精矿往往要用化学选矿法进一步下降杂质含量。一般超支杂质有铜、铁、铅及钙等。常用的几种化学选矿法如下。
金堆城钼矿的浮选钼精矿含钼在53%以上,但含铅、钙仍超支。为此,把钼精矿调成50%(固体)的矿浆,参加浸出液(2%、6%组成),固液比为1∶3,pH=1.0。操控浸出温度50-80℃,浸出1小时。然后过滤部分滤液回来制造浸出液,剩余部分弃掉。滤饼用清水冲淋三遍,冲淋液弃去。滤饼经枯燥得到合格钼精矿,含铅由0.174%降至0.032%,氧化钙由0.54%降至0.048%。浸出前后目标比照见表3。
表3  钼精矿化学选矿前后质量比照(%)

美国的享德逊钼矿用5%于80℃浸出28小时,铅含量由0.2%降到0.03%。
加拿大的布伦达铜矿选用诺兰达(No-anda)研讨中心提出的办法,用含1%、10%、30%氯化钙和0.5%组成的浸出液,在浸出温度100℃,常压下浸出2小时。成果铜、铅浸出率均到达98%,使铜含量降到0.068%、铅含量降到0.05%,钙的浸出率为79%。
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