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矿物加工基础报告_图文

矿物加工技术学术讲座
主 讲:林 海 教授 单 位:北京科技大学 电话:010-6233.3603 13801283734 电子邮件:linhai@ces.ustb.edu.cn
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报告内容
一、常规选矿方法

二、实例讲解:金铜锌矿等选矿技术发展
三、选矿技术新进展

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常规选矿方法
? 选矿概述 ? 重力选矿 ? 浮游选矿 ? 磁选 ? 电选 ? 其他选矿方法

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选矿概述——(1)定义

选矿是什么?

利用矿物的物理或物理化 学性质的差异,借助各种选矿 设备将矿石中的有用矿物与脉 石矿物分离,并达到使有用矿 物相对富集的过程。

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选矿概述——(2)选矿依据
? 选矿的基本依据(矿物的各种物理性质、表 面的物理化学性质及化学性质的差异)。 ? 直接与选矿有关的矿物性质主要有:密度、 磁性、导电性、润湿性等。
矿物的磁性是指 它被磁铁吸引或 排斥的性质。磁 选的依据 矿物的导电性 是指矿物的导 电能力。电选 的依据 润湿性是指矿 物能被水润湿 的性质。浮选 的依据 密度是指单 位体积矿物 的重量。重 选的依据

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选矿概述——(3)技术指标
品位(α、β 、θ ) 产率(γ ) 精矿回收率(ε=γβ/α) 选矿比(原矿与精矿质量之比) 富集比(精矿与原矿品位之比)

? 技术指标

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选矿概述——(4)选矿方法分类
常用的矿物加工技术(选矿方法)

重选

磁选

电选

浮选
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选矿概述——(5)意义
NO.1 为冶炼工业提供精料,节省成本 主要途径:提高入冶炼前品位、除杂 NO.2 煤炭分选是选矿技术在煤炭行业中的重要应用 常用选矿方法:跳汰、重介质选和浮选 NO.3 对于非金属矿产资源的开发利用,选矿也是重要的 加工工程(除杂) NO.4 环境工程中也能见到选矿的广泛应用 如:用浮选法处理废水(气浮)

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重力选矿
? 重选概论
? 水力分级

? 重介质选矿
? 跳汰选矿

? 溜槽与摇床选矿

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1.重力选矿概述
? 重选的定义
根据矿粒间由于密度的差异,因而在运动介质 中所受重力、流体动力和其它机械力的不同, 从而实现按密度分选矿粒群的过程。

? 对重选设备的要求
重选过程是在运动过程中逐步完成分离的。 重力设备,应具有使性质不同的矿粒,有不 同的运动状况(运动的方向、速度、加速度 及运动轨迹等)。
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1.重力选矿概述
? 重力选矿过程中所用的介质: 1) 种类:空气、水、重液、悬浮液、空 气、重介质。 2)作用:传递能量、松散粒群、运输产 物。

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1.重力选矿概述
? 重选原理 实质:松散 ——分层和搬运——分离
? 基本原理理论 颗粒及颗粒群的沉降理论 颗粒群按密度分层的理论 颗粒群在回转流中分层的理论 颗粒群在斜面流中的分离理论
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1.重力选矿概述
? 重选发展史
从河溪砂石 用兽皮 淘洗选收自 然金属 简易淘洗工 具人工溜槽, 手动跳汰机 14世纪末,具 有上下交变水 流的跳汰机问 世 18世纪产业革 命, 机械传动 活塞跳汰机, 摇床

20世纪中, 离心力场水 力旋流器

20世纪初出现 稳定悬浮液重 介质选煤法

1892年,压缩 空气驱动的无 活塞跳汰机, 鲍姆式跳汰机

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1.重力选矿概述
? 重选分类: 依据介质运动形式与作业目的的不同可 分为: 水力分级 重介质选矿 重选 跳汰选矿 溜槽与摇床选矿
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1.重力选矿概述
? 应用
重选法广泛应用于黑色、有色、稀有金属 和煤的分选,目的是提高入选品位或直接

得到精矿产品(钨、煤)
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2.水力分级
定义:
根据矿粒在运动介质中沉降速度的不

同,将粒度级别较宽的矿粒群,分成若干
窄粒度级别产物的过程。

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2.水力分级
? 应用:
①与磨矿作业构成闭路作业,及时分出合格 粒度产物,以减少过磨 ②在某些重选作业(如摇床、溜槽)之前 作为准备作业,对原料进行分级,分级后的 产物,分别进入不同设备或在不同操作条件 下进行分选。 ③对原矿或选后产物进行脱泥或脱水 ④在实验室内,测定微细物料的粒度组成
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2.水力分级
? 分级设备:
1)螺旋分级机 根据螺旋数目不同可分为 单螺旋和双螺旋分级机; 根据溢流堰高低不同分为 高堰式、低堰式和沉没式。

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1)螺旋分级机

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2)水力分级
2)水力旋流器
水力旋流器是利用回转流进行分级的设备 并也用于浓缩,脱泥,以至于分选。 由于它的构造简单,便于制造, 处理量大,且工艺效果良好, 问世后得以推广使用。 存在问题:沉砂口磨损严重、需要较 高进浆压力
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3.重介质选矿
? 定义: 任何重力分选过程,都是在一定的介质中进行。 若所使用的分选介质其密度大于lg/cm3时,这 种介质称为重介质。矿石或煤炭在该介质中分 选,称重介质选矿或重介质选煤。 ? 分选原理 根据阿基米德定理,小于重介质密度的颗粒将 在介质中上浮,大于重介质密度的颗粒在介质 中下沉。
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3.重介质选矿
? 重介质种类 1)重液——一些密度高的有机液体或无盐 类的水溶液。如三溴甲烷 特点:价格昂贵,有毒,不易回收,一般 用在实验室使用。 2)重悬浮液——由密度大的固体微粒分 在水中构成的非均质两相介质 特点:价廉、无毒,在工业上广泛应用。
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3.重介质选矿
? 工业上常用的重介质:
硅铁——可配制密度为3.2-3.5g/cm3的重悬 浮液。 方铅矿——配制的悬浮液密度为3.5g/cm3。 但由 于硬度低,易泥化,配制的悬浮液容易 损失,现已逐渐少用。 磁铁矿——配制的悬浮液密度为2.5g/cm3。 另外,还可用砷黄铁矿、黄铁矿等做重介质。
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3.重介质选矿
? 从选矿生产角度来看,配制的重悬浮液不但 应达到分选要求的密度,而且应具有较小的 粘度及较好的稳定性。
? 选择的加重质,应具有足够高的密度,且在 使用过程中不易泥化和氧化,来源广泛,价 格低廉,便于制备和再生,这些都是选择加 重质时必须考虑的因素。
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3.重介质选矿
? 重介质选矿设备
1)按选后产品:两产品、三产品。 2)按悬浮液流动:水平液流、垂直液流、复合 液流。 3)按分选槽形式:深槽、浅槽。 4)按排矸装臵形式:提升轮分选机、刮板分选 机、圆筒分选机、空气提升式分选机。
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(1)重介质分选机

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(2)重介质旋流器
优点
1)粒度下限低,达 0.5mm-0.3mm; 2)分选效率高,可达95%以上,至99%; 3)可用粘度高甚至结构化悬浮液; 4)处理能力高; 5)结构简单、无动力。

缺点
1)上限较低; 2)物料在旋流器及泵中,粉碎、泥化程度高; 3)磨损重;加衬板。
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(2)重介质旋流器

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4.跳汰选矿
1)定义
矿物颗粒混合物在垂直脉动介质流作用下,

按密度差异进行分层和分离的过程

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2)原理(分选过程):

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3)跳汰在重力选矿中的地位
跳汰选矿具有工艺系统简单、操作维修 方便,处理量大和投资少且有足够分选精度 等优点。因而在煤的可选性适宜时,被优先 采用。
煤炭分选,跳汰选煤的比重很大,全世 界有50%的洗选煤炭是跳汰选,我国和德国 占60%左右,远超过其它选煤方法。
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4)跳汰机的类型
根据使用范围可分为:
? 选煤用跳汰机 筛侧空气室跳汰机(鲍姆式跳汰机) 筛下空气室跳汰机 ? 选矿(非煤)用跳汰机 上(旁)动型隔膜跳汰机 下动型隔膜跳汰机 侧动型隔膜跳汰机
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筛侧空气室跳汰机(鲍姆式跳汰机)

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筛下空气室跳汰机

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5.溜槽与摇床选矿
定义:
? 溜槽选矿是利用沿斜面流动的水流进行选 矿的方法。 ? 摇床选矿是分选细粒物料时应用最为广泛的 一种选矿方法。由于在床面上分选介质流层 很薄。故摇床属于流膜选矿类的设备。

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溜槽选矿
? 在溜槽内,不同密度的矿粒在水流的流动动 力、矿粒重力、矿粒与槽底间的摩擦力等作 用下发生分层,结果使密度大的矿粒集中在 下层,以较低的速度沿槽底向前运动,在给 矿的同时排出槽外;或者是滞留于槽底,经 过一段时间后,间断地排出槽外,密度小的 矿粒分布在上层,以较大的速度被水流带走 由此,不同密度的矿粒在槽内得到了分选。
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摇床选矿
? 摇床的分选过程发生在一个具有宽阔的斜床 面上,给矿粒度一般在3mm以下,选煤时可 达10mm。 ? 摇床主要用于处理钨、锡、有色金属和稀有 金属矿石,在金属选矿中,摇床一般作为精 选设备与离心分级机、圆锥选矿机等配合使 用。

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摇床结构示意图

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6.浮游选矿(表面化学分选)
? 定义: 又称浮选,泡沫浮选,是根据矿物表 面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿 方法。(润湿性、接触角)

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浮选过程
捕收剂 起泡剂 浮选药剂 调整剂 活化剂

物理化学过程

热电界胶流机自能有结岩矿矿 力化面体体械动耗机晶石物相 学学化化力工检经化化力学学 学学学程测济学学学 浮选槽 矿浆 三相泡沫 泡沫精矿

抑制剂
矿物分析 入料 化学分析

粒度分析
密度分析

调浆 粘度 水调节 浓度

分离分选
混合分散 空气
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尾矿

浮选药剂
1)捕收剂:
能选择性地作用于矿物表面并使其疏水的

有机物质。捕收剂作用于矿物与水界面,
通过提高矿物的疏水性,使矿物能更牢固

的附着于气泡而上浮。
黄药、黑药、脂肪酸、胺类、石油磺酸类
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2)起泡剂
为表面活性物质,主要富集在水、气界面, 促使空气在矿浆中弥散成小气泡,防止气 泡兼并, 并提高气泡在矿化和 上浮过程中的稳定性 保证矿化气泡上浮后 形成泡沫层刮出。 2#油 11#油
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3)调整剂
? 用于调整其他药剂与矿物表面的作用,调 整矿浆的性质,提高浮选过程选择性。 ? 可细分为四类: 活化剂 CuSO4 苛性钠 抑制剂 硫化钠 氰化物 介质pH调整剂 石灰 碳酸钠 分散与絮凝剂 水玻璃 碳酸钠
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7.磁 选
? 定义:是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁 性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方 法 ? 磁选基本条件:作用在较强磁性矿石上的磁 力F1必须大于所有与磁力方向相反的机械力 的合力,同时,作用在较弱磁性颗粒上的磁 力F2必须小于相应机械力之和。即F1>F机1, F2<F机2。
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磁选设备
根据承载介质的不同,磁选机可分成干式
磁选机和湿式磁选机两种。

根据磁选机磁场强度的高低,磁选机分成
弱磁场磁选机和强磁场磁选机。

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应用
? 磁选法多用于黑色金属和稀有金属的分选,
也可用于从非金属矿物原料中除去含铁杂

质,还可作于净化生产、生活用水以及重
介质选煤中磁铁矿的回收。

? 今后的重点是开发新型磁性材料、弱磁性
铁矿物的分选(菱铁矿、褐铁矿等)
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8.电 选
? 定义:是利用各种矿物及物料电性质不同 而进行分选的一种物理方法。 ? 电选内容:包括电选、电分级、摩擦带电 分选、介电分选、高梯度电选、电除尘等。

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电选设备:
按矿物带电方式分为传导带电电选机、
摩擦电选机、介电分选机、热电粘附电选

机。
按电场特性分为静电场电选机、电晕 电场电选机、复合电场电选机。
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电 选
? 应用
电选法用于有色金属和稀有金属矿石、

黑色金属(铁、镉、铬)矿石的分选,还
用于非金属矿石(如煤粉、金刚石、石墨、 石棉、高岭土和滑石等)的分选。
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磁选、电选设备

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其他选矿方法
? 化学选矿——基于矿物和矿物组分的化学性
质的差异,利用化学方法改变矿物组成,然 后用相应方法使目的组分富集的工艺。 ? 微生物选矿——一种高科技的、很有前景的 选矿方法。至今多在铜矿有所应用。
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实例讲解:金铜铅锌矿的分选技术
? (1)金的选冶技术 ? (2)铜矿的选矿技术 ? (3)含铜金精矿预处理技术 ? (4)铅锌矿选矿技术

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金的选冶技术
? 重选技术 ? 浮选技术 ? 金氰化前预处理及提金技术

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金的重选技术
? 重选法多用于选别砂金,以及在浮选和浸出前 回收单体解离的粗粒金。 ? 据资料报道,目前采用重选法回收的黄金产量 占全球产量的12%~15%之间。

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金的重选技术
重选新工艺
? 俄罗斯科学院西伯利亚分院杜文斯克天然资 源综合利用研究所制定了处理含金矿石和尾 矿的新重选工艺。 ? 该工艺由洗矿槽、水力筛、机械式槽形流槽 和水力旋流器组成。该系统可回收老尾矿中 的金。新工艺设备金的回收率比常规工艺提 高15%~20% ,该系统的处理能力为10t/h 。
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重选设备
黄金重选设备发展迅速,有:
? ? ? ? ? 在线压力跳汰机 尼克尔瑟跳汰机 自动摇床 法尔肯选矿机 尼尔森选矿机

其中以尼尔森 选矿机最具代 表性

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尼尔森选矿机
? 该设备由加拿大Lee Mar 工业公司研制开发,已被 许多国外黄金选厂所采用。
工业型尼尔森离心选矿机(上)

? 尼尔森选矿机主要利用了 离心力场中的干涉沉降原 理,由一个高速的肋状圆 锥和传动装臵构成。

实验室型尼尔森离心选矿机(下)

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尼尔森离心选矿机系列
? (1)人工排矿系列(MD) 这种系列的尼尔森离心选矿机一般为小 型机,用于实验室试验、选厂采样、半工业 试验以及砂矿勘探。截锥直径为3,4.5和 7.5英寸,处理量分别为45kg/h,275kg/h和 680kg/h。

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尼尔森离心选矿机系列
? (2)中心排矿低碳钢系列(CDMS) 早期,这一系列广泛用于回收金,但现在 多用于砂矿和一些要降低设备安装成本的选 厂。截锥最大直径为30英寸,处理量为50~ 100t/h,截锥最小直径为10英寸,处理量为 0.9~8t/h。

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尼尔森离心选矿机系列
? (3)高强度系列(XD) 其特点是紧凑和结实,主要元件为不锈钢 材质,用于处理脉矿的选矿厂,以适应艰难的 操作条件。这些设计特点使得XD系列成为目 前需求最多的机种。

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应用实例:用尼尔森离心选矿机从克拉哈贝 勒选厂磨矿回路中回收铂族金属和黄金

? 原矿品位
单 位 g/t Au Ag Pt 2.77 Pd 1.704 Ir 0.014 Rh 0.099

3.267 11.993

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应用实例:用尼尔森离心选矿机从克拉哈贝 勒选厂磨矿回路中回收铂族金属和黄金

? 工艺:
在磨矿回路中铂族金属和金选择性地富 集于球磨机排矿和旋流器底流中。用普通3 英寸尼尔森离心选矿机分选球磨机排矿,用 可变速3英寸尼尔森离心选矿机分选水力旋 流器底流回收铂族金属和金的有效工艺。

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应用实例:用尼尔森离心选矿机从克拉哈贝 勒选厂磨矿回路中回收铂族金属和黄金

分选指标:
? 球磨机排矿离心机二段分选精矿Pt、Pd和Au总回收 率分别为84.70%,56.39%和80· 50%;Pt、Pd和Au品 位分别为7.67g/t,54.27g/t和155.93g/t;Pt,Pd 和Au富集比为49.6,31.9和47.7。 ? 旋流器底流离心机二段分选精矿Pt、Pd和Au总回收 率分别为76.52%,49.93%和77.79%;Pt、Pd和Au品 位分别为112.70g/t,47.86g/t和120.81g/t;Pt、 Pd和Au富集比为42.3,27.9和43.2。
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黄金重选设备发展
? 在设备方面,选金主要设备向大型化发展。
? 据报道,一种全自动旋流黄金重选机正准备推向市 场,该设备是一种全新的、无污染、高回收率的选 矿机械,能够取代化学方法选金,不使用任何药剂 及化合物介质,从根本上防止汞污染。不仅可回收 单体金,还可回收细粒金、微细粒金及伴生金属矿 物,金属回收率高于混汞法回收黄金的1倍以上,是 俄罗斯脉冲旋流选金机黄金回收率的4倍。综合回 收率可达80%~90%。
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金的浮选技术
? 浮选是黄金生产中选别硫化矿应用最广泛的 选矿方法。 ? 主要用于处理较细浸染的脉金矿石,常将金 浮选入铜、铅精矿中,然后从这些精矿中提 取金。

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浮选设备
? 浮选设备的一个重要进展就是柱式浮选槽的 应用,与传统浮选槽相比,浮选柱可以提高回 收指标,降低投资和生产成本等。

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金浮选新药剂
Y-89系列
Y-89系列捕收剂是由广州有色金属研究院于20 世纪80 年代研制的,90 年代与株洲选矿药剂厂共 同开发的高级黄药类捕收剂,学名为甲基异丁基甲 黄药。 从其结构上看,它具有碳链长,有支链,结构式 特殊的特点。与其它类型浮选药剂比,它具有易渗、 稳定、无臭、低毒、选择捕收性强的特点。 该系列药剂能有效提高黄金回收率。
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金浮选新药剂
? Y-89-2捕收剂
Y-89-2捕收剂对含金石英脉及含金蚀变 岩两种类型金矿石的选别具有良好的效果, 是回收金的较理想的捕收剂。

? Y-89-5捕收剂 Y-89-5捕收剂能有效提高金铜选矿回收率。

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金浮选新药剂
Y-98捕收剂 ? Y-98是高级黄药类捕收剂Y-89系列中的一种 ? 试验用的Y-98捕收剂为桔黄色粉末,配制成2 %的水溶液用于试验。 ? Y-98捕收剂对铜有较好的捕收性能,对金的 选择性比Z-200较好些。

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金精矿的预处理技术
对于采用氰化物难浸出的金矿,一般需 要进行预处理。 难处理金矿造成的原因: ? 矿物中金被其它矿物包裹或以难溶金化合物 形式存在。 ? 由于矿石中其它物质干扰了氰化浸金作用。 如碳质矿,消耗氰化物及氧的物质(黄铜矿、 磁黄铁矿、砷化物及Fe等) ,加工过程形成 的包裹(如焙烧时形成) 。
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难处理金矿的预处理技术
强烈氰化、 难 浸 金 矿 改变氰化条件
最有效的办法

加压氰化 加入助氧剂 焙烧 加压氧化 生物氧化

氰化前进行预处理

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氰化前进行预处理
? 焙烧可以使砷锑的硫化物以氧化态挥发掉,使含炭 物质失去活性,使呈显微细粒的金暴露、富集在一 起,为氰化浸金创造良好的动力学条件。 ? 加压氧化包括高压氧化、低压氧化、高温加压氧化。 加压氧化酸浸或用加压氧化碱浸对矿石进行预处理、 先除去矿石中的S、As、Sb等有害杂质,使金充分暴 露然后用氰化法回收 ? 生物预氧化是近年来发展起来的一种新兴工艺,其 基本原理是通过生物酶的作用,对金属硫化矿物进 行分解,从而使金矿物得到解离。
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金矿的氰化
? 氰化提金理论 现代研究表明,氰化提金金的溶解本质上是 电化学过程,即在一定电位条件下,金在氰化物 溶液中发生阳极氧化反应及阴极还原反应,其阳 极氧化溶解反应式为: Au + 2CN- =(CN)2- + e 阴极还原反应包括Au(CN)2-的还原以及氧 的还原反应过程为: Au(CN)2- + e =Au + 2CNO2+ 2H2O+2e =H2O2+ 2OH74

氰化工艺
多段氰化工艺: ? 泥砂分别氰化。泥砂分别氰化时,矿泥用搅 拌槽氰化处理,矿砂用渗滤法氰化处理,在 氰化钠浓度为0.03%、pH=11时,金的总回收 率达95%~96%。 ? 干式氰化法。干式氰化即采用特殊的干式粉 磨机粉碎矿石,然后调浆氰化处理,基建投资 少,适合于缺水地区。
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浸出金的回收
? 对于浸出后的提金工艺,包括锌粉臵换法、 活性炭吸附法、离子交换树脂法 ? 我国黄金矿山现有氰化厂基本采用两类提金 工艺流程,一类是以浓密机进行连续逆流洗 涤,用锌粉臵换沉淀回收金的所谓常规氰化 法提金工艺流程(CCD 法和CCF法)。另一类 则是无需过滤洗涤,采用活性炭直接从氰化 矿浆中吸附回收金的无过滤氰化炭浆工艺流 程。
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活性炭吸附法
? 活性炭吸附金银可以从浸出清液、浸出矿浆、 浸出过程中来完成,这三种情况相应地称之为 炭柱法(CIC) 、炭浆法(ClP)和炭浸法(O IL) 。

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炭柱法(CIC)
? 炭柱法的革新是采用可动式炭吸附柱,,这 种吸附柱不是把炭从一柱输送到另一柱,而 是将吸附柱与炭一起向前移动,可一直移动 到酸洗作业。

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离子交换树脂法
? 树脂法适于处理含泥量较 大的金矿石,也适于处理焙 烧后的含金黄铁矿以及堆 浸的低浓度含金液,载金能 力比活性炭高,在常温常压 下能有效解吸,且在常温常 压下即可再生。
阴离子交换树脂
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离子交换树脂法
优点: ? 树脂比活性炭有更高的载金容量和吸附速度, 机械强度高、耐磨损和抗挤压,不易被有机 物、黏土所污染,且树脂不吸附矿浆中的钙, 对处理古有机物、泥质、炭质和砷矿物的矿 装,树脂矿浆法比炭法好,生产成本较低。

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离子交换树脂法
缺点: ? 树脂选择性比活性炭差,粒度细、密度比活 性炭小、耐磨性差,容易吸附在矿浆表面,因 此含有其它金属氰络合物离子多的矿浆宜采 用炭浆法。

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非氰化提金技术
? 无毒非氰的浸出法包括硫脲法、硫代硫酸盐法、 卤化法、多硫化铵法、有机腈法、微生物法等, 常用的浸出剂有硫脲、氯气、溴、碘、氨、硫 代氰酸盐、硫代硫酸盐以及生物浸金, ? 大量试验研究表明,非氰化法能够处理许多常规 氰化法不能有效处理的难浸金矿石。

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金的选冶技术
? 结语 传统黄金选矿方法的发展主要集中在高效选金 设备和浮选新药剂的开发方面。黄金的浸出技术目 前虽然有许多新工艺,但氰化法仍然是工业生产上 使用的主要方法,硫代硫酸盐、硫脲法提金已经在 一些地方获得成功,但从生产过程的稳定性和浸出 效果来看仍然不如氰化法。 采用现代生物技术对微生物进行基因重组和设 计,是开发高效黄金浸出菌种的有效途径,微生物浸 金是今后低品位、难浸出金矿发展的重点。
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铜矿的选矿技术进展
? 铜矿物的分布及赋存特征 在世界上有工业价值的铜矿石产量中铜矿物 的分布如下图所示:
硫化物铜

10% 5%

5%

自然铜

氧化物铜

80%

其他(黄铜矿、斑铜矿、 黝铜矿和蓝铜矿)
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我国铜矿床主要分类
(1)斑岩型铜矿床。主要矿物为辉铜矿和黄铜矿,其 含铜品位为1%~1. 5%,伴生矿物为黄铁矿、闪锌矿、 辉钼矿、铜- 镍综合矿石及金。我国的山西铜矿峪、 江西德兴、河北小寺沟等地均有分布。
? (2)层状铜矿床。主要矿物有黄铜矿、斑铜矿、 辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿、硅孔雀石,并见稀少的 黝铜矿,共生矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、 褐铁矿、赤铁矿、方解石、石英、重晶石等。
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我国铜矿床主要分类
? (3)黄铁矿型铜矿床。矿石以黄铁矿为主,占总量的 95%以上,其中尚有黄铜矿、伴生有闪锌矿。另外含 有金、银、铅、硒等共生元素,脉石矿物为绢云母、 绿泥石、石英等。
? (4)夕卡岩型铜矿床。主要由铁帽、孔雀石、黄铜 矿所组成,其下部常有次生富集带,由致密辉铜矿、 烟灰状辉铜矿所组成。此类矿床在我国分布较广, 如安徽铜陵、湖北大冶、吉林天宝山、辽宁华铜、 河北寿王坟等
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我国铜矿床主要分类
? (5)脉状铜矿床。矿石中主要矿物有黄铜矿 黄铁矿、其次为闪锌矿、方铅矿、黝铜矿、 磁黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿等,脉石以石英、 方解石、重晶石为主,其次有菱铁矿、绢云 母、绿泥石、菱锰矿等。

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我国铜矿床储量及主要矿山
? 我国现有铜矿资源保有储量1915万t,基础储 量3042万t,资源量3177万t,总量6218万t,在 世界上排名第7位。 ? 国内主要的大型铜矿有江西德兴铜矿,云南 易门矿物局,山西中条山,安徽铜陵,湖北铜 绿山及封山铜矿等,共占到全国总资源的65. 2%。 ? 从已探明铜的储量来看,我国可利用的高品 位矿石数量相对较少。
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我国铜矿资源情况
? “贫,杂,氧,难”即为当今我国铜矿资源情况 的最好概括。 ? 目前国内许多开采品位为0.5%~0.4%,个别 大型露采矿山的边界品位降到0.2%,以后铜 矿的开采品位可能会降到0.25%, 边界品位 降到0.1%,一些含铜高的岩石也就可能成为 工业矿石了,我国铜矿的平均品位仅为0.87%。

89

铜矿选矿方法
针对不同的矿石类型一般采用不同的选矿方法: ? 单一硫化矿石常用浮选法; ? 针对多金属硫化矿石,不同的矿石组分特性分别 采用不同的选别方法包括混合浮选法、优先浮 选法、混合优先浮选法、浮选和重选联合选矿 法、浮选和磁选联合选矿法,以及浮选和湿法冶 炼联合处理等; ? 氧化矿石选矿一般用浮选与湿法冶炼联合处理 或用离析法与浮选联合处理;

90

浮选处理铜硫矿石
? 浮选处理铜硫矿石的选矿流程变化多样,概 括起来有: 优先浮选,混合浮选,等可浮, 部 分优先浮选- 混合浮选,快速浮选,分布优先 浮选,部分混合浮选,异步混合浮选等。

左图为硫化铜浮选 右图为硫铜矿石
91

氧化铜矿的浮选
? 氧化铜矿的浮选包括直接浮选法和间接浮选 法。 ? 直接浮选法主要是用于处理矿物组成简单, 性质不复杂的氧化铜矿石。 ? 间接浮选法是指通过添加硫化剂使氧化铜矿 硫化,然后再用普通硫化铜矿浮选。

92

氧化铜矿石

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铜矿物的浮选药剂
? 常见的捕收剂是黄药类,用量在30~100g/t 左右,以石灰为调整剂,黄铁矿含量低时pH值 为8~9,黄铁矿高时pH值要大于11.0,但大量 的石灰会影响硫化物矿石中伴生金银的回收。 优良的起泡剂可在不增加成本的情况下,提 高铜的回收率。

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异戊基黄原酸钠
? 异戊基黄原酸钠是一种强捕收剂,主要应用 于需要捕收力强而不需要选择性的有色金属 矿物的浮选。它是浮选氧化了的硫化矿或氧 化铜矿和氧化铅矿(经过硫化钠或硫氢化钠 进行硫化)的良好捕收剂。

95

新型鳌合捕收剂B130
? 邱允武等研究利用新型鳌合捕收剂B130,以 含孔雀石为主的大冶铜绿山难选氧化铜矿石 为研究对象, 鳌合捕收剂B130浮选难选氧化 铜矿石是有效的,在铜精矿品位相当的情况 下,铜回收率较常规硫化- 黄药法可提高10% 左右,且有利于金的浮选。

96

氧化铜矿螯合型浮选捕收剂BJ-60
? 北京矿冶研究总院研制的氧化铜矿螯合型浮 选捕收剂BJ-60,粗选试验表明,采用BJ - 60 为捕收剂浮选含铜为2.14%的氧化矿,与以丁 黄药为捕收剂对比,铜的回收率提高了10. 5% ,且铜精矿品位也有提高。

97

鳌合捕收剂一般用于浮选氧化铜矿石,其 表现在: ? (1) 作为氧化铜矿物浮选的鳌合活化剂, ? (2) 直接代替常规捕收剂浮选氧化铜矿物, ? (3) 鳌合捕收剂+中性油组成一种新的捕收 体系浮选氧化铜矿石。

98

新型的730E起泡剂
? 刘述中等研究的用新型的730E起泡剂对汤丹 铜矿的氧化铜矿,高结合率氧化铜矿和碳质 斑岩铜矿3种样进行实验研究, 研究结果显 示730E新型起泡剂与2 #油相比,回收率分别 提高了3.26%, 1.45%和2.84%。

99

新型起泡剂W-701
? 新型起泡剂W-701的起泡性能良好,生产应用 中泡沫层稳定、流动性好、易操作、可减少 细泥对浮选的干扰,且该泡沫对Cu及伴生Au、 Ag有较强的吸附能力,处理铜录山低品位、 高含泥、高结合率、高氧化率的难选氧化铜 矿石的工业试验研究表明:与使用2号油起泡 剂相比,铜精矿中Cu、Au、Ag的品位分别提 高了5.41%, 4.78g/t, 25.3g/t,相应回收率 分别提高了7.7%, 4.03%, 6.96%。
100

湿法提铜
? 湿法炼铜主要是通过用溶剂浸出铜矿石或精 矿,而后从浸出液中提取铜,主要过程包括浸 出、溶剂萃取和电积工序。 ? 湿法提铜工艺自20世纪80年代末引入后,在 国内得到了广泛的应用,特别是针对露天矿 离的废矿石和低品位氧化铜矿石等常规选矿 方法无法解决的难选问题。

101

湿法提铜
? 浸出方式目前主要包括堆浸法、地下溶浸、 搅拌浸出以及生物浸出。 ? 堆浸法广泛用于处理未破碎或粗碎的含铜废 矿、尾矿及贫矿。

102

铜矿原地爆破浸出湿法提铜技术
? 山西铜矿峪地下溶浸采场及电积铜厂是迄今 为止,我国应用原地爆破溶浸湿法提铜技术 最成功的示范企业之一。

103

铜矿原地爆破浸出湿法提铜技术
? 矿石性质 山西铜矿峪铜矿5#矿体东部属低品位氧 化铜矿中,铜矿物主要为孔雀石,其次为蓝铜 矿、赤铜矿、黑铜矿,少量为硅孔雀石、辉 铜矿、斑铜矿、铜蓝,并伴生少量褐铁矿、 赤铁矿和磁铁矿。自由氧化铜占0.54%,结 合氧化铜占0.44%。

104

铜矿原地爆破浸出湿法提铜技术
关键技术 ? 控制爆破技术(控制爆破的粒度,采场爆破后,矿
石块度-196.3mm占80.7%,矿石粒级分布较合理,堆积密 度适宜,满足浸矿工艺的块度要求)

? 防渗漏技术(采用注浆防渗和导流孔导流相结合的 技术) ? 布集液技术(为了保证溶浸采场的均匀受浸和铜浸
出液的充分收集,生产中采用钻孔注液与导流孔导流相 结合的布液集液技术方案。)
105

铜矿原地爆破浸出湿法提铜技术
意义 ? 原地爆破溶浸湿法提铜技术的浸出- 萃取电积各工艺之间形成了闭路循环,对周边环 境污染极小。 ? 该项技术有效解决了资源开发与环境污染之 间的予盾,为我国低品位难选氧化矿的经济 有效开采开辟了一条新途径,其应用发展前 景广阔。
106

铜矿的选矿技术进展
? 铜矿选矿的发展方向 铜矿的选别技术的发展离不开设备的支 持,由于铜矿石的品位相比铁矿石来说比较 低,矿石的处理量比较大,因此大型、节能型、 高效能的选别设备是提高铜精矿品位,提高 铜矿山经济效益的一种途径。

107

含铜金精矿浮选分离技术
? 国内的金精矿氰化提金技术在近20年里得到 了发展,但对含铜在1%~5%的金精矿直接氰 化却是一项技术难题。 ? 主要的难点在于氰化提金时铜矿物对氰化指 标的影响和伴生有价铜矿物的综合回收。

108

含铜金精矿浮选分离技术
? 传统的金铜分离流程,一般采用添加大量石 灰,在高pH条件下,浮铜抑硫。这主要是基于 原矿中黄铁矿是主要的载金矿物。 ? 但经两次磨矿后,铜矿物、金矿物大部分以 单体单体解离,黄铁矿已不再是主要的载金 矿物,金矿物良好的可浮性,对硫的抑制,已 不能达到金铜分离的目的。

109

浮选药剂的选择
? 捕收剂:采用硫氨脂作铜矿物捕收剂, ? 调整剂:石灰作矿浆pH值调整剂,并对中矿 在较高pH值条件下进行分选的开路流程,可 较好的分离金矿物和铜矿物,其流程的各项 指标也易于控制。

110

浮选药剂的选择
? 各种药剂的选择应考虑其后氰化提金流程的要 求。因金精矿入浸前要浓缩,部分液相弃之,故 不能采用溶解金银的药剂。 ? 部分药剂随浓缩后的放浆一起进入氰化系统,所 以,能促进氰化物分解及消耗的药剂少用或不用。 ? 应选择对铜矿物有选择性的捕收剂和对氰化过 程有利的药剂,如调整剂用石灰较好,一是价格 低来源广,二是一定程度上起预先碱浸的作用。

111

含铜金精矿浮选分离技术
? 应根据实际情况对铜金分离流程的进行合理 选择。 ? 采用合理的捕收剂对其进行分选。矿浆pH值 增大,硫氨脂捕收铜矿物能力增大,有利于降 低金精矿含铜。将含铜金精矿分为含铜高的 金精矿和含铜低的金精矿。 ? 高铜金精矿可以采用焙烧-酸浸-萃取电积 提铜工艺后氰化提金。 ? 低铜金精矿可以直接氰化提金。
112

我国铅锌矿选矿技术现状
? 我国的铅锌矿产资源十分丰富,其中铅的基础储 量达到1248万t,资源储量3757万t;锌的基础储 量达到3763万t,资源储量9267万t ,仅次于澳大 利亚和美国位居世界第三位。 ? 据有色协会统计,2005年全国铅锌产量分别达到 238万t、271万多吨,占世界总产量的32.55%、 26.3%。当年铅锌消费量分别为202万t、315万t, 占世界总消费量的26%、30% ,在全球铅锌产业 链中处于重要地位。

113

我国铅锌矿产资源特征
? 一是矽卡岩型铅锌矿床,为铅锌矿床重要类型之 一。矿石中铅锌品位高,并伴生有可供综合利用 的金属。 ? 二是热液脉状铅、锌矿床,产于各种岩石的构造 裂隙中,成矿作用以充填为主,矿体呈脉状,矿体 品位高,分布广泛,但矿床规模变化较大。 ? 三是黄铁矿型铅锌矿床,这种矿床与含铜黄铁矿 型矿床的特征相同,只是含铅锌多些。

114

? 四是碳酸盐岩层中热液交代铅锌矿床,以交代作用 为主。矿石组成以方铅矿、闪锌矿为主,并有石英、 方解石、萤石和重晶石等伴生矿物可供综合回收利 用 ? 五是碳酸盐岩层中层状铅锌矿床,产于灰岩和白云 岩中。矿体多为层状,矿化现象一般都是浸染状。 矿石矿物组成主要有方铅矿、闪锌矿,有时有黄铜 矿, 脉石矿物主要为方解石。矿石中铅锌含量不高, 但矿床规模往往较大。

115

铅锌矿山

银山铅锌矿

可可塔勒铅锌矿

116

铅锌矿选矿厂

117

硫化铅锌矿
? 我国铅锌矿产资源的特性,促进了铅锌矿选 矿技术的发展。目前国内的铅锌工业矿物中, 主要包括氧化铅锌矿及硫化铅锌矿。 ? 具有工业应用价值且占有重要比重的硫化铅 锌矿以方铅矿( PbS) 和闪锌矿(ZnS) 为主。

闪锌矿

方铅矿
118

硫化铅锌矿
硫化铅锌矿选矿常用的药剂有: ? (1) 黄药类,包括黄药和黄药酯类,用来作为 硫化铅锌的捕收药剂; ? (2) 乙硫类,譬如乙硫氮。对方铅矿、黄铜 矿的捕收能力强,对黄铁矿弱些; ? (3) 黑药类,黑药也是硫化矿的良好捕收剂, 能力比黄药弱些,但黑药具有一定的起泡性 能,常见的有25号黑药,丁铵黑药,胺黑药等; ? (4) 石灰作为常用的抑制剂,
119

闪锌矿抑制剂
? 氰化物可以强烈的抑制闪锌矿。 ? 此外硫酸锌、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、硫化 钠等都可以抑制闪锌矿的浮选。 ? 亚硫酸、亚硫酸盐、SO2气体,起作用的实际 是HSO3- ,主要用于抑制黄铁矿和闪锌矿,被 抑制的闪锌矿可以通过添加CuSO4进行活化。

120

铅锌氧化矿
? 具有工业意义的氧化铅矿主要有白铅矿 (PbCO3)和铅矾(PbSO4),白铅矿产于铅锌矿床 氧化带,是方铅矿氧化成铅矾后,再受碳酸水 溶液作用而形成的。 ? 常见的白铅矿以白色无色为主,共生有方解 石、重晶石、方铅矿、铅矾和钼铅矿,一般 白铅矿区都富含丰富的银矿。

121

铅锌氧化矿
? 氧化铅矿物都比较容易硫化。 ? 因此处理该类氧化物一般经硫化后再用黄药 或黑药为捕收剂,硫化前通常要经过脱泥处 理,以去除粘土、氢氧化铁及其他泥质物质, 也可以通过添加水玻璃等分散剂以克服矿泥 的有害影响。 ? 硫化剂,通常通过硫化钠或硫氢化钠将氧化 铅锌矿硫化后用黄药捕收。
122

铅锌氧化矿
? 主要的氧化锌矿物有菱锌矿(ZnCO3) 和异极矿 (H2Zn2SiO5) 。 ? 对氧化锌矿的处理主要有通过加温硫化,在氧化锌 表面形成硫化锌胶质沉淀,硫化后用硫酸铜活化加 黄药进行浮选。 ? 此外还可以通过脂肪胺法来浮选氧化锌,由于矿泥 对胺类药剂有显著的影响使浮选过程选择性大大降 低,因此,必须进行预先脱泥或采用分散剂以克服矿 泥不良影响。 ? 捕收剂,脂肪胺盐类或油溶性盐来捕收氧化锌矿
123

铅锌矿浮选原则
? 混合铅锌矿物原则流程一般是先浮选硫化物 再浮选氧化物,或先浮选铅再选锌。先浮易 浮矿后浮难浮矿的等可浮流程。

124

国内处理铅锌矿的工艺流程
目前,国内处理铅锌矿的工艺流程有: ? 全电位控制浮选(先后在凡口铅锌矿、南京铅 锌银矿、青海锡铁山铅锌矿等数家铅锌选矿厂 应用) ? 全浮选工艺流程 ? 硫化浮选工艺法 ? 重选-浮选工艺 ? 改性胺浮选法 ? 螯合捕收剂浮选法
125

国内处理铅锌矿的工艺流程
? ? ? ? ? ? 浸(氨浸、酸浸)出-浮选 快速浮选 分支串联浮选 异步混合浮选 部分快速优先浮选 选冶联合等工艺

126

氧化铅锌矿脱泥方法
我国氧化铅锌矿的浮选最主要的难题就是矿 泥的问题。目前采用的脱泥方法有: (1)矿石预处理工艺(通过水力旋流器分级脱泥) (2)添加分散剂(水玻璃、碳酸钠、六偏磷酸钠) (3)分段分批加药(避免一次性加药被矿泥吸附) (4)采用较稀的矿浆浓度(减少粘性及其在粗粒 表面的覆盖)

? ? ? ?

127

生产实例:云南兰坪铅锌矿
? 云南兰坪铅锌矿位于兰坪县城西北18km 处, 是我国迄今探明储量最大的铅锌矿床,也是 亚洲第一、世界第四大铅锌矿床。 ? 现已探明的金属储量达(Pb+Zn)1553多万t, 矿区共生、伴生有镉、铊、天青石(规模均 为大型,储量位居中国前列)及银、硫、石膏 等多种有用矿产。

128

工艺流程描述
? 兰坪铅锌矿架崖山矿(主要含氧化锌) 采用三段碎 矿一段闭路磨矿工艺对原矿进行处理。 ? 原矿粗碎后进行洗矿筛分,粒度大于5mm的进入二段 中碎,小于5mm的进入洗矿分级,分级后大于0.5mm 的进入中碎,小于0.5mm的进入浓密池;中碎产品筛 分分级,大于23mm的再进行闭路细碎,小于23mm 的 进入粉料仓;粉料仓物料再经过格子型球磨机进行 细磨,磨矿产品经过水力旋流器分级后进入浮选,将 碎至80%-200目的矿物进入浮选工艺。

129

工艺流程描述
? 有用矿物先进行铅的浮选,经过一粗一扫三 精选别出铅精矿,接着进行一粗一扫二精选 别出硫精矿,然后在经过一粗二扫三精选别 出硫化锌精矿,对扫选尾矿再经过两段脱泥 后进行氧化锌的浮选,经过二粗二扫三精浮 选后得到氧化锌精矿。 ? 兰坪铅锌矿的主要问题是矿石的泥化问题, 合适的磨矿粒度以及如何在浮选过程中脱去 大量的矿泥是兰坪铅锌矿急需解决的问题。
130

药剂制度
? 浮选硫化矿采用碳酸钠、硫酸铜、丁基黄药、 松醇油等药剂 ? 浮选氧化锌采用六偏磷酸钠、硫化钠、TA、 BK、松醇油等

131

生产实例:广东凡口铅锌矿
凡口铅锌矿位于广东省韶关市北东48 km 处,铅锌矿锌储量549. 28 万t ,铅储量279. 9 万t ,铅锌品位分别为4.89%、9.12% ,铅 锌储量在国内排名仅次于云南兰坪,而品位 则位居国内铅锌矿之首,是国内综合质量最 优的铅锌矿,且富含银、汞、镉、锗、镓等 伴生稀贵金属,属铅锌银镓锗矿。

132

工艺流程描述
? 目前凡口采用三段闭路磨矿,高碱电位调控 快速分支浮选。 ? 原矿经过一段磨矿磨至-74μm84%时,85%的 铅锌矿物都实现了单体解离,进行螺旋分级, 再旋流分级将这部分铅矿物进行快速粗选, 粗选精矿再经过三次精选后得到高精铅矿, 将旋流器分选的尾矿再进行闭路磨矿。

133

工艺流程描述
? 快速粗选后的尾矿再进行一次粗选,再进行旋流分 极,分级后的粗选精矿经过5次精选后得到高精铅矿, 分级后尾矿再经过一段闭路磨矿 ? 铅粗选后的尾矿再进行扫选,扫选精矿返回上段粗 选,扫选后的尾矿进行锌的快速粗选,所得精矿再经 过两次快速精选,得到高锌精矿,尾矿返回上段快速 粗选 ? 快速粗选后的尾矿再进行锌的粗选,粗选后的精矿 再经过4 次精选,尾矿再进行2 次扫选,扫选精矿返 回上段粗选,尾矿浓密后再选硫。
134

药剂制度
? ? ? ? ? 捕收剂:乙硫氮与丁基黄药(1∶1) 抑制剂:PS抑制黄铁矿 pH值:控制在12.5左右 活化剂: Cu2SO4 抑制剂:石灰 选铅后用Cu2SO4作活化剂,丁黄药作捕收 剂,石灰作抑制剂来浮选锌精矿。
135


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