摘 要

铜及其合金是非常重要的金属材料。铜在自然界主要以硫化矿和氧化矿形式存在，其中最主要的是硫化矿。氧化矿则是由硫化矿的缓慢氧化变质而生成的。但大部分氧化铜都存在难处理的情况，所以提高氧化铜矿物回收指标是非常重要的。

论文主要研究了应用新捕收药剂W-1替换原捕收剂Mos-2以提高铜精矿品位的效果；在铜硫分离段加入新捕收剂PB-1，提高硫化效果；采取新药剂新流程对比原药剂原流程铜回收率效果。

研究结果表明：应用新捕收药剂W-1和硫化药剂PB-1虽然不能提高回收率，但可以提高铜精矿品位并降低铜精矿中硫含量，提升铜精矿品质；新药剂新流程相比原药剂原流程回收率提高了4.88个百分点。

关键词：铜矿；浮选工艺；浮选药剂；闭路流程。

Abstract

Copper and its alloys are very important metal materials. Copper exists in nature as copper sulfide minerals and copper oxide minerals, The most important of these is the sulfide ore. Oxidation ore is produced by the slow oxidation and deterioration of sulfide ore. However, most copper oxides are difficult to deal with,efficient recovery of Copper concentrate is the key.

This paper mainly studies the effect of replacing the original collector Mos-2 with the new collection agent W-1 to improve the grade of copper concentrate; The new collector PB-1 was added to the copper and sulfur separation section to improve the vulcanization effect; The recovery rate of copper in the original process was compared by using the new reagent and the new process.

The results show:The application of new collector Mos-2 and vulcanization agent PB-1 can not improve the recovery rate,but it can improve copper concentrate grade and reduce sulfur content in copper concentrate and improve copper concentrate quality. The recovery rate of the new reagent and the new process is 4.88% higher than that of the original process.

Key words:Copper mine;Flotation process;Flotation reagent;Closed circuit flow.

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1铜的性质与用途 1

1.1.1铜的性质 1

1.1.2铜的用途 1

1.2铜的资源现状 1

1.2.1我国铜矿的资源现状 1

1.2.2国外铜矿的资源现状 2

1.3铜矿的选别研究现状 3

1.3.1浮选法 3

1.3.2重选法 3

1.3.3磁选法 4

1.3.4电选法 4

1.4试验研究的目的意义和主要内容 5

1.4.1试验研究的目的意义 5

1.4.2试验研究的主要内容 5

第2章 试验设备药剂和研究方法 6

2.1实验设备 6

2.2实验药剂 6

2.3矿石性质测试方法 6

2.4实验研究方法 6

第3章 原矿性质特征分析 7

3.1原矿筛析 7

3.2多元素分析 7

3.3原矿物相分析 8

第4章 药剂条件试验 9

4.1原药剂条件试验 9

4.1.1粗选段石灰用量条件试验 9

4.1.2粗选段捕收剂Mos-2 用量条件试验 10

4.1.3粗选段起泡剂JT2000用量条件试验 11

4.1.4铜硫分离石灰用量条件试验 12

4.1.5铜硫分离捕收剂Mos-2 用量条件试验 13

4.1.6精选段石灰用量条件试验 15

4.2新药剂条件试验 16

4.2.1粗选段新型捕收剂用量条件试验 16

4.2.2粗选段石灰用量条件试验 19

4.2.3粗选段起泡剂JT2000用量条件试验 20

4.2.4粗选段硫化剂PB-1用量条件试验 21

4.2.5铜硫分离石灰用量条件试验 22

4.2.6铜硫分离硫化剂PB-1 用量条件试验 24

4.2.7铜硫分离捕收剂W-1用量条件试验 25

4.2.8精选段石灰用量条件试验 27

4.3中矿筛分及分析 28

4.3.1粗选段中矿分析 28

4.3.2铜硫分离段中矿分析 30

第5章 闭路浮选试验 32

5.1原药剂原流程闭路浮选试验及筛析 32

5.1.1原药剂原流程闭路浮选试验 32

5.1.2原药剂原流程闭路筛析结果 35

5.2新药剂原流程闭路浮选试验及筛析 35

5.2.1新药剂原流程闭路浮选试验 35

5.2.2新药剂原流程闭路筛析结果 39

5.3新药剂新流程闭路浮选试验及筛析 39

5.3.1新药剂新流程闭路浮选试验 39

5.3.2 新药剂新流程闭路筛析结果 43

第6章 结论 44

参考文献 45

致谢 47

第1章 绪论

1.1铜的性质与用途

1.1.1铜的性质

铜的物理性质：铜是紫红色金属,是一种过渡元素,铜的密度为8.96g/cm³。纯铜为柔性较高的的金属, 它具有良好的延展性和高导电性。在热导率和导电率方面，铜在所有金属中仅次于银。,因此，铜很易加工用做很多电气、电子材料,也可以作为建筑材料使用。铜很容易与许多元素形成合金。铜合金具有低电阻率和优良的机械性能。铜锡合金（青铜）、铜锌合金（黄铜）和铜镍合金（青铜）都是非常重要的铜合金。^[1]。

铜的化学性质：铜不是很活泼，在室温下不与氧反应，但是在潮湿的空气中与二氧化碳反应，形成一层铜绿（碳酸铜）；在加热或高温下产生化合反应。此外，铜不溶于稀硫酸和盐酸，但在含氧化剂的硝酸或盐酸中，铜可通过这些溶液的氧化溶解。除此之外，铜还可以溶于氨水^[16]。

铜在地壳中的含量仅有0.01%，在个别矿床中铜的含量可以达到3%~5%，常常也可以形成富集矿床，便于开采和利用。自然界中，铜大多以硫化矿和氧化矿存在。^[23]

1.1.2铜的用途

铜是人类最早发现和使用的金属之一。

铜及其合金被广泛使用。在有色金属中，铜的消耗量和产量仅次于铝。最大数量的铜用于电力传输、电力和电子工业。据数据显示，世界近一半的铜生产都消耗在电力行业。军用铜用于制造冷凝器管、子弹、壳体、热交换器和各种仪器的弹性元件。也可用于制造管道、阀门、轴承、套管、泵、医疗器械、光学仪器、高压蒸汽设备、装饰材料、金属艺术品及各种家用电器。^[2,15]。

1.2铜的资源现状

1.2.1我国铜矿的资源现状

资料显示，斑岩铜矿在世界铜矿储量中占据近百分之六十比例，砂岩铜矿占百分之二十五，含铜黄铁矿仅占百分之五，其他类铜矿占百分之十左右。

中国虽然固有地大物博、幅员辽阔的美称，但是国内高品位矿石存在稀少，主要是因为虽然我国总体铜矿储量很高，但是人口过多，导致我国人均铜矿占有量很低，我国铜矿行业的发展受到了严重的影响。资料显示，目前，我国已探明铜矿床913个，共有6218万吨，铜矿资源经济可采集储量占据全球的3.4%，它在世界上排名第七。我国铜资源分布相对集中，存在明显的区域差异，41.3%分布在西南地区，49.6%分布在华中地区，而东部沿海地带仅占9.1%。中国矿床存在“中小型矿床多，大型超大型矿少”；“贫矿多，富矿少”；”共生矿多，单一矿少”的特点，因此，虽然我国的铜矿资源已勘察清楚的储量基数较大，但是经济可采集储量却相对较少^[3]。

表1.1 全球及主要铜资源国家2012--2017年铜矿资源储量表

表1.2 2012--2017年中国铜矿资源查明资源储量

根据表1.1表1.2可以看出，2012-2017年，我国的铜矿资源查明储量一直都在逐年递增，在2016年甚至是首次突破了一亿吨，从2012年到2017增加了约1570万吨，增幅达17.4%。但是，经济可采的基础储量自2016年开始下降，2012年到2017年下降了300万吨，降幅达到10%，中国也是全球铜矿资源经济可采储量唯一出现下降的国家^[4]。

随着经济的飞速发展，我国对于矿石的需求量愈发的大，铜及其合金更是国民经济建设中不能缺少的战略资源，然而，中国的铜资源极为稀缺。我国65%的铜资源是进口的，对铜资源进口的依赖性逐年增加。因此，有效合理地开发铜资源具有重要的社会意义。

1.2.2国外铜矿的资源现状

全球铜矿资源非常丰富，但主要集中在南美以及澳洲，铜矿的分布情况很不均匀，智利是其中全球铜矿储量最大的国家。

据USGS（美国地质调查局）和IGGS（国际铜业研究组织）发布的调查数据显示，2017年全球铜矿资源探明储量约8亿吨，智利占了其中2.1亿吨，占全球铜矿资源探明储量的26.6%，位居全球第一；澳大利亚约8800万吨，占全球铜矿资源储量的11.1%，排名智利之后。随着全球勘察投入逐年减少，全球铜矿资源储量增速减缓，2001-2011年，全球铜矿资源储量从3.4亿吨增至6.9亿吨，增幅达到102.9%，增长最为突出的是澳大利亚和秘鲁，分别增长至原来的8.6倍和4.7倍；而2012-2012年，全球铜矿资源储量从6.8亿吨增加到7.9亿吨，增幅仅为16.2%；增加的储量主要有：墨西哥增长21%，美国增长15.4%，智利增长10.5%，秘鲁增长8%，澳大利亚增长2.3%等，而中国则出现了10%的负增长^[4]。

1.3铜矿的选别研究现状

在自然界中，硫化矿和氧化矿是铜的主要形式，主要以硫化矿的形式存在。随着硫化矿的缓慢氧化和变质，它们变成了氧化矿。据资料显示，几乎所有的铜矿石在某种状态下都有一些铜氧化物嵌入脉石矿物表面，或形成同构化学体，或以机械方式成为矿石包裹体，或呈吸附的杂质（如孔雀石常以微粒和泥粒分散或集合体沿白云石或石英结晶颗粒间隙或晶体表面、解离、裂理分布，呈现细网状等），所以无论是用机械方法将矿石磨碎到技术上可能达到最细的磨矿细度，还是用化学方法都不能使这部分铜分离出来^[5]。而对于矿石资源这种一次性资源的开发利用已经引起社会各界的高度重视，所以，如何选别和开发利用铜矿资源成为了研究的重点^[21,22]。

1.3.1浮选法

类似孔雀石、蓝铜矿这类难处理氧化铜矿的主要处理方法依然是浮选法，根据氧化铜矿的不同捕收剂和性质，将其浮选方法分为直接浮选法和阶段硫化矿浮选法。但在氧化铜的浮选作业中，直接浮选法并不能取得较好的结果，即使有些研究取得较好结果，但是由于分离困难等各种原因未能得到广泛应用。

因此，硫化物浮选是难选氧化铜和混合矿物的主要浮选方法，对以赤铁矿、蓝铜矿和孔雀石为主的氧化铜矿石可获得良好的指标^[6,18]。

由于氧化铜矿物的分子结构亲水性很强，在矿浆中吸引水偶极子使水偶极子在矿物表面形成定向排列水化膜，进而导致捕收剂很难吸附到矿物表面，而加入硫化剂可以使氧化矿物的表面产生根本的变化。硫化物浮选的主要过程是在细氧化铜矿中加入硫化物进行硫化，黄药捕收剂进行浮选。氧化铜矿石经硫化后表面形成一层硫化铜膜，使硫化铜矿物表面具有表面性质。之后，收集器将添加到浮选中^[7,10]。

1.3.2重选法

一般来说，重选的本质是松散——分层和输送——分离的过程。根据工作原理的不同，重选可分为跳汰选矿、重介质选矿、溜槽选矿、摇床选矿、风压分级法等。^[12]。

其中跳汰选矿以及摇床选矿是最重要以及选别细粒度物料应用最广泛的两种重选法。

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