浸出黄铜矿工艺,浮选原则流程是什么?
浮选,漂浮选矿的简称,是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同,按矿物可浮性的差异进行分选的方法。 利用矿物表面的物理化学性质差异选别矿物颗粒的过程,旧称浮游选矿,是应用最广泛的选矿方法。几乎所有的矿石都可用浮选分选。如金矿、银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿、镍黄铁矿等硫化矿物,孔雀石、白铅矿、菱锌矿、异极矿和赤铁矿、锡石、黑钨矿、钛铁矿、绿柱石、锂辉石以及稀土金属矿物、铀矿等氧化矿物的选别。石墨、硫黄、金刚石、石英、云母、长石等非金属矿物和硅酸盐矿物及萤石、磷灰石、重晶石等非金属盐类矿物和钾盐、岩盐等可溶性盐类矿物的选别。浮选的另一重要用途是降低细粒煤中的灰分和从煤中脱除细粒硫铁矿。全世界每年经浮选处理的矿石和物料有数十亿吨。大型选矿厂每天处理矿石达十万吨。浮选的生产指标和设备效率均较高,选别硫化矿石回收率在90%以上,精矿品位可接近纯矿物的理论品位。用浮选处理多金属共生矿物,如从铜、铅、锌等多金属矿矿石中可分离出铜、铅、锌和硫铁矿等多种精矿,且能得到很高的选别指标。 浮选适于处理细粒及微细粒物料,用其他选矿方法难以回收小于10μm 的微细矿粒,也能用浮选法处理。一些专门处理极细粒的浮选技术,可回收的粒度下限更低,超细浮选和离子浮选技术能回收从胶体颗粒到呈分子、离子状态的各类物质。浮选还可选别火法冶金的中间产品,挥发物及炉渣中的有用成分,处理湿法冶金浸出渣和置换的沉淀产物,回收化工产品(如纸浆,表面活性物质等)以及废水中的无机物和有机物。 浮选原则流程,又称骨干流程,指出处理矿石的原则方案。其中包括段数、循环(又叫回路)和矿物的浮选顺序。1.段数。段数是指磨矿与浮选结合的数目,一般磨一次浮选一次叫一段。矿石中常常不止一种矿物,一次磨矿以后,要分选出几种矿物,这种情况还是叫一段,只是有几个循环而已。矿物嵌布粒度较细,进行两次以上磨矿才能进行浮选,而两次磨矿之间没有浮选作业,这也称一段。一段流程只适用于嵌布粒度较均匀、相对较粗且不易泥化的矿石。多段流程,是指两段以上的流程。多段流程的种类较多,其主要由矿物嵌布粒度特性和泥化趋势决定。2.循环。循环也称回路。通常以所选矿物中的金属来命名。3.矿物的浮选顺序。矿物石中矿物的可浮性、矿物之间的共生关系等因素与浮选顺序有关
請问重晶石矿的相关知识?
重晶石是钡的最常见矿物,它的成分为硫酸钡。产于低温热液矿脉中,如石英-重晶石脉,萤石-重晶石脉等,常与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辰砂等共生。我国湖南、广西、青海、江西所产的重晶石矿床多是巨大的热液单矿物矿脉。重晶石亦可产于沉积岩中,呈结核状出现,多存在于沉积锰矿床和浅海的泥质、砂质沉积岩中。在风化残余矿床的残积粘土覆盖层内,常成结状、块状。
中文名
重晶石
外文名
Barite
化学成分
硫酸钡为主,可能含有钙等杂质
重晶石是一种很重要的非金属矿物原料,具有广泛的工业用途。
1.钻井泥浆加重剂:在一些油井、气井钻探时,一般使用的钻井泥浆、粘土比重为2.5左右,水的比重为1,因此泥浆比重较低,有时泥浆重量不能与地下油、气压力平衡,则造成井喷事故。在地下压力较高的情况下,就需要增加泥浆比重,往泥浆中加入重晶石粉是增加泥浆比重的有效措施。做钻井泥浆用的重晶石一般细度要达到325目以上,如重晶石细度不够则易发生沉淀。钻井泥浆用重晶石要求比重大于4.2,BaSO4含量不低于95%,可溶性盐类小于1%。
2.锌钡白颜料:锌钡白是一种常用的优质白色颜料,可作为油漆、绘画颜料的原料。将硫酸钡加热,使用还原剂就可还原成硫化钡(BaS),然后与硫酸锌(ZnSO4)反应得到的硫酸钡和硫化锌的混合物(BaSO4占70%,ZnS占30%)即为锌钡白颜料。制取锌钡白的重晶石要求BaSO4含量大于95%,同时应不含有可见的有色杂物。
3.各种钡化合物:以重晶石为原料可以制造氧化钡、碳酸钡、氯化钡、硝酸钡、沉淀硫酸钡、氢氧化钡等化工原料。
化学纯的硫酸钡是测量白度的标准;碳酸钡是光学玻璃的重要原料,它向玻璃中引入BaO,从而增大玻璃的折光率,并改善其它光学性能;在陶瓷中用来配制釉料;氯化钡是一种农用杀虫剂;硝酸钡用于焰火和玻璃工业中;高锰酸钡是一种绿色颜料。
4.填料工业用重晶石:在油漆工业中,重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、强度及耐久性。锌钡白颜料也用于制造白色油漆,在室内使用比铅白、镁白具有更多的优点。油漆工业用重晶石要求有足够的细度和较高的白度。
造纸工业、橡胶和塑料工业也用重晶石作填料,这种填料能提高橡胶和塑料的硬度、耐磨性及耐老化性。
橡胶、造纸用重晶石填料一般要求BaSO4大于98%,CaO小于0.36%,不许含有氧化镁、铅等成分。
5、水泥工业用矿化剂:在水泥生产中采用重晶石、萤石复合矿化剂掺入对促进C3S形成、活化C3S具有明显的效果,熟料质量得到了改善,水泥早期强度大约可提高20~25%,后期强度约提高10%,熟料烧成温度由1450℃降低到1300±50℃。重晶石掺量为0.8~1.5%时,效果最好。在白水泥生产中,采用重晶石、萤石复合矿化剂后,烧成温度从1500℃降至1400℃,游离CaO含量低,强度和白度都有所提高。在以煤矸石为原料的水泥生料中加入适量的重晶石,可使熟料饱和比低的水泥强度,特别是早期强度得到大幅度的提高,这就为煤矸石的综合利用,为生产低钙、节能、早强和高强水泥提供了一条有益途径。
6.防射线水泥、砂浆及混凝土:利用重晶石具有吸收X射线的性能,用重晶石制做钡水泥、重晶石砂浆和重晶石混凝土,用以代替金属铅板屏蔽核反应堆和建造科研、医院防X射线的建筑物。
钡水泥是以重晶石和粘土为主要原料,经烧结得到以硅酸二钡为主要矿物组成的熟料,再加适量石膏,共同磨细而成。比重较一般硅酸盐水泥高,可达4.7~5.2。强度标号为325~425。由于钡水泥比重大,可与重质集料(如重晶石)配制成均匀、密实的防X射线混凝土。
重晶石砂浆是一种容重较大、对X射线有阻隔作用的砂浆,一般要求采用水化热低的硅酸盐水泥,通常用的水泥∶重晶石粉∶重晶石砂∶粗砂配合比为1∶0.25∶2.5∶1。重晶石混凝土是一种容重较大,对X射线具有屏蔽能力的混凝土,胶凝材料一般采用水化热低的硅酸盐水泥或高铝水泥、钡水泥、锶水泥等特种水泥。硅酸盐水泥应用最广。常用的水泥∶重晶石碎石重晶石砂∶水的配合比为1∶4.54∶3.4∶0.5;1∶5.44∶4.46∶0.6;1∶5∶3.8∶0.2三种。
做防射线砂浆及混凝土的重晶石,BaSO4含量应不低于80%,其中含有的石膏、黄铁矿、硫化物和硫酸盐等杂质不得超过7%。
7.道路建设:橡胶和含约10%重晶石的柏油混合物已成功地用于停车场,是一种耐久的铺路材料。重型道路建设设备的轮胎已部分地填充有重晶石,以增加重量,利于填方地区的夯实。
8.其它:重晶石和油料调和后涂于布基上制造油布;重晶石粉用来精制煤油;在医药工业中做消化道造影剂;还可制农药、制革、制焰火等。此外,重晶石还用作提取金属钡,用作电视和其它真空管的吸气剂、粘结剂。钡与其它金属(铝、镁、铅、钙)制成合金,用于轴承制造。[1]
提纯技术
随着优质、单一型重晶石矿日益枯竭,我国绝大部分重晶石矿品位低,与其他金属矿、非金属矿紧密伴生,直接影响其在工业上的利用价值。作钻井泥浆用的重晶石加重剂一般细度要求达到-0.056mm以上,密度>4.2g/cm3,品位>95%,可溶性盐类含量98%,CaO含量<0.36%,且不许含有氧化镁、铅等有害成分。不同用途的重晶石对重晶石的纯度、白度、杂质含量的要求不同。
1.1物理提纯
重晶石的物理提纯方法主要有:手选、重选、磁选。手选的主要依据是重晶石与伴生矿的颜色和密度的区别。原矿经过粗碎后,重晶石矿物与脉石矿物能够有效解离,手选可以选出块状的重晶石。如广西象州潘村矿,用手选法可以得到粒度在30~150mm,BaSO4含量>92%的富矿。手选法简单方便易行,对设备依赖低,成本小,但对矿石要求高并且生产效率低,对资源造成极大浪费。重选是根据重晶石与伴生矿物的密度差别进行提纯。原矿经破碎、磨矿至一定粒级进入重选设备进行分选从而将脉石剔除。湖南衡南重晶石矿重选后的硫酸钡含量达92%以上,手选尾矿经重选后可以得到硫酸钡含量达84.50%的重选精矿。磁选是利用不同矿石之间磁性的差异,在磁力的作用下进行选别的方法。磁选主要来除掉一些具有磁性氧化铁类矿物如菱铁矿,通常与重选联合使用,以降低重晶石精矿中铁的含量。
1.2化学提纯
1.2.1浮选法提纯
随着高品位易选重晶石矿的不断开发利用,急待加大对低品位重晶石矿开发研究的力度。重晶石常与萤石、方解石、石英等矿物紧密伴生,品位低、嵌布粒度细、成分复杂,传统重选工艺难以使其有效分离。浮选可以适应各种复杂嵌布类型的重晶石,因而成为现阶段重晶石选别的主要方法。捕收剂是决定重晶石矿物能否有效分离的关键,常用的捕收剂根据吸附形式可以分为三种:①以化学吸附为主的阴离子捕收剂;②以物理吸附为主的阳离子捕收剂;③介于两者之间的两性捕收剂。根据重晶石与萤石的分离过程可分为两种:一种是抑制重晶石浮选萤石;另一种是抑制萤石浮选重晶石。
1.2.2煅烧提纯
矿物煅烧过程表现为受热离解为一种组成更简单的矿物或矿物本身发生晶型转变,由一种固相热解为另一种固相和气相的物理变化过程。由于重晶石矿物在成床过程中混入Fe2O3、TiO2、有机质等杂质,这些杂质会使重晶石发灰、发绿及发青等,从而影响重晶石的纯度和白度,严重降低重晶石的使用价值。煅烧可使有机质挥发,煅烧除杂主要适用于去除能够在高温下吸热分解或挥发的杂质。
1.2.3浸出提纯
浸出提纯主要是用于除掉重晶石中的碳及有色杂质。它们的存在影响重晶石精矿的白度及应用前景。除掉这些杂质的主要方法有:酸浸法、氧化—还原法、有机酸络合法。酸浸法是利用酸与矿物中的杂质金属或金属氧化物进行反应,生成可溶于水或稀酸的化合物,经洗涤过滤,将可溶物去除,可以达到提纯的目的。雷绍明等将湖北某重晶石矿经过浓硫酸浸出后,可以使重晶石粉的白度从84.10%提高到88.60%。氧化—还原法首先加入氧化剂使矿物中伴生的金属化合物溶解,并氧化重晶石中的致色有机物,再加入还原剂将Fe还原成Fe,使其溶解,达到除杂增白、提高矿物品位的目的。有机酸络合法是在除铁过程中添加有机酸如EDTA、抗坏血酸、柠檬酸、草酸等,这类酸能溶解铁氧化物,并形成络合物,达到很好的除铁效果。
重晶石经过基本提纯后可以满足生产初级钡盐的要求,但部分精细和专用化产品仍无法生产,还需依赖进口。需要对重晶石的开发做进一步探索。[2]
主要用途
重晶石属于不可再生资源,是中国的出口优势矿产品之一,广泛用于石油、天然气钻探泥浆的加重剂,在钡化工、填料等领域的消费量也在逐年增长。中国重晶石资源相当丰富,分布于全国21个省(区),总保有储量矿石3.6亿吨,居世界第1位。在医疗上可用于消化系统中造影剂。
石油钻探油气井旋转钻探中的环流泥浆加重剂冷却钻头,带走切削下来的碎屑物,润滑钻杆,封闭孔壁,控制油气压力,防止油井自喷,化工生产碳酸钡、氯化钡、硫酸钡、锌钡白、氢氧化钡、氧化钡等各种钡化合物这些钡化合物广泛应用于试剂、催化剂、糖的精制、纺织、防火、各种焰火、合成橡胶的凝结剂、塑料、杀虫剂、钢的表面淬火、荧光粉、荧光灯、焊药、油脂添加剂等。玻璃去氧剂、澄清剂、助熔剂增加玻璃的光学稳定性、光泽和强度,橡胶、塑料、油漆填料、增光剂、加重剂、建筑混凝土骨料、铺路材料重压沼泽地区埋藏的管道,代替铅板用于核设施、原子能工厂、X光实验室等的屏蔽,延长路面的寿命。
供需形势
中国重晶石年供应总量250~300万吨,全部来源于国内自产。国内重晶石年消费量约120~130万吨,其中用于油气勘查的70~80万吨,占总消费量的60%±;用于钡化工产品40~50万吨,约占30%;其他用项10余万吨,约占10%。
中国是世界重晶石最大出口国。90年代重晶石及其产品年出口量一般为150~200万吨。1996年重晶石及钡盐出口量205.8万吨,出口金额1.21亿美元,其中重晶石186万吨,钡化工产品19.8万吨,主要出口国有美国、荷兰、日本和韩国等。中国进口重晶石量甚微,仅进口少量钡化工产品。
中国重晶石需求基本稳定,增长缓慢。重晶石产量稳中有升,能够充分保证需求。出口量视供需情况而调节。总体上重晶石供需基本平衡
铜矿怎样选矿?
铜矿主要的选矿工艺为浮选工艺和浸出工艺。
铜矿浮选工艺铜矿浮选1.单一硫化铜浮选
一段磨矿-浮选工艺流程:铜矿物嵌布粒度较粗且均匀,铜矿物与脉石结合较疏松,接触边缘呈光滑、平坦状的矿石。通常,原矿磨到-200目占50-60%,铜矿物便可基本上单体解离。经过粗选、扫选,一至三次精选就可获得较好的浮选指标。此浮选工艺流程简单,选矿成本低。一段磨矿-浮选-粗精矿再磨工艺流程:适用于处理斑岩铜矿的单一硫化矿石或铜钼矿石。根据铜矿物嵌布特性,原矿经—段磨矿磨到-200目占50-70%,粗选、扫选抛掉大量尾矿。粗精矿经再磨矿后,进行二至三次精选即可得到铜精矿。浮选循环中的一次精选尾矿可在扫选后废弃,也可浓缩后返回粗选循环,少数铜矿选厂会将中矿单独再磨后处理。此工艺流程可使铜矿选厂在原矿品位低,处理量大时得到较好的经济效益。此外,由于粗精矿再磨,粒度较细,铜矿物与脉石矿物及黄铁矿的单体解离度较好,浮选精矿质量也较高。两段磨矿-两段(或一段)浮选工艺流程:对于粗细不均匀嵌布的铜矿石,为了使大部分铜矿物单体解离,需把矿石磨到-200目占80%,甚至更细些。此时,两段磨矿不论在磨矿效率还是防止铜矿物过粉碎方面都优于一段磨矿。当采用两段磨矿-两段浮选时,矿石经第一段粗磨之后即可浮选出一部分粗粒的铜矿物,避免过粉碎。该部分精矿品位一般较高,可直接作为精矿,或进入最后一次精选,或与两段磨矿后浮选所得到的精矿合并精选。若矿石中粗粒铜矿物较少,则可采用两段磨矿-一次浮选工艺流程。浮选循环均采用扫选和二至三次精选,中矿一般返回二段磨矿循环。相对说来,该工艺流程磨矿成本较高,设备配置和生产操作较复杂。2.多金属硫化铜浮选
多段浮选工艺流程:主要针对含有硫化铁的硫化铜矿物,其成分较简单,因此多段浮选流程是常规的硫化铜矿浮选工艺流程,其重点在于铜硫分离。一般采用多段粗选–多段精选–扫选闭路浮选工艺流程,能够得到良好的回收效果,但对于成分较复杂的硫化铜矿石,则无法达到理想的选别效果。分步优先浮选工艺流程:适用于较为复杂的硫化铜矿石,其铜矿种类繁杂,以蓝铜矿和硫砷铜矿为主。虽然重点依旧在于铜硫分离,但由于结构复杂,常规浮选工艺得不到合格的铜精矿。由于各种铜矿上浮速度不同,因此可先粗选出易上浮的铜矿物,再对难上浮的铜矿物进行再磨和中矿再选,合并回收铜精矿,使品位和回收率得到保障。浮选-混合精矿分离工艺流程:应用于品位较低,与黄铜矿、闪锌矿和方铅矿共生关系较为复杂的硫化铜矿。原矿经粗磨、粗选抛弃大量脉石矿物,得到铜铅锌混合精矿,再对铜铅锌精矿进行分离处理,得到单一铜矿物。此工艺流程可对铜铅锌三种矿物分别回收,但易造成混合精矿分离不完全的情况。等可浮选工艺流程:依据铜矿物以及铅锌等其他金属矿物的上浮速度进行选别,对上浮速度快和上浮速度慢的矿物分别浮选,可消除浮选残留药剂对浮选分离的影响,降低药剂用量,但工艺流程较为复杂,消耗时间较长,需配合更多的磨矿设备。3.氧化铜直接浮选
在矿物不经过预先硫化的情况下,直接用高级脂肪酸及其皂类、胺类捕收剂等直接进行浮选的方法,主要包括脂肪酸浮选法 、胺类捕收剂浮选法、螯合剂-中性油浮选法和乳浊液浮选法,常用于结构简单 、性质较为单一的氧化铜矿石。
4.氧化铜硫化浮选
将氧化铜矿物先进行硫化(使用硫化钠或其他硫化剂),然后使用高级黄药类捕收剂再进行浮选作业。在硫化作业时,矿浆pH值越低,硫化作业越快,而硫化钠等硫化剂更易硫化。硫化浮选法主要用于处理氧化铜矿物以铜的碳酸盐类,如孔雀石、蓝铜矿等矿物为主,或是赤铜矿,但对于硅孔雀石需要先进行特殊处理,否则硫化效果不佳,甚至不能硫化。
铜矿浸出工艺1.堆浸工艺
将破碎后的氧化铜矿石(混合部分硫化铜矿石)置于浸出垫上,喷淋强酸溶液让其与破碎后的碎石相渗透。随着时间的推移,碎石中的铜浸出到溶液中成为贵液,收集后将其泵送至溶剂萃取设备进行进一步提纯。堆浸工艺广泛用于低铜表外矿、废矿石的浸出。
2.池浸工艺
早期湿法炼铜中普遍采用的一种浸出方式。在浸出池中用较浓的硫酸溶液浸出含铜1-2%的氧化矿(粒度为-1cm)。由于浸出液中铜浓度较高,可直接用来电积铜。
3.地浸工艺
用于处理老矿的残留矿石或未开采的氧化铜矿、贫铜矿。对废弃矿山或用其它工艺回收不经济的铜矿山来说,地浸工艺具有很大的潜力。地浸时,一般井距30x30cm (或15×7.5m)、钻孔直径15-25cm,孔中设有塑料管直通矿体,浸出剂沿塑料管流入矿体,浸出液由矿体底部泵回地面。
4.搅拌浸出工艺
在装有搅拌浸出装置的浸出槽中进行,用较浓的硫酸溶液浸出细粒 (-75um占90%)氧化矿或硫化矿焙砂。浸出方式主要有空气搅拌和机械搅拌两种。由于给料粒度小、搅拌充分,搅拌浸出比池浸速度快且浸出率高。因此,搅拌浸出不仅可以处理品位较高的铜矿石,也可以处理尾矿等品位较低(Cu<1%)的铜矿石。
铜矿选矿相关设备颚式破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、球磨机、水力旋流器、浮选机、药剂搅拌槽 、数控加药机、浓缩机、压滤机等。
中温氧化是多少度?
中温氧化浸取是在150~170摄氏度下进行的,往往是在起始阶段浸取速度比较快,但随着形成的单质流量的增加,反应速度会放慢。
中温中压氧化漫出主要有以下几种工艺:
1.CESL工艺:该工艺是由加拿大科明科公司工程服务公司提出的,其工艺要求磨矿细度达到-40um占95%,保持浸出液中有12 g/L左右的Cl-,在温度150摄氏度、总压1.38MPa 条件下浸出。
2.Dynatec法:Dynatec法是由加拿大舍利特公司开发的,要求精矿粒度90%小于10pm,黄铜矿在温度150摄氏度,辉铜矿在100摄氏度,氧分压500~1500kPa 条件下浸出。
3.AAC-UBC流程:AAC-UBC流程是英美公司和加拿大不列颠哥伦比亚大学联合开发的一种新提铜方法。[1]
中文名
中温中压氧化浸出
温度范围
150~170摄氏度
CESL工艺中矿石中的硫大部分以元素硫进人浸出渣,铁和贵金属也人渣。元素硫必须在贵金属之前从浸出渣中除去。CESL 工艺最初采用热滤法脱硫,后来主张应用全氯乙烯溶硫。浸出液采用萃取电积工艺生产阴极铜。
Dynatec法最初是用来浸出锌精矿,后来发展到处理黄铜矿,唯一不同之处就是后者在浸出时加入了木素作为分散剂以缓解硫的包裹。浸出渣浮选回收铜和元素硫,氰化浸出回收贵金属。
AAC-UBC流程的工艺特点是,将黄铜矿精矿再研磨,磨至精矿粒度达到P805~20mm,然后将磨细的铜精矿置人硫酸盐系统中,加温到150摄氏度,在适当的压力下进行浸出。在浸出过程中需向浸出罐中添加表面活化剂,使熔融的元素硫分散,避免在浸出过程中造成黄铜矿钝化。经过浸出之后,没出液中的铜经由溶剂萃取一电积工序,提取优质阴极铜。据报道,该工艺的卓越之处是铜的提取率高。精矿中的铁生成赤铁矿或黄钾铁矾而被除掉,而元素硫是反应的主要副产物。