黄铜矿在地质学上研究进程讲述.doc

黄铜矿在地质学中的研究进展 黄铜矿浮选工艺及捕收剂研究进展 自然界已发现的含铜矿物有 280 余种，主要为黄铜矿、辉铜矿和斑铜矿，其中黄铜矿占70% 左右。黄铜矿的晶体结构为四方晶系，晶格能为17 500 k J，Cu 原子和 Fe 原子处在四面体的顶角，每个S原子被2个Cu原子和 Fe原子包围，常为致密块状或粒状。黄铜矿具有很好的电子导电性能，可以促进药剂与矿物表面的作用，增强其可浮性。截至2012 年，我 国 已 探 明 的 铜 储 量 为3 000 万 t，基础储量为 6 300 万 t，居世界第 6位，绝大部分分布在江西、云南、湖北、安徽、甘肃、内蒙古、四川、山西等省区。我国的铜矿类型主要为黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿等，低品位多金属难处理矿石较多，矿石平均品位仅为 0． 87% ，并且常伴生钼、金、银等稀贵金属，综合回收难度大。 黄铜矿是自然界中自诱导可浮性和捕收剂诱导可浮性较好的矿物之一，在弱碱性及中环境下具有良好的疏水性，但在高碱环境下会与水形成氢键，从而降低其可浮选性。Gardner 等用改性的单泡浮选管对黄铜矿浮选粒子进行了研究，研究表明，矿物表面的阳极氧化生成的附着在矿物表面的单质硫是改变矿物亲水性的关键因素。Heyes 等研究了黄铜矿的天然可浮性，并认为黄铜矿的可浮性与其氧化还原电位和阳极氧化密切相关。他通过分批浮选实验对混合单矿物进行了浮选研究。结果表明，黄铜矿在氧化环境下表现出天然的可浮选性。在浮选过程中使用铁制球磨机会产生较强的还原环境，从而影响其浮选性能，随后添加氧化剂或者与空气接触，则能够恢复其浮选性能。 黄铜矿浮选工艺流程根据矿石的性质和对精矿质量要求而异，目前得到工业应用的工艺流程主要有混合浮选、全优先浮选、部分优先-混合浮选和等可浮浮选等工艺。 黄铜矿浮选捕收剂分子内部一般都含有硫原子，只对硫化矿具有捕收能力，而对脉石矿物则基本不浮选。按照捕收剂中官能团来划分，可以将常见的捕收剂分为黄药及其衍生物捕收剂、黑药及其衍生物类捕收剂、硫氮类捕收剂、巯基化合物和其它新型黄铜矿捕收剂这五类，不管是基于何种浮选工艺，浮选捕收剂的研究都是为了提高其捕收能力和选择性。 黄铜矿捕收剂种类很多，浮选性能各异，其中黄药类捕收剂因其原料来源便利、价格便宜、浮选能力强有利等因素，在今后仍将得到广泛应用，但其存在着的选择性差、有臭味和通常需要配合使用大量石灰等缺点也需要得到正确认识和改进，设计并且制备出具有选择性、气味较弱以至于无味且环境友好的新型黄药将是未来黄药研究的重点领域。面对日趋稀缺的铜矿资源，高效的利用贫、细、杂的铜矿石已经成为必然趋势。近年来，国内外选矿研究人员，对复杂难选的硫化铜矿进行了广泛研究，研究开发了一些高效的新型捕收剂，并得到工业应用，创造了巨大的经济价值，对一些旧的浮选工艺进行了改造，使用更加合理的新工艺，提高了资源利用率。根据药剂与矿物的作用机理来研制高效、低毒、高选择性的新型黄铜矿捕收剂和研究新型工艺流程提高有用矿物回收率和多金属矿物的分离效率，从而实现现有资源的充分利用应得到越来越广泛的重视。 黄铜矿的湿法冶金工艺研究进展 黄铜矿是铜资源的最重要组成部分,黄铜矿的浸出是铜硫化矿湿法冶金的核心。传统的黄铜矿类型铜矿的回收工艺为浮选精矿火法冶炼,而随着湿法冶金技术的发展和环境保护要求的提高,湿法浸铜已在投资、生产成本、复杂矿石、综合利用等方面占据了优势。萃取技术的成功应用给铜的湿法冶金带来了革命性的变化,极大地促进了铜湿法冶金工业,开发出了一些针对性的新技术新工艺,使许多原来困绕黄铜矿湿法冶金技术实施应用的难题得到缓解或解决。这些新技术新工艺已经应用于或具备了工业应用于黄铜矿湿法冶金的条件,创建了现代湿法铜冶金工业的基础。 黄铜矿压力氧化浸出依据温度分为高温、中温和低温,浸出介质一般为硫酸,氧(空气)为氧化剂。高温氧化酸浸一般温度在200～ 230℃ ,压力在4～ 6 MPa,该条件下,铜以硫酸铜形式被浸出,所有硫化物的硫都被氧化为硫酸根。因此,氧气的消耗量较大,每公斤硫需要0.212 kg的氧。浸出过程中不会生成引起麻烦的单质硫,浸出液经萃取电积生产高质量的阴极铜,残渣中的贵金属用氰化法回收,可获得很高的铜和贵金属回收率。 随着耐受氯化物腐蚀的新材料的诞生,氯化物体系的湿法冶金的研究有了长足的发展,氯化物溶液浸取黄铜矿不出现硫酸盐溶液的那种钝化现象,即使在硫的熔点之下、浸取粒径比较大的矿粉,也能达到很高的浸取率[3～ 6]。氯化浸出黄铜矿有许多工艺路线,最有工业应用价值的为Intec和Hydro Copper工艺。Intec工艺是一种使用氯化钠溶液中含有氯化铜和卤素络和物的溶浸介质,浸出在常压和80～ 85℃的条件下,在逆流浸出系统中进行。铜在电