铜尾矿有价元素资源化应用基础研究

论文摘要

矿产资源属于不可再生资源，是人类生存和发展的重要基础原料。随着工业的迅速发展，对矿产资源的需求不断增加，尾矿产量随之日益增多，导致尾矿坝逐年增高，管理工作面临巨大的困难。尾矿堆存不仅占用土地、污染环境，而且存在潜在的溃坝、漫坝危险，同时尾矿中含有共（伴）生有价资源，综合回收潜力巨大。在矿产资源日益匮乏、环境问题凸显的今天，尾矿资源的回收和利用成为当前矿山经济可持续发展的重要课题。因此，对尾矿资源的减量化、资源化和安全化研究具有十分重大的意义。目前国内外关于铜尾矿分选技术相关研究主要集中在工艺方面，基础性机理研究极少。鉴于此，课题将系统研究矿石中矿泥的表面性质、矿泥与颗粒间作用能、矿泥吸附量及动电位、矿泥的团聚互凝行为，为浮选脱泥提供基础理论依据，并结合铜尾矿特性和浮选效果预期，针对性地提出采用依次梯度优先分离工艺新方法，为铜尾矿中有价金属及硫的高效回收与利用奠定坚实的理论基础。精细原料物性是高效回收的前提和基础。本文首先从工艺矿物学角度出发，全面查清试料的化学组分、物相组成、粒度组成、嵌布粒度、赋存状态等，通过对铜尾矿物相特征、成分存在形态等信息进行精细辨识与表征，获得铜尾矿多元复杂体系的结构、特点、组元行为等，构建多维多系统相互补充的铜尾矿物性精细辨识新模式，研究结果为诠释工艺机理、制定工艺方案和实现工艺优化提供矿物学依据。根据矿泥对矿物浮选影响机理，借助药剂和矿物作用过程、吸附量和动电位变化，发现矿泥在浮选矿浆中吸附浮选药剂，降低药剂的有效浓度；运用DLVO理论及扩展的DLVO理论，揭示颗粒间作用能及发生矿泥团聚罩盖的原因，为浮选脱泥提供基础理论依据。在因素试验环节考察捕收剂、pH值、调整剂、矿泥含量、矿泥粒度、表面吸附量、ζ电位、颗粒间EDLVO理论计算等因素，综合评价三种矿泥（石英、地开石、菱铁矿）对黄铜矿浮选行为的影响度，结果指出粒级越细影响越大，适量调整剂可以消除矿泥干扰，矿泥组成、矿泥含量影响表面吸附量、ζ电位的程度依次为地开石、菱铁矿、石英；通过计算黄铜矿与三种矿泥颗粒间总EDLVO势能，确定黄铜矿与矿泥表现为吸引即发生颗粒凝聚行为；根据细粒浮选试验，指出为保证良好的分选效果，需尽量排除细粒矿泥的干扰，即优先脱泥再进行泥、砂分选。在单因素试验确定最佳选别条件的基础上，采用脱泥、组合使用对矿泥具有高效分散作用的调整剂六偏磷酸钠+水玻璃+碳酸钠，对铜金具有高效捕收能力的BK+Z200药剂，在凤凰山铜矿林冲尾矿试样含铜0.14%、硫1.78%、铁24.18%、金0.24g/t、银4.57g/t时，获得铜、硫、铁精矿品位分别为17.62%、41.75%和63.28%，回收率分别为49.80%、78.94%和21.18%，其中铜精矿含金24.49g/t，金回收率40.82%；含银260.10g/t，回收率22.77%，硫精矿含银30g/t，银回收率21.92%，银累计回收率44.69%。论文构建和开发了铜尾矿中有价金属铜、硫、金、银、铁依次梯度优先分离工艺联合新方法，为铜尾矿中有价金属及硫的高效回收与利用奠定坚实的理论基础，为我国同类大型铜尾矿资源的综合回收提供有益的技术支撑。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• Extended Abstract
• 图清单
• 表清单
• 变量注释表
• 1 前言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 课题提出
• 1.3 研究内容及方法
• 2 文献综述
• 2.1 尾矿资源概述
• 2.2 尾矿综合利用国内外现状
• 2.3 铜尾矿利用国内外现状
• 2.4 本章小结
• 3 试样、药剂及研究方法
• 3.1 试样
• 3.2 试验药剂与设备
• 3.3 试验方法
• 4 尾矿工艺矿物学研究
• 4.1 试样的采集
• 4.2 试样化学成分分析
• 4.3 试样物相分析
• 4.4 试样粒度分析
• 4.5 试样的矿物组成
• 4.6 主要矿物嵌布关系
• 4.7 本章小结
• 5 矿泥对矿物浮选行为影响
• 5.1 黄铜矿浮选最佳条件试验
• 5.2 丁黄药作捕收剂矿泥对矿物可浮性影响
• 5.3 Z200 作捕收剂矿泥对矿物可浮性影响
• 5.4 不同矿浆 pH 值，矿泥对黄铜矿浮选行为影响
• 5.5 捕收剂浓度对矿物浮选行为影响
• 5.6 调整剂对矿物浮选行为影响
• 5.7 矿泥与调整剂作用机理
• 5.8 本章小结
• 6 矿泥对矿物表面性质的影响
• 6.1 矿泥含量对药剂吸附量影响
• 6.2 矿浆 pH 值对药剂吸附量影响
• 6.3 矿泥对黄铜矿ζ电位的影响
• 6.4 矿泥影响浮选机理研究
• 6.5 细粒浮选行为
• 6.6 本章小结
• 7 浮选应用研究
• 7.1 工艺流程方案的选择
• 7.2 脱泥对浮选指标影响
• 7.3 铜硫回收工艺研究
• 7.4 磁选试验研究
• 7.5 矿泥浮选试验研究
• 7.6 综合回收有价物质连选试验
• 7.7 本章小结
• 8 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集