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「銅礦業(yè)」銅礦石選礦工藝

2022-06-01 15:08:48

中國(guó)是世界使用銅較早的國(guó)家之一。從出土實(shí)物來(lái)看,中國(guó)在新石器時(shí)代晚期開(kāi)始用銅。甘肅的武威、永靖和河北的唐山等地的古文化遺址,都發(fā)現(xiàn)紅銅器物。夏代(公元前21~公元前16世紀(jì))已進(jìn)入青銅時(shí)代,并延續(xù)到商、周朝。特別是在找礦、采礦、冶煉方面,中國(guó)古代有著卓越的成就,杰出的創(chuàng)造。如目前開(kāi)采的銅、鉛、鋅等礦山,不少都是古代開(kāi)采過(guò)的,并在找礦、采礦過(guò)程中逐漸認(rèn)識(shí)了某些礦物賦存分布規(guī)律。在《管子·地?cái)?shù)》篇中記載:上有丹砂者,下有黃金;上有慈石者,下有銅、金;上有陵石者,下有鉛錫赤銅;上有赭者,下有鐵。說(shuō)明我國(guó)勞動(dòng)人民在認(rèn)礦、找礦和采礦方面表現(xiàn)出卓越智慧和創(chuàng)造能力。在銅礦采掘和冶煉技術(shù)上更是驚人。據(jù)考古證實(shí),湖北大冶銅錄山銅礦,發(fā)現(xiàn)的古代采礦、煉銅遺址,經(jīng)同位素14C測(cè)定,坑采始于3000多年前的商代晚期,延續(xù)到西漢共1000多年??硬梢郧霸?jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間露采,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)露天采場(chǎng)7處,地下采區(qū)18處,豎井252條,井巷總長(zhǎng)達(dá)8000余m。戰(zhàn)國(guó)、西漢時(shí)采用框架支護(hù)法開(kāi)采。還有出土的各類(lèi)工具上千件以及木炭、冶煉輔助原料、照明器具、生活用品、兵器等。煉銅殘爐已發(fā)掘了10余座,時(shí)代為春秋或更早一些,爐膛面積約0.2m2,爐高約1.5m,具有現(xiàn)代鼓風(fēng)爐的式樣。

濕法煉銅起源于我國(guó),古稱(chēng)膽銅法。早在西漢《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中就有鐵置換銅的記載。唐末、五代時(shí)此法已用于生產(chǎn),到北宋時(shí)濕法煉銅的產(chǎn)量相當(dāng)可觀。據(jù)記載,大觀(1107~1110年)中歲收銅乃660余萬(wàn)斤,膽銅100余萬(wàn)斤,即膽銅已占總銅量的15%以上。北宋哲宗時(shí)張潛寫(xiě)的《浸銅要略》一書(shū)是濕法煉銅的最早著作。

總之,中國(guó)古代在找銅、采銅、煉銅等方面已達(dá)到很高的水平。

近百年來(lái),在新中國(guó)成立之前中國(guó)已有一些地質(zhì)學(xué)家對(duì)銅礦資源做過(guò)調(diào)查和礦床地質(zhì)研究,如丁文江(1917)、謝家榮(1929)、孟憲民(1937)、朱熙人(1935)等。由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件所限,對(duì)調(diào)查的銅礦床未能進(jìn)行規(guī)模開(kāi)發(fā)。

新中國(guó)成立后,我國(guó)銅礦業(yè)有了很快的發(fā)展。首先,對(duì)銅礦資源進(jìn)行了前所未有的大規(guī)模的地質(zhì)勘查工作。20世紀(jì)50年代初期,為了盡快恢復(fù)舊中國(guó)遺留下來(lái)的廠礦生產(chǎn),對(duì)東北等地區(qū)的銅礦山迅速地查明了資源況,為恢復(fù)礦山生產(chǎn)創(chuàng)造了必備的條件,提供了必要的地質(zhì)資料。接著,對(duì)河北壽王墳、山西中條山、甘肅白銀廠、安徽銅官山、湖北大冶、云南東川、易門(mén)、遼寧紅透山等一批大中型礦區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)勘探。六七十年代又在長(zhǎng)江中下游、贛東北、贛西北、滇中、粵西等廣大地區(qū)進(jìn)一步地進(jìn)行銅礦勘探,為發(fā)展我國(guó)銅礦業(yè)提供了可靠的地質(zhì)成果,作為礦山建廠設(shè)計(jì)的依據(jù)。截至1985年已建成大中型礦山100多個(gè),銅冶煉廠16個(gè),電解廠64個(gè),形成了采礦、選礦、冶煉、加工(簡(jiǎn)稱(chēng)采選冶加,下同)較完整的銅工業(yè)體系(簡(jiǎn)稱(chēng)銅業(yè))

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銅礦石選礦工藝

銅礦石的分選以浮選為主,也可以使用重選或選冶聯(lián)合流程。

硫化銅礦石的分選

根據(jù)礦石的性質(zhì)采用不同的流程:(1)處理銅礦物嵌布極細(xì)的銅礦石,選用階段磨礦、階段浮選或多段磨礦、集中浮選流程。(2)處理含高硫銅鋅礦石,采用兩段磨礦、等可浮浮選流程選出銅一鋅混合精礦,其尾礦加硫酸銅浮選得到鋅一硫混合精礦,然后分別進(jìn)行分離,獲得銅精礦、鋅精礦和硫精礦;(3)處理含黃鐵礦較多的銅礦石,采用一段磨礦、銅一硫混合浮選流程,混合粗精礦再磨后進(jìn)行銅、硫分離;(4)處理含低品位鉬的銅礦石,一般采用一段磨礦、混合浮選流程選出銅一鉬混合精礦,混合精礦再磨后進(jìn)行銅、鉬分離;(5)處理含礦泥較多、泥砂可浮性差異較大的礦石,采用泥砂分選流程。

混合銅礦石的分選

對(duì)于含有藍(lán)銅礦、孔雀石的氧化銅礦物的混合銅礦石,先浮選硫化銅礦物,尾礦用硫化劑硫化后,再進(jìn)行氧化銅礦物浮選。

氧化銅礦石處理工藝

(1)酸浸-沉淀-浮選工藝適于處理含硫酸銅較高的氧化銅礦石;(2)堆浸用以處理露天礦礦體上部的氧化銅礦石,其流程為:用硫酸噴淋礦堆,浸出液用廢鋼鐵置換,經(jīng)濃縮、干燥得沉淀銅;(3)離析法(有一段離析和兩段離析)用以處理結(jié)合銅含量高的難選氧化銅礦石;(4)浸出-萃取-電積法(圖4)適合處理低品位氧化銅礦石和混合銅礦石;(5)細(xì)菌浸出法適合處理品位低、銅礦物賦存條件復(fù)雜,尚不能被采選工業(yè)合理利用的銅礦資源,如含銅廢石等。

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