稀有貴金屬礦資源開發(fā)新技術湯玉和

稀有及貴金屬礦資源開發(fā)新技術稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室報告人湯玉和博士新疆烏魯木齊2017年7月背景簡介我國是礦產資源大國，但豐而不富，礦石稟賦差，回收難度大據統(tǒng)計，共伴生礦床約占已探明礦產總儲量的85%；全國已開發(fā)利用的140余種礦產中，有62%來源于共伴生礦產資源我國礦床類型分布圖共伴生元素種類多，賦存狀態(tài)復雜，物化性質多變，回收難度大稀有金屬大部分是復雜的氧化礦，更加難選，因此選礦流程復雜，往往是多段、多種選礦方法的聯(lián)合流程整體特征“貧、細、雜、難”綜合回收貴金屬礦多為共伴生礦；原礦品位低，以痕量（g/t）計，選礦富集比要求高，粒度微細，難以回收簡潔、高效新工藝選冶、冶選新方法統(tǒng)籌兼顧低成本低成本四個實例二、低品位復雜鎢鉬鉍銀多金屬礦綜合回收新技術（紅嶺）三、冶金技術強化分選低品位難選金銀鐵礦新技術（北衙）四、低品位原生鉑鈀礦的資源開發(fā)新技術（金寶山）一、極低品位稀有多金屬共伴生礦綜合回收新技術（卡房）一極低品位稀有多金屬共伴生礦綜合回收新技術對象：云錫卡房新山礦床典型的極低品位（在現(xiàn)技術經濟條件下可回收利用的低于邊界品位1/3-1/5）錫多金屬共伴生礦床，除錫（4.2萬t）外，主要有價元素有鉬（670t）、鉍（5261t）、銅（60.9萬t）、鎢（3.7萬t）、硫、螢石等共伴生有價元素潛在價值500多億元以上，但由于缺乏高效的綜合回收技術，此前一直處于呆滯狀態(tài)卡房新山礦共伴生元素Sn鉍鉬螢石鎢銅硫云南個舊錫礦田研究背景A為了使該長期呆滯的極低品位卡房新山礦得到綜合利用，云錫集團將其資源開發(fā)立為重點科技攻關項目，先后與廣州有色金屬研究院簽訂9個合同，進行技術攻關。云南省科技廳對此也給予高度的重視，將其列為云南科技強省計劃（2007AD004）項目經過數(shù)年的技術攻關，在攻克了多個選礦技術難題的基礎上，形成了一整套的綜合利用新技術，不僅盤活了該呆礦資源，而且取得了較好的經濟效益，示范意義重大資源化科技攻關一極低品位稀有多金屬共伴生礦綜合回收新技術創(chuàng)新點B123銅鉬鉍硫高效清潔無氰分離新技術難選自然鉍中堿介質全浮選新技術鐵質輝石環(huán)境中白鎢礦有效富集新技術銅鉬鉍硫高效清潔無氰分離新技術針對共生關系密切的銅鉬鉍硫礦物的浮選分離問題，傳統(tǒng)的加工方法主要是氰化浮選法，即通過采用添加大量的氰化鈉抑制銅礦物浮選鉬和鉍礦物（先抑制銅硫-浮選鉬鉍，然后鉬鉍分離與銅硫分離），由于氰化物的添加，由此勢必造成環(huán)境的污染01采用研發(fā)的黃銅礦選擇性高效捕收劑和鉬礦物特效捕收劑（中性油類），在無氰條件下，采用“抑制鉍硫-浮選銅鉬”的方法，解決了銅鉬與鉍硫的分離問題難選自然鉍中堿介質全浮選新技術自然鉍比重（9.75）大，國內外普遍采用重選法回收，由于該礦物粒度微細、分散且呈片狀結構，加之石灰等藥劑在搖床面上結垢等問題，回收率僅為10%。對于微細粒礦物，理論上浮選效果好，然而自然鉍易氧化，在與銅分離過程中被加入的石灰氧化而抑制，因此，需解決其活化及捕收的問題02活化劑GYBi：解決了傳統(tǒng)硫酸調漿，腐蝕設備、污染環(huán)境等弊端捕收劑GYH：解決了難選且被氧化的自然鉍可浮選的難題采用浮選法回收，鉍回收率提高了25個百分點以上鐵質輝石環(huán)境中白鎢礦有效富集新技術采用自主研發(fā)的高效抑制劑選擇性調漿，結合易溶解的高選擇性捕收劑GY-10，在低用量（為常規(guī)藥劑用量的1/4-1/5）的“輕壓輕拉”環(huán)境中，采用研發(fā)的常溫粗選-加溫精選的“鎢鈣分離”工藝，獲得了鎢（WO3）品位>60%，總回收率>75%白鎢精礦03對原礦含銅0.067%、鉬0.048%、鉍0.051%、鎢0.200%的品位極低的難選多金屬呆礦，全浮選精礦品位分別為銅18.70%、鉬46.08%、鉍18.52%、鎢72.51%；回收率為銅85.31%、鉬82.22%、鉍50.49%、鎢76.52%，實現(xiàn)了該資源的高效綜合利用

“等浮同浮-粗精異浮-鎢鈣分離”全浮選新技術一極低品位稀有多金屬共伴生礦綜合回收新技術成果轉化C云錫集團卡房二選廠類別應用企業(yè)單位名稱所屬公司已經應用云錫卡房分礦多金屬礦二選廠（3000t/d）云南錫業(yè)集團（控股）有限責任公司云錫卡房分礦銅錫共生礦選廠(1000t/d)云錫卡房分礦一選廠云南省個舊市文峰銅錫選礦廠云南省個舊市文峰銅錫選礦廠廣東翁源紅嶺礦業(yè)有限公司廣晟有色金屬股份有限公司國家科技進步二等獎（2010年度·排名1）極低品位有用礦物的重選同步預富集創(chuàng)新點1元素MoBiAg/g/tCuSWO3預富集后富集比433738385044回收率76.8779.0779.2582.9188.2584.59含量0.431.88311.63.3826.1713.66研究對象含量0.010.058.10.090.520.31工業(yè)品位含量0.060.50100.00.4014.00.12有用礦物重選同步預富集試驗結果首次發(fā)現(xiàn)了有低成本預先富集，又為鎢銅鉬鉍硫多礦物體系分離創(chuàng)造了有利條件價礦物為重礦物集合體，開發(fā)了組合重選技術，成功拋出了98%

脈石，既實現(xiàn)了有用礦物主要有價礦物主要脈石礦物種類占有率比重種類占有率比重白鎢礦0.2335.8-6.2石英50.9582.65黑鎢礦0.2176.7-7.3長石24.2622.5-2.6輝鉬礦0.0265.0絹云母19.4152.6-2.7黃銅礦0.2764.1-4.3黑云母0.5542.7輝鉍礦0.0456.8綠泥石1.8092.3黃鐵礦0.4504.9-5.2方解石0.2882.5合計1.256.0合計97.282.4有價礦物與脈石礦物的占有率和比重差異低品位復雜鎢鉬鉍銀多金屬礦綜合回收新技術二鎢硫分組-分類磨礦、異步浮選分離創(chuàng)新點2首次發(fā)現(xiàn)了鎢與硫化礦不均衡共生關系規(guī)律，開發(fā)了分組分類磨礦技術，解決了有價礦物因過磨而難以回收的問題鎢硫集合體規(guī)律性富鎢貧硫富鎢富硫貧鎢富硫性脆易碎已解離完全無需再磨鎢比硫易過磨未解離完全需要再磨（棒磨）硫比鎢難磨未解離完全需要再磨（球磨）鎢礦物硫化礦低品位復雜鎢鉬鉍銀多金屬礦綜合回收新技術二鎢硫分組-分類磨礦異步浮選分離鎢硫分組-分類磨礦、異步浮選分離創(chuàng)新點2鎢粗精礦硫含量/%硫礦物單體解離度應用前16.2553.21應用后2.0696.25應用前后技術指標對比3創(chuàng)新點及技術內容發(fā)明了鎢硫異步浮選分離技術，實現(xiàn)了鎢與硫化礦的高效分離，使原來鎢產品中屬于雜質的硫化礦產品化低品位復雜鎢鉬鉍銀多金屬礦綜合回收新技術二3創(chuàng)新點及技術內容枱浮捕收劑梯度控制與加溫解吸創(chuàng)新點3研發(fā)了梯度控制技術，藥劑用量降低了30%，降低了成本研發(fā)了加溫解吸技術，取代了硫化鈉脫藥，消除了殘留藥劑干擾，減輕環(huán)境污染藥劑減量30%源頭：梯度控制技術終端：加溫解吸技術無需添加硫化鈉殘留藥劑干擾分離低品位復雜鎢鉬鉍銀多金屬礦綜合回收新技術二多元體系抗干擾特效浮選藥劑及工程化創(chuàng)新點43創(chuàng)新點及技術內容發(fā)明了銅鉬與鉍硫、銅與鉬、鉍與硫三種浮選分離方法，研發(fā)了銅捕收劑TB、鉬捕收劑MB、鉍捕收劑BB和活化劑BH四種浮選藥劑，實現(xiàn)了銅鉬鉍硫四類礦物的全浮選分離回收銅捕收劑鉬捕收劑鉍捕收劑鉍活化劑烴油類傳統(tǒng)藥劑乙硫氨酯無浮選藥劑可以借鑒硫氨酯類改性特效藥劑烴油類與低碳鏈黃藥復配無機鹽類酯類技術優(yōu)勢充分利用鉬天然可浮性銅鉬分離無需銅抑制劑新型R基與黃銅礦作用更牢固多元體系下抗干擾能力更強構建了“活化-浮選”體系首次實現(xiàn)了鉍礦物浮選高效回收低品位復雜鎢鉬鉍銀多金屬礦綜合回收新技術二品位/%回收率/%銅精礦鉬精礦鉍精礦銅精礦鉬精礦鉍精礦全浮分離20.8049.6826.7976.7861.9958.27浮重聯(lián)合22.3447.7628.7373.5561.9449.28選冶聯(lián)合18.0647.76直接浸出67.1861.9460.87差值接近+1.92接近+9.60接近+8.99全浮分離方案與傳統(tǒng)方案技術指標對比3創(chuàng)新點及技術內容多元體系抗干擾特效浮選藥劑及工程化創(chuàng)新點4低品位復雜鎢鉬鉍銀多金屬礦綜合回收新技術二獨立銀與載體銀的導向回收技術創(chuàng)新點5鉬精礦硫精礦低堿浮選工藝（pH:8.5-9）銅鉬混合浮選鉍硫分離原礦銅（銀）精礦鉍（銀）精礦產品銀品位/g/t銀回收率/%應用后銅、鉍精礦407.333887.1466.71應用前混合精礦507.6054.35應用前后技術指標對比發(fā)現(xiàn)了獨立銀礦物的存在，開發(fā)了銀低堿浮選工藝，研制了獨立銀捕收劑YB，不僅把銀導向至可計價的銅鉍產品中，而且銀總回收率提高了12%3創(chuàng)新點及技術內容低堿浮選工藝（pH:9-10）獨立銀捕收劑:YB維硫鉍鉛銀礦單體顆粒螺狀硫銀礦呈微細粒嵌布獨立銀礦物銅鉬分離低品位復雜鎢鉬鉍銀多金屬礦綜合回收新技術二三冶金技術強化分選低品位難選貴金屬礦新技術研究背景A截止2013年12月31日，礦區(qū)保有資源潛在經濟價值>1000億元金222噸（大型），銀1800噸（大型），鉛+鋅97萬噸（大型）銅42萬噸（中型）；鐵3807萬噸（中型），硫52萬噸其中，地表氧化礦占1/3（￥330億），深部硫化礦占2/3（￥670億）對象：云南省北衙金礦（地表氧化礦Au、Ag、Fe）超大型金多金屬礦床，金資源儲量居西南地區(qū)第一位工藝：全泥氰化—磁選包裹于錳礦物中銀占49%難以直接氰化浸出回收Au浸出率88%Ag回收率15%Fe回收率27%以金銀最佳浸出指標確定磨礦細度（-0.043mm占91%）細磨造成褐鐵礦、磁鐵礦難以回收細磨重金、銀輕鐵“粗磨分流-冶金強化-分類提取”流程圖磁選弱強磁鐵分類鈣鐵分離處理新技術細粒嵌布銀礦物還原酸浸破錳新技術粗磨研究創(chuàng)新B成果轉化C試驗階段原礦品位/%浸出率/%精礦鐵品位/%總鐵回收率/%AuAgFeAuAg磁鐵精礦褐鐵精礦新工藝工業(yè)試驗2.3643.1535.0594.8967.1962.1350.9561.89新工藝小型試驗2.1940.9335.1694.8068.4762.0251.1961.37氰化浸出-磁選工藝2.1741.2035.5194.8036.2662.8950.5828.36原生產工藝流程3.5454.1939.9688.1521.2658.0451.6327.15新舊工藝生產指標對比中國有色金屬工業(yè)科學技術獎（2013年度·排名1）25永久炸藥庫選礦廠組合井1309及1339硐口金寶山是我國最大的原生鉑鈀礦產資源，鉑族金屬資源儲量居我國第二位，已探明儲量45噸，遠景儲量82噸，卻長期未得到開發(fā)利用。云南彌渡金寶山鉑鈀礦選廠鳥瞰圖25原生鉑鈀礦—金寶山四低品位原生鉑鈀礦的資源開發(fā)新技術金川、金寶山和紅石砬原礦品位、金屬礦物粒度、硫化物含量對比結果表中數(shù)據比較結果表明：原生鉑鈀礦以巖漿成礦過程中早期的一些成礦階段富集程度較差，從礦石中回收提取鉑族金屬難度較大。礦山（礦床類型）原礦品位（%）（*g/t）金屬礦物粒度S含量（%）CuNiPt*Pd*Cu、NiPt、Pd金川（伴生鉑鈀礦）0.37~1.230.7~1.70.1~0.60.1~0.140.05~1mm0.075~0.5mm6.58~8.70金寶山（原生鉑鈀礦）0.20.20.51.50.05mm0.01-0.04mm1紅石砬（原生鉑鈀礦）0.020.0070.650.170.01-0.08mm0.02526四低品位原生鉑鈀礦的資源開發(fā)新技術細：銅鎳礦物嵌布粒度細，鉑鈀礦物多在20微米以下貧：鉑鈀品位低，鉑0.585g/t，鈀0.894g/t，硫含量1%易氧化：原生或次生紫硫鎳礦表面極易氧化生成鐵的氫氧化物金寶山原生鉑鈀礦選礦技術難點易泥化：超基性巖中蛇紋石、滑石和綠泥石等層狀硅酸鹽存在27獲得國家級項目：“九五”國家重點科技（攻關）項目《云南省金寶山低品位鉑鈀礦資源綜合利用》“十一五”國家科技支撐計劃項目科研院所技術開發(fā)研究專項資金《復雜鉑鈀共生礦分離提取關鍵技術研究》《低品位復雜難選原生鉑礦綜合回收新技術》28針對鉑鈀礦物嵌布粒度細的特點，自上世紀70年代初發(fā)現(xiàn)該礦以來，國內外選礦研究工作中普遍存在著礦石必須細磨（-0.040mm占99%\-0.020mm占70~80%）入選的觀點。細細磨給工程化實施帶來的技術難題1.泥化嚴重，發(fā)生“自凝聚”或“異性凝聚”現(xiàn)象，嚴重惡化浮選環(huán)境2.精礦濃縮過濾困難，工程化實施難度大3.尾礦堆存存在較大的安全隱患4.磨礦成本增加對低品位鉑鈀礦石不經濟29鉑鈀礦物嵌布粒度微細就必須要細磨么？游離鉑鈀礦物（自然鉑鈀礦物11種難）嵌布在磁鐵礦與脈石礦物間隙及脈石礦物間隙中的鉑、鈀礦物粒度相對較粗，并且易于解離鉑鈀載體礦物（易氧化紫硫鎳礦難）呈包裹體形式存在的顯微或超顯微狀態(tài)的細粒鉑、鈀礦物與硫化銅、鎳礦物關系密切集合體硫化礦物緊密共生，互為集合體或成群分布物性措施手段觀念的轉變細磨粗磨強力捕收劑PZO活化劑GHZ處理對象從細磨分選微細鉑鈀礦物到粗磨入選\選載體\集合體\游離鉑鈀礦物30貧鉑鈀礦選礦載體浮選工藝流程圖載體浮選流程的研究由于原礦中硫化礦物含量僅為1%左右,將一、二段精礦集中精選，使得細粒的硫化礦實現(xiàn)載體浮選，減少-0.005mm細粒硫化物的損失，提高精選回收率。通過工藝流程結構優(yōu)化以實現(xiàn)貧細礦物的高效回收31易氧化紫硫鎳礦物性鉑、鈀的主要載體礦物（鉑、鈀品位300克/噸）礦石中最重要的鎳礦物（占55%）原生次生比例波動大，且極易氧化（靜置時間對浮選指標影響極大）預防鎳礦物氧化研究出抗氧化劑KSN添加藥點的選擇加藥方式的控制組合調漿以改變鉑鈀載體礦物的表面化學性質32作業(yè)名稱粗精礦產率磨礦細度%物性控制用藥一段粗選20.21-0.074mm占70礦石粒度較粗無二段粗選11.52-0.04mm占70蛇紋石泥化組合抑制劑（K401，KSP）精選35.66集合體、連生體、單體鉑鈀高分子強力分散弱抑制劑K515措施高分子強力分散弱抑制劑K515的研制加藥調漿的控制易泥化降低礦泥“自凝聚”或“異性凝聚”的影響脈石礦物以層狀硅酸鹽礦物蛇紋石、滑石和綠泥石等為主（占85-92%）增加礦漿粘度及礦泥罩蓋物性33-0.074mm占70%入選合成了鉑鈀礦物的高效捕收劑PZO研發(fā)易氧化紫硫鎳礦的抗氧化劑KSN、加藥點、加藥方式控制原礦粗磨-粗尾再磨-銅鎳鉑鈀混合浮選的階段磨浮的工藝研發(fā)了易泥化脈石礦物的特效有機高分子分散劑K5