主要礦物
銅是一種典型的親硫元素,在自然界中主要形成硫化物,只有在強氧化條件下形成氧化物,在還原條件下可形成自然銅。目前,在地殼上已發現銅礦物和含銅礦物約計250多種,主要是硫化物及其類似的化合物和銅的氧化物、自然銅以及銅的硫酸鹽、碳酸鹽、矽酸鹽類等礦物。其中,能夠適合目前選冶條件可作為工業礦物原料的有16種。即自然元素:自然銅(含銅近100%);銅的硫化物:黃銅礦(含銅34.6%,括弧指銅含量,下同)、斑銅礦(63.3%)、輝銅礦(79.9%)、銅藍(66.5%)、方黃銅礦(23.4%)、黝銅礦(46.7%)、砷黝銅礦(52.7%)、硫砷銅礦(48.4%);銅的氧化物:赤銅礦(88.8%)、黑銅礦(79.9%);銅的硫酸鹽、碳酸鹽和矽酸鹽礦物:孔雀石(57.5%)、藍銅礦(55.3%)、矽孔雀石(36.2%)、水膽礬(56.2%)、氯銅礦(59.5%)。
目前,我國選冶銅礦物原料主要是黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、孔雀石等。按選冶技術條件,將銅礦石以氧化銅和硫化銅的比例劃出三個自然類型。即硫化礦石,含氧化銅小於10%;氧化礦石,含氧化銅大於30%;混合礦石,含氧化銅10%~30%。
我國銅礦物原料具有以下特點:
1)適合選冶生產的銅礦物原料,賦存於多種礦床類型。其中,具有重要開採價值的礦床類型:岩漿型銅鎳硫化物礦床、斑岩型銅礦床、夕卡岩型銅和多金屬礦床、熱液脈型銅礦床、火山-沉積塊狀硫化物型銅礦床、沉積型層狀礦床等等。
2)礦石結構構造複雜,嵌布粒度不均,多為不均勻浸染粒度礦石,甚至有不少礦物組合、組構嵌布細微,成分複雜,難選礦石較多。
3)礦石化學成分多樣,伴生、共生多種有益有害組分,選冶工藝條件複雜。目前,開發的礦區多數是綜合性的銅礦床,共伴生多種有益有害元素。通過綜合開採,綜合利用,可變害為益,變廢為寶。
選礦工藝
銅礦的選礦工藝主要是破碎--球磨--分級--浮選--精選等,對含鎳鈷鉬金等稀貴多金屬礦,可將粗選銅精礦再分別浮選鎳精礦、鈷精礦、鉬精礦、金精礦。
國際主要銅礦山企業包括智利的Codelco、澳大利亞的BHP BILLITON、美國的Freeport MacMoRan、英國的AngloAmeirican以及瑞士的Xstrata。主要冶煉廠包括Codelco、Freeport、Xstrata以及國內的江銅、銅陵和金川集團。
據英國商品研究所統計,2012年世界銅礦產量1296.6萬噸(含銅量),同比增長3.6%。其中智利產量依然獨占鰲頭,達351.1萬噸(含銅量),占全球27.1%。中國排名第二,產量為160萬噸。第三名是秘魯,114.8萬噸。
銅精礦的供應壓力主要來自供應發展緩慢——2012年銅精礦供應壓力主要來自於礦石品位的下降。
儘管2011年下半年集中發生了多起礦山罷工事件,但是在礦山工人得到滿足之後,今年的工作還是得到了保障。
最近二十年間,智利銅礦礦石品位由1.61%下降到0.87%,同期全球範圍內銅礦品位由1.45%下降到1.12%。智利大型礦業企業預計,到2020年智利銅礦平均品位可能為0.67%。
目前智利正在開採的大型銅礦中,El Tesoro平均品位為1.57%,Los Bronces為1.40%,Escondida為1.20%,Collahuasi為0.80%,Codelco為0.78%,Los Pelambre為0.71%,Esperanza為0.66%。
質量指標
等 級 | Cu(% ) | Pb(%) | Zn(%) |
1 | ≧24 | --- | --- |
2 | ≧22 | --- | --- |
3 | ≧20 | --- | --- |
4 | ≧18 | --- | --- |
5 | ≧16 | ≦9 | ≦12 |
6 | ≧14 | ≦9 | ≦12 |
7 | ≧12 | ≦9 | ≦12 |
8 | ≧10 | ≦9 | ≦12 |
9 | ≧8 | ≦9 | ≦12 |
環境保護
銅精礦中的有害元素主要為以下幾種:
元素名稱 | Pb | As | F | Hg | Cd |
各有害元素在銅精礦中的存在形式和化學性質:
鉛:在銅精礦中主要以硫酸鹽及氧化物硫化物的形式存在,其中硫酸鹽熔點(℃):1000℃;分解 ,1170℃。氧化物沸點:1535℃;熔點888℃。硫化物熔點 1114℃。
砷:在銅精礦中一般分為兩個類型,在硫砷銅礦所選出的銅精礦中主要以Cu3AsS4化合物狀態存在。在砷黝銅礦所選出的銅精礦中主要以Cu12As4S13化合物狀態存在。。
氟:在銅精礦中含量極少,主要以CuF2等金屬氟化物形態存在。CuF2熔點:950℃,分解溫度: 950℃,沸點: 950℃。性質非常穩定,常溫下不揮發。
汞:主要在以砷黝銅礦及黑黝銅礦所選出的銅精礦中以Hg12As4S13 、Hg12Sb4S13化合物狀態存在。屬等軸晶系的硫鹽礦物。單晶體常呈四面體(tetrahedron),英文名即由此而來。黝銅礦與砷黝銅礦Cu12As4S13 成類質同象系列。摩斯硬度3~4,比重4.6(砷黝銅礦)至5.0(黝銅礦)。通常呈緻密塊狀或粒狀。
鎘:常與鋅共生於閃鋅礦中,在銅精礦中含量幾乎可以忽略不計,自然界中的形態為硫化鎘CdS,微毒,無放射性,微溶於水和乙醇,溶於酸,極易溶於氨,熔點: >999℃。常溫常壓下,CdS不揮發。