主要矿物
铜是一种典型的亲硫元素,在自然界中主要形成硫化物,只有在强氧化条件下形成氧化物,在还原条件下可形成自然铜。目前,在地壳上已发现铜矿物和含铜矿物约计250多种,主要是硫化物及其类似的化合物和铜的氧化物、自然铜以及铜的硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐类等矿物。其中,能够适合目前选冶条件可作为工业矿物原料的有16种。即自然元素:自然铜(含铜近100%);铜的硫化物:黄铜矿(含铜34.6%,括弧指铜含量,下同)、斑铜矿(63.3%)、辉铜矿(79.9%)、铜蓝(66.5%)、方黄铜矿(23.4%)、黝铜矿(46.7%)、砷黝铜矿(52.7%)、硫砷铜矿(48.4%);铜的氧化物:赤铜矿(88.8%)、黑铜矿(79.9%);铜的硫酸盐、碳酸盐和硅酸盐矿物:孔雀石(57.5%)、蓝铜矿(55.3%)、硅孔雀石(36.2%)、水胆矾(56.2%)、氯铜矿(59.5%)。
目前,我国选冶铜矿物原料主要是黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、孔雀石等。按选冶技术条件,将铜矿石以氧化铜和硫化铜的比例划出三个自然类型。即硫化矿石,含氧化铜小于10%;氧化矿石,含氧化铜大于30%;混合矿石,含氧化铜10%~30%。
铜精矿我国铜矿物原料具有以下特点:
1)适合选冶生产的铜矿物原料,赋存于多种矿床类型。其中,具有重要开採价值的矿床类型:岩浆型铜镍硫化物矿床、斑岩型铜矿床、夕卡岩型铜和多金属矿床、热液脉型铜矿床、火山-沉积块状硫化物型铜矿床、沉积型层状矿床等等。
2)矿石结构构造复杂,嵌布粒度不均,多为不均匀浸染粒度矿石,甚至有不少矿物组合、组构嵌布细微,成分复杂,难选矿石较多。
3)矿石化学成分多样,伴生、共生多种有益有害组分,选冶工艺条件复杂。目前,开发的矿区多数是综合性的铜矿床,共伴生多种有益有害元素。通过综合开採,综合利用,可变害为益,变废为宝。
选矿工艺
铜矿的选矿工艺主要是破碎--球磨--分级--浮选--精选等,对含镍钴钼金等稀贵多金属矿,可将粗选铜精矿再分别浮选镍精矿、钴精矿、钼精矿、金精矿。
国际主要铜矿山企业包括智利的Codelco、澳大利亚的BHP BILLITON、美国的Freeport MacMoRan、英国的AngloAmeirican以及瑞士的Xstrata。主要冶炼厂包括Codelco、Freeport、Xstrata以及国内的江铜、铜陵和金川集团。
据英国商品研究所统计,2012年世界铜矿产量1296.6万吨(含铜量),同比成长3.6%。其中智利产量依然独佔鳌头,达351.1万吨(含铜量),佔全球27.1%。中国排名第二,产量为160万吨。第三名是秘鲁,114.8万吨。
铜精矿的供应压力主要来自供应发展缓慢--2012年铜精矿供应压力主要来自于矿石品位的下降。
尽管2011年下半年集中发生了多起矿山罢工事件,但是在矿山工人得到满足之后,今年的工作还是得到了保障。
最近二十年间,智利铜矿矿石品位由1.61%下降到0.87%,同期全球範围内铜矿品位由1.45%下降到1.12%。智利大型矿业企业预计,到2020年智利铜矿平均品位可能为0.67%。
目前智利正在开採的大型铜矿中,El Tesoro平均品位为1.57%,Los Bronces为1.40%,Escondida为1.20%,Collahuasi为0.80%,Codelco为0.78%,Los Pelambre为0.71%,Esperanza为0.66%。
质量指标
等 级 | 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 |
环境保护
铜精矿中的有害元素主要为以下几种:
元素名称 | Pb | As | F | Hg | Cd |
各有害元素在铜精矿中的存在形式和化学性质:
铅:在铜精矿中主要以硫酸盐及氧化物硫化物的形式存在,其中硫酸盐熔点(℃):1000℃;分解 ,1170℃。氧化物沸点:1535℃;熔点888℃。硫化物熔点 1114℃。
砷:在铜精矿中一般分为两个类型,在硫砷铜矿所选出的铜精矿中主要以Cu3AsS4化合物状态存在。在砷黝铜矿所选出的铜精矿中主要以Cu12As4S13化合物状态存在。。
氟:在铜精矿中含量极少,主要以CuF2等金属氟化物形态存在。CuF2熔点:950℃,分解温度: 950℃,沸点: 950℃。性质非常稳定,常温下不挥发。
汞:主要在以砷黝铜矿及黑黝铜矿所选出的铜精矿中以Hg12As4S13 、Hg12Sb4S13化合物状态存在。属等轴晶系的硫盐矿物。单晶体常呈四面体(tetrahedron),英文名即由此而来。黝铜矿与砷黝铜矿Cu12As4S13 成类质同象系列。摩斯硬度3~4,比重4.6(砷黝铜矿)至5.0(黝铜矿)。通常呈致密块状或粒状。
镉:常与锌共生于闪锌矿中,在铜精矿中含量几乎可以忽略不计,自然界中的形态为硫化镉CdS,微毒,无放射性,微溶于水和乙醇,溶于酸,极易溶于氨,熔点: >999℃。常温常压下,CdS不挥发。
















