礦產(chǎn)資源加工和高效利用(朱景和)

報告人：朱景和2014年7月礦產(chǎn)資源加工和高效利用提綱二礦產(chǎn)資源加工和高效利用一2013年我國有色金屬工業(yè)運行情況第一部分2013年我國有色金屬工業(yè)運行情況

1.1總體情況

1.2主要省區(qū)情況

1.3主要金屬企業(yè)情況

2013年，我國有色金屬工業(yè)生產(chǎn)平穩(wěn)增長，投資結(jié)構(gòu)有所優(yōu)化；有色金屬價格下降，企業(yè)經(jīng)營壓力較大。2013年，十種有色金屬產(chǎn)量首次突破4000萬噸，達(dá)到4046萬噸，8649家規(guī)模以上企業(yè)（不包括獨立黃金企業(yè)）實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入48171億元，利稅總額2933億元，實現(xiàn)利潤1714億元（同比增長2.4%，增幅比全國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的增幅低9.8個百分點）。

1.1總體情況主營業(yè)務(wù)收入利潤總額數(shù)量（億元）比例（%）數(shù)量（億元）比例（%）總計481711001714100礦山37137.737421.8冶煉2118244.041624.3加工2327448.392453.9規(guī)模以上企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(不含獨立黃金企業(yè)，按小行業(yè)分)1.1總體情況據(jù)國家統(tǒng)計局初步統(tǒng)計，2013年我國有色金屬工業(yè)(不包括獨立黃金企業(yè))完成固定資產(chǎn)投資額6608.7億元，比上年增長19.8%。其中,有色金屬礦采選完成固定資產(chǎn)投資1240.9億元，增長14.4%;有色金屬冶煉完成固定資產(chǎn)投資2064.4億元，下降1.0%;有色金屬壓延加工完成固定資產(chǎn)投資3303.4億元，增長40.8%。

1.1總體情況

1.1總體情況資產(chǎn)總計（億元）主營業(yè)務(wù)收入（億元）利稅總額（億元）利潤總額（億元）全國合計336594817129321714國有控股（占比%）13669（40.6）15034（31.2）412（14.1）134（7.8）集體控股（占比%）1481（4.4）2231（4.6）234（7.9）183（10.7）私人控股（占比%）13656（40.5）25385（52.7）1988（67.8）1219（71.1）港澳臺控股（占比%）1661（4.9）1956（4.1）89（3.0）54（3.1）外商控股（占比%）1451（4.3）1587（3.3）91（3.1）52（3.0）其他（占比%）1739（5.2）1977（4.1）118（4.0）71（4.1）規(guī)模以上企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（不含獨立黃金企業(yè)，按所有制分）

1.1總體情況序號省區(qū)名稱產(chǎn)量（萬噸）合計十種有色金屬40461河南5362甘肅3273湖南3014云南3005山東2926內(nèi)蒙2877新疆2598青海2379寧夏16410陜西1602013年十種有色金屬前10位省區(qū)產(chǎn)量1.2主要省區(qū)情況序號企業(yè)名稱凈利潤（億元）1南山集團(tuán)802五礦有色503江西銅業(yè)公司424叢林集團(tuán)255遼寧忠旺246洛陽欒川鉬業(yè)137四川宏達(dá)118金川集團(tuán)109海亮集團(tuán)910銅陵有色8序號企業(yè)名稱銷售收入（億元）1中國鋁業(yè)公司27822江西銅業(yè)公司19303中國有色礦業(yè)集團(tuán)19004金川集團(tuán)18005五礦有色控股14996銅陵有色集團(tuán)12217陜西有色控股集團(tuán)9768南山集團(tuán)8069四川宏達(dá)40410白銀有色3392013年銷售收入前10名企業(yè)2013年利潤總額前10名企業(yè)1.3主要金屬企業(yè)情況序號企業(yè)名稱產(chǎn)量（萬噸）1江西銅業(yè)集團(tuán)公司1222銅陵有色集團(tuán)1203金川集團(tuán)734大冶有色金屬公司505云南銅業(yè)集團(tuán)446山東祥光集團(tuán)387東營方圓有色金屬公司238紫金銅業(yè)有限公司219河北大無縫建昌銅業(yè)公司1510白銀有色集團(tuán)10前10家合計（占比，%）516（79.5）全國產(chǎn)量6492013年電解銅產(chǎn)量前10名企業(yè)1.3主要金屬企業(yè)情況序號企業(yè)名稱產(chǎn)量（萬噸）1豫光金鉛集團(tuán)412濟(jì)源萬洋冶煉有限公司263安陽市豫北金鉛公司244金利金鉛冶煉公司245湖北楚凱冶金公司216湖北金洋冶金公司137湖南水口山有色金屬集團(tuán)128春興再生資源公司119岷山有色金屬公司1110湖南宇騰有色金屬公司11前10家合計（占比，%）192（43.0）全國產(chǎn)量4482013年鉛冶煉產(chǎn)量前10名企業(yè)1.3主要金屬企業(yè)情況序號企業(yè)名稱產(chǎn)量（萬噸）1株洲冶煉集團(tuán)522陜西有色集團(tuán)483深圳中金嶺南254河南豫光金鉛集團(tuán)255中冶葫蘆島集團(tuán)256南方有色冶煉公司247中色庫博紅燁鋅業(yè)218白銀有色集團(tuán)189巴彥淖爾紫金公司1810東嶺鋅業(yè)股份13前10家合計（占比，%）268（50.5）全國產(chǎn)量5302013年鋅冶煉產(chǎn)量前10名企業(yè)1.3主要金屬企業(yè)情況序號企業(yè)名稱產(chǎn)量（萬噸）1全威（銅陵）銅業(yè)公司47.22寧波金田銅業(yè)公司36.03寶勝集團(tuán)有限公司20.94海亮集團(tuán)有限公司20.45新興鑄管（浙江）銅業(yè)17.26中色奧博特銅鋁業(yè)公司15.37深圳誠威電線有限公司14.38九星控股集團(tuán)通遼銅業(yè)14.09中山天乙銅業(yè)有限公司13.810江西銅業(yè)集團(tuán)銅材公司13.1前10家合計（占比，%）212.2（19）全國產(chǎn)量11172013年銅材產(chǎn)量前10名企業(yè)1.3主要金屬企業(yè)情況中國是有色金屬大國，但還不是強國。中國要成為有色金屬強國必須兩手抓：一手抓資源，一手抓技術(shù)。小結(jié)第二部分礦產(chǎn)資源高效加工和綜合利用2.1中國礦產(chǎn)資源概況2.2中國礦產(chǎn)資源的可供性2.3礦物加工(選礦)基礎(chǔ)2.4銅資源的開發(fā)利用2.5礦物加工技術(shù)進(jìn)展2.6提高選礦廠經(jīng)濟(jì)效益的思考

17（1）中國礦產(chǎn)資源總體上儲量大，種類繁多目前，我國已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)有171種，已探明儲量的礦產(chǎn)有158種。已探明的礦產(chǎn)資源總量約占世界的12%，居世界第三位。我國主要礦產(chǎn)的儲量和基礎(chǔ)儲量占世界前五名的有26種，基礎(chǔ)儲量進(jìn)入前五名的有24種。其中基礎(chǔ)儲量居世界第一、二位，人均占有量超過世界平均水平的有煤、鎢、錫、銻、鈦、稀土、石膏、膨潤土、芒硝、菱鎂礦、石墨等。下表列舉了2011年中國及世界固體礦產(chǎn)資源的情況。在上述礦種中，我國的稀土、鎢、鉛、鋅、銻、鉬、鎂在世界各國的儲量中名列前茅，其中稀土、鎢、銻和錫仍是世界上的名牌礦種。鉬的儲量也較大。2.1中國礦產(chǎn)資源概況

---中國是礦產(chǎn)資源大國和礦業(yè)大國182011年中國主要金屬礦產(chǎn)儲量與世界儲量的比較19（2）中國金屬礦產(chǎn)資源人均占有量低，稟賦差礦產(chǎn)人均儲量占世界人均%人均產(chǎn)量（千克）占世界人均%人均消費量（千克）占世界人均％鐵礦石9.88噸42187113230129錳礦石99千克3621662.8233鉻礦石2.92千克0.50.166.70.731銅礦石13.20千克180.41201.0646鋁土礦283千克7.36.9(金屬)332.3(金屬)60鋅礦石16.50千克551.2900.8662鎳礦石2.20千克330.04220.0317.6鎢礦石0.95千克1590.0183000.00683稀土18千克1380.064190.018119鉀鹽56千克3.60.2762.868中國幾種重要礦產(chǎn)資源的人均儲量、產(chǎn)銷量20①少量稀有金屬礦產(chǎn)資源豐富，但大宗礦產(chǎn)資源儲量不足。鎢、錫、鉬、銻和稀土等用量不大的“小金屬”礦產(chǎn)儲量居世界前列，需求量較大的富鐵礦、錳、鉻、銅、鋁等大宗礦產(chǎn)資源的儲量卻不足。此外，需求量同樣較大的鉛、鋅、鎳、金、銀等礦產(chǎn)資源的人均擁有量也明顯低于世界人均水平。（3）與世界礦產(chǎn)資源大國和礦業(yè)強國相比，中國的金屬礦產(chǎn)資源有以下不利因素：21②礦產(chǎn)資源分布不均，新探明的資源大都在開發(fā)條件差或邊遠(yuǎn)地區(qū)礦產(chǎn)資源的形成遵循地質(zhì)成礦規(guī)律。從時間和空間上講，中國大陸是不同時代，多種類型地質(zhì)單元的多重拼合體，演化歷史復(fù)雜，成礦條件良好，但礦產(chǎn)資源分布不均。鐵礦主要分布在東北和西南地區(qū)；銅礦以長江中下游和贛東北為主，約為全國儲量的31.90%，其次有西北和西南地區(qū)；鉛鋅在華南和西部居多；鎢大都分布在江西、湖南、廣東及河南，錫主要分布在廣西、云南。鋁土礦多分布在山東、陜西、河南、山西、貴州和廣西。22東部和中部的礦產(chǎn)資源大都開發(fā)很早，比較充分，并且已有不少礦山因資源枯竭而關(guān)閉。令人可喜的是，近幾年新探明了一批礦產(chǎn)資源，例如西藏岡底斯成礦帶發(fā)現(xiàn)了多個大型多金屬礦床包括玉龍、甲瑪、廳宮、沖江、驅(qū)龍、朱諾、得明頂和吉如等銅多金屬礦床，有的已進(jìn)入開發(fā)階段。還有新疆的阿舍勒銅鋅礦、四川甘孜州的白玉銅礦等。這些礦區(qū)大多在海拔高，交通、電力不便或邊遠(yuǎn)的西南、西北地區(qū)，這給礦山的開發(fā)建設(shè)帶來不便。23③貧礦多、富礦少以國民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用最廣的鐵、銅和鋁為例：中國的鐵礦資源儲量尚可，但平均含鐵品位僅有33%（鐵礦出口大國品位在55～65%），富鐵礦儲量不到5%，亦即95%以上的貧鐵礦需經(jīng)選礦富集后才能送高爐冶煉。中國銅礦石的平均品位僅有0.87%，其中含銅1%以上的礦石儲量只有35.9%。位居亞洲前列的特大型銅礦山江西德興銅礦原礦含銅僅為0.41%，為全國最低，但其儲量占全國可采總量的五分之一。中國銅礦物以黃銅礦為主，含銅低。又如：我國的鋁土礦資源以一水硬鋁石－高嶺石型為主，該類型礦石占總儲量的99%，而三水鋁石型鋁土礦僅在廣東、海南、福建和臺灣少量分布，占總儲量的1%。與三水鋁石相比，一水硬鋁石鋁硅比偏低，其中鋁硅比大于7的礦石量僅占33.05%。這種鋁資源的性質(zhì)決定了我國氧化鋁工業(yè)的能耗、堿耗均高于國外以三水鋁石為原料的氧化鋁廠。24④單一礦種少，礦物共、伴生關(guān)系復(fù)雜，有用礦物嵌布粒度細(xì)在已開發(fā)利用的139個礦種中，有87種礦產(chǎn)來源于共生和伴生礦床。中國的單一型銅礦僅為27%，其余73%的銅礦中共生或伴生有鉛、鋅、黃鐵礦、金、銀及其它稀散元素或稀貴金屬。例如：云南會澤鉛鋅礦深部礦體中方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、白鉛礦、菱鋅礦、異極礦共生，選礦分離需要綜合回收硫化鉛、硫化鋅、氧化鉛、氧化鋅和黃鐵礦。湖南柿竹園多金屬礦中，黑、白鎢礦共生，鉬、鉍、黃鐵礦等硫化物共生，白鎢礦與螢石、方解石、石榴石等含鈣礦物共生，使礦物分離困難。25云南會澤富鍺硫化－氧化鉛鋅混合礦的選礦新工藝核心技術(shù)：根據(jù)方鉛礦、黃鐵礦、閃鋅礦、菱鋅礦、異極礦可浮性和浮游速度的差異，按照分流分速的原則，先硫后氧，先鉛后鋅，等可浮異步選鉛，鋅硫混選，鋅硫分離，氧化鉛電位調(diào)控硫化浮選，氧化鋅不脫泥浮選，綜合回收方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、白鉛礦、菱鋅礦。26云南會澤富鍺硫化－氧化鉛鋅混合礦選礦工藝流程圖27⑤中小型礦床多，難以建設(shè)大型和超大型采選企業(yè)以銅為例，目前在中國已發(fā)現(xiàn)的900多個礦床中，大型銅礦床僅為2.7%，中型礦床占8.9%，小型礦床占88.4%。近年來，我國礦產(chǎn)銅產(chǎn)量一直維持在120萬噸左右，而智利的Escondida一個礦山的年產(chǎn)量就達(dá)110萬噸，產(chǎn)能達(dá)到130萬噸。它單個礦山的產(chǎn)銅量就相當(dāng)于我們國家全國的產(chǎn)量。其它的有色金屬礦山更是小型地下礦開采居多，大型露天開采少，使采選生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不高。⑥后備礦床不足，但資源潛力大按現(xiàn)已探明的儲量和現(xiàn)有的開采規(guī)模，除鉬以外，有色金屬礦產(chǎn)資源大體上僅夠今后20年的開采量。東部和中部的礦產(chǎn)資源大都開發(fā)很早，比較充分，大多數(shù)國有有色金屬礦山已進(jìn)入中晚期并且已有不少礦山因資源枯竭而關(guān)閉。但二輪找礦（摸邊探底）成績顯著，西南和西北已發(fā)現(xiàn)不少新資源。28中國正處于工業(yè)化的中后期階段，今后20～30年內(nèi)，對國外礦產(chǎn)的依存度大約是40～60%。王安建等對世界上100多年來工業(yè)化過程中經(jīng)濟(jì)發(fā)展與礦產(chǎn)資源的消費規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，工業(yè)化階段是一個國家或地區(qū)礦產(chǎn)資源快速消費時期，大致呈“S”形曲線，如圖（引自王安建文獻(xiàn)）。2.2中國礦產(chǎn)資源的可供性29人均礦產(chǎn)金屬消費與人均GDP的關(guān)系30他們的研究表明，人均礦產(chǎn)資源的消費量與同一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān)。在農(nóng)業(yè)社會，金屬礦產(chǎn)的消費量與人均GDP增長的關(guān)系并不確定；進(jìn)入前工業(yè)化階段，礦產(chǎn)資源的人均消費量開始增長；當(dāng)進(jìn)入工業(yè)化階段后，隨著人均GDP的增長，人均礦產(chǎn)資源的消費量呈快速增長的趨勢；當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到一定水平后（例如，美國、英國、日本），金屬消費增長會保持在一定水平；進(jìn)入后工業(yè)化階段，呈下降趨勢。圖中左側(cè)曲線表明緩慢工業(yè)化過程，例如英國、美國；右側(cè)曲線表明快速工業(yè)化過程，例如日本、韓國；與前者比其工業(yè)化周期短，對資源的消耗強度更大。31中國在90年代初期開始進(jìn)入經(jīng)濟(jì)快速增長時期，對資源的需求量顯著增加。與美英等完成工業(yè)化的國家相比，中國走的是一條新型工業(yè)化道路，其特點是科技含量高，資源消耗少，環(huán)境污染少，經(jīng)濟(jì)效益高。但是，由于工業(yè)化周期大大縮短，城鎮(zhèn)化進(jìn)程快,人口多,對礦產(chǎn)資源的消費強度仍然會很高。目前中國鐵、銅、鋁、鉛、鋅、鉻、錳等礦產(chǎn)品自產(chǎn)量不足，需要大量進(jìn)口。例如，近年間，銅產(chǎn)量的60%以上，鋁產(chǎn)量的40%以上，鉛產(chǎn)量的30%，鋅產(chǎn)量的20%是靠進(jìn)口原料生產(chǎn)的，目前我國鋼鐵企業(yè)鐵精礦的平均自給率不到50%。今后還有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢。幾種主要的產(chǎn)品的對外依存度列于下表。32幾種主要金屬礦產(chǎn)品對外依存度預(yù)測對外依存度%金屬礦產(chǎn)品2000年2005年2010年2015年2020年鐵礦石435555～5745～5840～60銅精礦50.652.1～6044.6～6037～6030～60氧化鋁2827～3430～3632～4428～50鋅精礦不詳不詳10～13.520～2730～4033中國大量進(jìn)口金屬礦產(chǎn)品原料，加劇了全球原料供應(yīng)緊張，價格上揚，對中國的鋼鐵及有色金屬工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。如何保護(hù)與綜合開發(fā)利用本國的礦產(chǎn)資源并實施全球化的策略是面臨的重要課題。隨著低品位、難處理共生礦石量的增加和對礦產(chǎn)品質(zhì)量的高要求，對礦產(chǎn)資源的高效開發(fā)和綜合利用技術(shù)以及裝備水平的要求也越來越高。

大量資源無法利用，急需開發(fā)新技術(shù)，解決資源利用難題國內(nèi)資源開發(fā)技術(shù)需求我國已探明的有色金屬資源中，目前無法經(jīng)濟(jì)利用的低品位礦、多金屬復(fù)雜礦等難處理資源占總資源量的2/3以上。（數(shù)據(jù)來源：中國工程院2002年咨詢報告“礦產(chǎn)資源可持續(xù)供應(yīng)問題及對策研究”）383%鋅16898073478%鎳638190急需新技術(shù)處理資源量/萬噸金屬目前實際可利用資源量/萬噸金屬急需新技術(shù)來處理的資源量為實際可利用資源量的百分比國外資源開發(fā)技術(shù)需求

國內(nèi)有許多公司已走出國門，在國外已擁有很多資源，但多數(shù)為難處理資源，如非洲銅鈷礦、東南亞的紅土鎳礦等。351.選礦、選礦的目的選礦也稱礦物加工。是固體礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)鏈上，一個介于采礦和冶煉加工之間的重要環(huán)節(jié)，它是將采出的礦石（原礦）運到選礦廠，經(jīng)機械粉碎，使不同的礦物由集合體狀態(tài)變?yōu)閱误w，再用不同的分選方法分離成用于不同目的的精礦產(chǎn)品。當(dāng)今礦物材料也屬于礦物加工領(lǐng)域。選礦廣泛地用于分離技術(shù)與工程。2.3礦物加工（選礦）基礎(chǔ)36選礦的主要目的是：（1）將礦石中有用礦物與脈石礦物分離，提高有用礦物組分的含量（品位），滿足后續(xù)的冶煉或化工加工的需要。（2）使彼此共生的有用礦物分離，成為單獨的精礦產(chǎn)品，送不同的冶煉工序，達(dá)到綜合利用的目的。（3）排除對冶煉或其他加工環(huán)節(jié)有害的雜質(zhì)。（4）滿足后續(xù)冶煉或其他加工對礦物的粒度或形貌的要求。37

2.選礦方法常用的選礦方法有：浮選法，磁選法，重選法。此三大選礦方法應(yīng)用最廣，尤其是浮選法。此外還有：靜電選礦，摩擦選礦，粒度選礦，化學(xué)選礦，生物選礦，輻射選礦，以及浸出，手選等。38

3.選礦的基本作業(yè)⑴選別前的準(zhǔn)備作業(yè)礦石破碎、篩分，磨礦、分級，弱磁性鐵礦石磁化焙燒等。有時需預(yù)先脫泥。⑵選別作業(yè)如上所述的浮選、磁選、重選等各種選礦方法⑶精礦處理作業(yè)精礦的輸送，濃密、過濾、干躁等脫水作業(yè)及裝運。⑷尾礦處理作業(yè)尾礦輸送，尾礦庫內(nèi)排放，尾礦庫管理。394.選礦廠規(guī)模行業(yè)規(guī)格黑色金屬選礦廠有色金屬選礦廠萬t/at/d萬t/at/d大型100以上3000以上100以上3000以上中型100～303000～900100～203000～600小型30以下900以下20以下600以下2.4銅資源的開發(fā)利用（1）世界銅礦資源及其分布

據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局估計，2010年世界陸地銅資源量約為5.4億t，深海底和海山區(qū)的錳結(jié)核及錳結(jié)殼中的銅資源量為7億t，主要分布在太平洋。另外，洋底或海底熱泉形成的賤金屬硫化物礦床中也含有大量的銅資源。世界銅礦床約90%分布于下述六個區(qū)域。1）安第斯區(qū)。銅礦床與二長巖浸入體有關(guān)，主要是斑巖銅礦，包括智利和秘魯?shù)雀鞔蟮V床。2）美國。銅礦床與二長巖浸入體有關(guān)包括猶他州的斑巖銅礦床和亞利桑那州等地銅礦床。3）加拿大東南部。銅礦床與紫蘇輝長巖關(guān)系密切，如蘇德柏利銅鎳礦床。4）非洲中南部。層狀浸染銅礦，有北羅德西亞及其附近銅礦床。5）烏拉爾山區(qū)。銅礦床與凝灰?guī)r系及酸性浸入巖體有關(guān)。6）日本、菲律賓、中國等銅礦床主要與巖漿巖有關(guān)，其中以含黃鐵礦型銅礦床最為著名。2.4銅資源的開發(fā)利用國家銅金屬儲量（萬t）占世界銅總儲量比例（%）智利1600029.52秘魯630011.62墨西哥38007.01美國35006.46印度尼西亞31005.72中國30005.54波蘭26004.80澳大利亞24004.43俄羅斯20003.69贊比亞19003.51哈薩克斯坦18003.32加拿大8001.48其他700012.92全世界54200100.00世界主要產(chǎn)銅國銅礦儲量資料來源：U.S.GeologicalSurvey,MineralCommoditySummaries,January2010

（2）我國銅礦資源現(xiàn)狀

據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局估計，2010年世界陸地銅資源儲量5.4億t中，中國銅礦資源儲量有3000萬噸，約占世界銅總儲量的5.54%，處于世界平均水平以下。近年來，我國銅精礦消費量持續(xù)快速增長，成為全球最大的銅消費國。2010年我國銅需求總量達(dá)到500萬噸以上，而國內(nèi)銅精礦的供給能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足精煉銅的生產(chǎn)需求，對外依存度達(dá)80%以上，產(chǎn)生的缺口也逐年增加。和其他有色金屬一樣，資源供給不足已成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問題。

2.4銅資源的開發(fā)利用據(jù)2009年國土資源部統(tǒng)計，截至2008年，全國共查明銅礦1483個，其中著名的大型銅礦有江西德興銅礦、西藏玉龍銅礦、驅(qū)龍銅礦及近年來新發(fā)現(xiàn)的云南普朗銅礦。全國累計查明資源儲量（銅金屬）7710萬t，主要分布在西南三江地區(qū)、長江中下游、東南沿海、秦祁昆成礦帶以及遼吉黑東部、西藏岡底斯成礦帶，即江西、云南、湖北、西藏、甘肅、安徽、山西、內(nèi)蒙古、黑龍江等省區(qū)，這9個省區(qū)的基礎(chǔ)儲量約占全國總基礎(chǔ)儲量的81.53%。我國銅礦資源儲量及其分布見下表。

2.4銅資源的開發(fā)利用

（3）銅精礦的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

銅的特性與其純度有極大關(guān)系，微量雜質(zhì)的存在將會大大影響銅的性能。砷對銅的機械性能影響不大，含砷0.8%的銅尚能拉成極細(xì)的銅絲，當(dāng)含砷量達(dá)到1%以上，將引起赤熱脆弱現(xiàn)象。另外砷對銅的導(dǎo)電率影響極大，銅中含0.0013%砷，即可使銅的導(dǎo)電率降低1%。硫

硫是以Cu2S的形式存在于銅中，銅中含硫0.5%時則產(chǎn)生低溫脆弱現(xiàn)象，含硫0.1%時，經(jīng)碾軋便會發(fā)生嚴(yán)重龜裂現(xiàn)象，并對銅的彎曲性能影響很大。此外，含硫的銅在鑄造時易產(chǎn)生砂眼。2.4銅資源的開發(fā)利用

磷

銅中含磷能改善機械性能，但其對銅的導(dǎo)電率危害很大，故用于制造導(dǎo)線的銅中不宜含磷。

鐵

微量的鐵，對銅的機械性能影響不大，當(dāng)含量達(dá)到2%時，使強度及硬度稍增，但對導(dǎo)電率影響甚大，并對銅的延展性、抗蝕性均有影響。銻

銻在銅中亦是有害的雜質(zhì)，含銻在0.0071%時，即可降低導(dǎo)電率1%。含銻達(dá)1%的銅，在加工時周邊會發(fā)生龜裂現(xiàn)象，稍加彎曲即易折斷。

鉍

鉍對銅的機械性能危害最大，含鉍0.025%的銅，在赤熱的情況下錘擊，即產(chǎn)生龜裂，甚至粉碎。銅中含鉍一般不得超過0.005%。以上這些雜質(zhì)必須在選冶加工過程中盡可能地除去，以減少精煉和機械加工的困難。特別是砷對冶煉工人和煉廠周圍的居民身體健康危害極大，必須在選礦過程中最大限度地將砷礦物除去，使銅精礦含砷愈少愈好。（3）銅精礦的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)品級Cu(%)不小于雜質(zhì)(%)不大于AsPb+ZnMgOBi+Sb一級品320.1210.1二級品250.2520.3三級品200.2830.4四級品160.31040.5五級品130.41250.61、銅精礦中金、銀為有價元素，應(yīng)報分析數(shù)據(jù)；2、銅精礦中水分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))不得大于12%，冬季應(yīng)不大于8%；3、銅精礦中不得混人外來夾雜物。同批精礦要求混勻；4、銅精礦中天然放射性限值應(yīng)符合GB20664-2006的要求。銅精礦標(biāo)準(zhǔn)（YS/T318-2007）2.4銅資源的開發(fā)利用

在自然界中已知的銅礦物總計有200余種，但具有工業(yè)應(yīng)用價值的銅礦物有17種左右（見表3）。銅具有強烈的親硫性，銅的硫化物居絕對多數(shù)。（4）銅礦物與銅礦床的主要種類2.4銅資源的開發(fā)利用礦物類別礦物名稱化學(xué)組成理論含銅量(Cu%)密度(g/cm3)顏色莫氏硬度晶系自然銅Cu100.008.5～8.9銅紅色2～3等軸硫化礦物黃銅礦CuFeS234.564.1～4.3金黃色3.5～4正方輝銅礦Cu2S79.805.5～5.8鐵黑具藍(lán)紋2.5～3斜方斑銅礦Cu5FeS463.304.9～5.4青銅色，深藍(lán)3等軸銅藍(lán)CuS66.444.6～6青藍(lán)－灰1.5～2六方黝銅礦4Cu2S·Sb2S352.104.4～5.1灰黑3～4.5等軸砷黝銅礦4Cu2S·As2S357.504.4～4.5灰白色3～4等軸硫砷銅礦Cu3AsS448.404.4淺灰黑或鐵黑3.0斜方氧化礦物孔雀石CuCO3·Cu(OH)257.573.9～4.1翠綠至黑綠3.5～4單斜硅孔雀石CuSiO3·2H2O36.202.1綠色至淺藍(lán)2～4非晶藍(lán)銅礦2CuCO3·Cu(OH)269.203.8天藍(lán)至深藍(lán)3.5～4單斜赤銅礦Cu2O88.806.0淺紅－灰3.5～4等軸黑銅礦CuO79.896.0黑色3～4單斜膽礬CuSO4·5H2O25.502.3藍(lán)色至天藍(lán)2.5三斜水膽礬CuSO4·3Cu(OH)256.203.9翠綠色3.5～4斜方氯銅礦CuCl2·3Cu(OH)261.003.7～3.8翠綠黑綠3～3.5斜方銅綠礬(Cu、Fe)SO4·7H2O10～182.15藍(lán)色主要銅礦物一覽表（5）硫化銅鋅礦浮選實踐——紅透山銅礦紅透山銅礦為典型的銅鋅多金屬硫化礦，原礦中有用礦物種類比較豐富。目前選礦廠處理礦石量在59萬噸／年左右，通過優(yōu)先浮選方法回收銅、鋅、硫、金、銀等有價礦物，主產(chǎn)品有銅精礦、鋅精礦和硫精礦，銅精礦品位20．5％，銅回收率91．5％，鋅精礦品位48％，鋅回收率73％，硫精礦品位35％，硫回收率70％。存在問題：①鋅的回收率偏低；②伴生金、銀的回收率偏低，只有40%多。為此，集團(tuán)公司于2008年聯(lián)合中南大學(xué)、東北大學(xué)、沈陽研究院、紅透山銅礦申報了國家“十一五”科技支撐計劃“難處理有色金屬資源開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備研究項目”，目的就是想解決其有價金屬回收率偏低的問題。2.4銅資源的開發(fā)利用（5）硫化銅鋅礦浮選實踐——紅透山銅礦2.4銅資源的開發(fā)利用①礦石性質(zhì)紅透山銅礦主要有價元素有銅、鋅、硫，并伴生有金、銀。礦石中銅礦物主要為黃銅礦、鋅礦物主要為閃鋅礦、硫礦物為黃鐵礦和磁黃鐵礦；脈石礦物主要有石英、斜長石、正長石、透閃石、輝石和黑云母等。原礦化學(xué)多元素分析如下：原礦物相分析如下：原礦物相分析如下：②工藝流程浮選流程結(jié)構(gòu)可分為四個部分：第一部分是銅、硫等可浮，即不加硫酸銅，只加黃藥和少量石灰，在pH值為8～9的情況下，浮選得到銅、硫混合精礦(其中有少量易浮鋅)，然后在尾礦中加入硫酸銅活化，將難浮的鋅礦物和硫化鐵浮出，得到鋅硫混合精礦和尾礦；第二部分是銅、硫分離，優(yōu)先浮出銅精礦，底流即為硫精礦；第三部分是鋅、硫分離，優(yōu)先選鋅，底流即為次硫精礦；第四部分次硫精礦經(jīng)過再選，得硫精礦和廢棄尾礦。嵌布粒度分析黃銅礦和閃鋅礦浸染粒度以粗粒嵌布為主，但其在-0.038mm粒級中的分布率分別為11.95%和9.01%，而且這些細(xì)小顆粒一部分浸染在脈石礦物中，另一部分則被其它金屬礦物包裹，較難回收。金銀礦物的嵌布特點：超過50%的金銀礦物被包裹在脈石礦物中，而且金銀礦物的嵌布粒度非常細(xì)小，全部分布在-0.038mm粒級中。③磨礦細(xì)度研究通過對主要礦物嵌布特征的分析，發(fā)現(xiàn)紅透山礦石中銅的最佳磨礦細(xì)度為-200目顆粒占76.77%，鋅的最佳磨礦細(xì)為-200目顆粒占84.58%，銀的最佳磨礦細(xì)度為-200目顆粒占95.02%。而紅透山選礦廠的磨礦細(xì)度僅能達(dá)到70%左右。因此，磨礦細(xì)度不夠是制約紅透山有價金屬回收率的一個重要因素。為提高磨礦的研磨作用，采取了增加磨礦介質(zhì)表面積的措施，即保持補加球重量不變而減小補加球直徑就可增加球的表面積，從而強化磨礦效果。通過反復(fù)試驗，將補加球的直徑由60mm降到40mm，鋼球的表面積增加了36.38%，其磨礦細(xì)度較以前提高了8%左右，有價金屬的回收率也有了一定的提高。目前紅透山的磨礦細(xì)度可達(dá)到77%左右。④藥劑制度的研究

采用了新型捕收劑G115，它對金、銀、銅等礦物捕收力強。另外，采用混合用藥，黃藥與黑藥的用藥比為4:1時，金銀回收率最高。⑤更換老舊浮選機

紅透山原來一直在用老式的機械攪拌式浮選機，包括JJF型、SF型、XJK型。這些浮選機底部存在一定的死區(qū)，礦漿循環(huán)效果差，礦化程度低，泡沫層薄等缺點。經(jīng)論證，決定采用XCF和KYF兩種充氣式浮選機，提高了選別效果。⑥攻關(guān)效果

通過近四年的攻關(guān)，紅透山的Cu、Zn、Au、Ag的回收率分別提高了1.5、5.0、3.0和3.0個百分點。以其年處理量600000噸礦量，原礦品位分別為1.32%、1.90%、0.53g/t和28.15g/t，金屬價格分別為50000元/噸、12000元/噸、260元/克和4元/克計算，年增加效益1178萬元。其中：銅效益增加：600000×1.32%×1.5%×50000×0.8=475萬元

鋅效益增加：600000×1.90%×5.0%×12000×0.7=479萬元

金效益增加：600000×0.53%×3.0%×260×0.5=124萬元

銀效益增加：600000×28.15%×3.0%×4×0.5=100萬元2.5礦物加工技術(shù)進(jìn)展1、重視礦石物性和工藝礦物學(xué)的研究加強對礦物資源個性化的研究，利用其天然的甚至微小的物性差異，擴(kuò)大其分選的差異，達(dá)到礦物高效分離的目的。“細(xì)節(jié)決定勝負(fù)”。礦物加工技術(shù)發(fā)展到今天，已不再是從前粗獷式的分選。事實上，很多工藝技術(shù)的突破，正是由于對目的礦物和非目的礦物進(jìn)行精細(xì)研究之后，在工程上采取了也許是并非困難的技術(shù)措施而實現(xiàn)的。59選礦產(chǎn)品檢查選礦產(chǎn)品包括流程中的開口產(chǎn)品（精礦、尾礦、中礦）和流程中中間作業(yè)產(chǎn)品的檢查。包括磨礦和選礦產(chǎn)品中礦物解離度的測定，粒度分布特性，連生特性（富連生體、貧連生體、包體連生、平行連生、環(huán)狀連生）礦物含量、含雜。對于非金屬精礦有的還需要檢測礦物形貌，晶形，例如晶質(zhì)石墨，云母等。60礦物分選的晶體化學(xué)原理這是近年間引起注意的一個研究領(lǐng)域。礦物晶體化學(xué)對礦物物性及可選性（礦物加工性能）的影響：①表面特性→可浮性→浮選②解理、硬度、脆性、形狀→選擇性磨礦，分級，重選③結(jié)構(gòu)、表面特性→礦物改性，礦物材料④結(jié)晶粒度：結(jié)晶粒度粗的磁性礦物，磁疇結(jié)構(gòu)破壞后細(xì)顆粒剩磁高，易產(chǎn)生磁團(tuán)聚→磁選，絮凝⑤晶系的影響：單斜磁黃鐵礦與六方磁黃鐵礦相比，磁性和可浮性有差異→磁選，浮選⑥類質(zhì)同象→磁選，浮選，冶煉此外，還有礦物表面缺陷的影響。61工藝礦物學(xué)研究的作用（1）通過對原礦工藝礦物學(xué)的研究可以確定：●礦石分選的難易程度。●磨礦流程結(jié)構(gòu)，磨礦段數(shù)及最終磨礦細(xì)度，包括連續(xù)磨礦或階段磨礦階段選別?！穹诌x的原則流程，尤其要確定復(fù)雜流程中打頭的選別方法（重、磁、?。┖褪紫确蛛x的礦物，確定礦物分選的順序?！耦A(yù)選拋尾的可能性及拋尾粒級，拋尾作業(yè)地點。●按礦物計算出選礦可能達(dá)到的理論回收率和品位。例如，某鈮、鋯礦石，業(yè)主要求精礦中五氧化二鈮的品位達(dá)50%以上，后經(jīng)工藝礦物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，理論上最高品位只達(dá)45%左右。62（2）通過對選礦產(chǎn)品的工藝礦物學(xué)研究可確定：●主要礦物或元素在選礦流程中的走向和各作業(yè)的富集程度及分布規(guī)律。目前是按元素分析為主，將來可能以礦物含量計算流程。澳大利亞的分析儀器MLA，礦物解離度分析系統(tǒng)，在工藝礦物學(xué)中有很好的應(yīng)用?！裼绊懢V質(zhì)量的原因（單體，連生體）。例如，盧氏官坡六零六礦鋰精礦品位小于5%，后查明純鋰輝石含Li20只有5.68%，達(dá)不到7%,鋰精礦品位大于6%是不可能的。新疆阿舍勒銅精礦含砷的原因—砷黝銅礦。●尾礦中有價元素流失的原因（單體、連生體、粗粒級、細(xì)粒級）。●各種精礦中元素互含及含雜情況。63國家863項目“銅鈷鎳等金屬礦生物堆浸技術(shù)”Muliashi項目當(dāng)初設(shè)計時軟巖礦Cu品位為1.49%，氧化率64%，硬巖礦Cu品位為1.27%，氧化率60%；設(shè)計年產(chǎn)陰極銅40kt（堆浸21kt、攪浸19kt）；軟、硬巖礦采用不同的選冶工藝處理，硬巖礦的粉礦（約占硬巖礦礦量的29%）以及軟巖礦采用加溫攪拌浸出工藝，除去粉礦的硬巖礦采用堆浸工藝。根據(jù)南非Mintek

公司、Snc-Lavalin

公司的試驗資料，加溫攪拌浸出銅浸出率70~90%，常溫攪拌浸出銅浸出率57.7~63.6%，加溫比常溫的銅浸出率大大提高。Muliashi項目攪拌浸出設(shè)計方案為加溫到65℃下進(jìn)行浸出。但為什么要加溫，外國公司并沒告訴我們。64原因找出后，我們就可以采取一些針對性的措施，如生物浸出或者考慮用選礦的方法進(jìn)行預(yù)先富集。在國家863項目的支持下，我們委托東北大學(xué)、中南大學(xué)對Muliashi項目進(jìn)行了系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究。結(jié)果是：調(diào)整劑捕收劑起泡劑浮選劑國內(nèi)外選礦藥劑種類繁多，不完全統(tǒng)計就有數(shù)百種，常用的也有100多種。各種捕收劑，起泡劑，調(diào)整劑，絮凝劑，助濾劑等選礦藥劑已全部國內(nèi)自給，并部分出口到國外選礦廠，這些國產(chǎn)選礦藥劑廣泛用于各種黑色、有色、稀有金屬、黃金和非金屬選礦廠。2.5礦物加工技術(shù)進(jìn)展2、選礦藥劑捕收劑特點：S原子（二價）組成親固基，疏水基分子量小，可得黃藥、黑藥、氨基硫代甲酸鹽、硫醇、硫脲等酸相應(yīng)的酯類，形成硫基化合捕收劑。黃藥①結(jié)構(gòu)：R-O-C

-OCSS-親固基；Me—K+、Na+；②合成：ROH+NaOHRONa+H2O；

RONa+CS2ROCSSNa；醇中R基長短不同，可得不同黃藥。③性質(zhì)：

A、物理性質(zhì)

B、穩(wěn)定性：不穩(wěn)定性、熱分解、水、酸中分解。

SS-Me氧化黃藥為還原劑，與空氣中氧、水中氧均可發(fā)生：

2ROCSSNa+O2+CO2（ROCSS）2+NaCO3

（ROCSS）2是油狀體。

黃藥與金屬離子生成難溶鹽——黃藥浮選該類礦物的依據(jù)。

ROCSSNa+CuSO4Cu（ROCSS）2↓+Na2SO4

有人認(rèn)為Cu（ROCSS）2氧化成（ROCSS）2。捕收劑黃藥類捕收劑的捕收機理

認(rèn)識的三個階段：①化學(xué)假說：表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)物溶度積越小,反應(yīng)越易發(fā)生。②吸附假說：黃原酸離子與表面離子交換吸附；分子吸附，ROCSSH或ROCSS對表面的吸附。③氧化和氧化作用（電化學(xué)機理）：硫化礦礦物表面適度氧化是進(jìn)行浮選的重要條件。因為硫化礦表面氧化后形成硫酸鹽，而硫酸鹽的溶解度比相應(yīng)硫化物要大得多，這就有利于黃藥類的捕收劑與SO42-之間進(jìn)行離子交換。捕收劑種類：抑制、活化、PH調(diào)節(jié)、礦泥分散、凝結(jié)、絮凝。特點：①包括無機、有機化合物；②同一藥劑，不同條件下作用不同。活化劑抑制劑調(diào)整劑作用機理：活化劑的作用是在礦物表面生成促進(jìn)捕收劑作用的薄膜。一般認(rèn)為它有以下幾方面的作用。硫化物在浮選中的作用A.活化有色氧化礦——硫化作用；有色金屬氧化礦用硫化礦類捕收劑（如巰基類）時，氧化礦需硫化。用Na2S處理、活化，生成硫化物薄膜，用黃藥浮選孔雀石：

CuCO3·Cu(OH)2』CuCO3·Cu(OH)2+2Na2S=CuCO3·Cu(OH)2』2CuS+2NaOH+Na2CO3活化劑B.由于交換吸附或置換的化學(xué)反應(yīng)，在礦物表面形成難溶的活化薄膜；比如用硫酸銅對未被抑制過的閃鋅礦的活化作用，是由于硫酸銅的的Cu2+與閃鋅礦中的Zn2+發(fā)生置換反應(yīng)：

ZnS』ZnS+CuSO4=ZnS』CuS+ZnSO4C.溶解礦物表面抑制薄膜；例如：黃鐵礦表面的氫氧化鐵薄膜，它是阻礙捕收劑作用的抑制薄膜，用硫酸作活化劑進(jìn)行處理后，則可溶解抑制性的氫氧化鐵薄膜，從而有利于黃藥對黃鐵礦的捕收作用。D.消除礦漿中有害離子，提高捕收劑的浮選活化實例：用Na2CO3去除“難免離子”Ca2+、Mg2+，以脂肪酸浮選白鎢、螢石。活化劑目標(biāo)：阻止或削弱礦物對捕收劑吸附，增強親水性。石灰

CaO+H2OCa(OH)2

；

Ca(OH)2CaOH++OH-

；

CaOH+Ca2++OH-

；硫化礦調(diào)整劑：pH≥11～12，抑制鐵的硫化礦。抑制原理：A.堿性中礦物表面生成Fe（OH）3親水膜；

B.Ca2+→CaSO4沉淀，抑制作用；

抑制劑破碎設(shè)備

俄羅斯米哈諾布爾選礦研究設(shè)計院開發(fā)的慣性圓錐破碎機借助于不平衡偏心激振器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心慣性力使得動錐旋擺來破碎物料。北京礦冶研究總院開發(fā)成功了慣性圓錐破碎機，該類設(shè)備具有破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻，能耗低及帶負(fù)荷起動等優(yōu)點。目前已研制成功ф1200慣性圓錐破碎機。2.5礦物加工技術(shù)進(jìn)展3、礦物加工設(shè)備74

慣性圓錐破碎機結(jié)構(gòu)圖

1-定錐2-動錐3-激振器4-外殼5-隔振元件6-底架

磨礦設(shè)備

2010年11月25日中信重工制造的Φ10.37m×5.19m半自磨機和Φ7.32m×10.68m球磨機在江西銅業(yè)集團(tuán)德興銅礦大山選礦廠投產(chǎn)成功。2012年9月1日中信重工制造的Φ11m×5.4m半自磨機和Φ7.9m×13.6m球磨機在中國黃金集團(tuán)烏努格吐山銅鉬礦選礦廠投產(chǎn)應(yīng)用。它們的投入使用將使礦山采選能力提高40%，資源消耗降低20%，為我國礦業(yè)向大型化、集約化方向發(fā)展發(fā)揮重要作用。浮選設(shè)備的大型化。目前世界上最大規(guī)格的浮選機容積達(dá)500m3，浮選柱容積達(dá)220m3；國內(nèi)最大規(guī)格的浮選機容積達(dá)350m3；浮選設(shè)備的節(jié)能降耗，是近期浮選研究的熱點；粗粒浮選、高效節(jié)能浮選及復(fù)合力場細(xì)粒和微細(xì)粒浮選設(shè)備仍是今后浮選機的研究方向；隨著社會和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，浮選設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的擴(kuò)大，不僅用于分選礦物，還用于冶金、造紙、農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、微生物、環(huán)保等行業(yè)的許多原料、產(chǎn)品或廢棄物的回收、分離、提純；自動化控制程度越來越高。目前代表國際上浮選設(shè)備研究開發(fā)和應(yīng)用水平的有芬蘭的Outokumpu公司，美國的Dorr-OliverEmico公司，芬蘭的Metso公司，俄羅斯的國立有色金屬研究院，我國的北京礦冶研究總院（BGRIMM）等。浮選設(shè)備（3）礦物加工設(shè)備Outokumpu浮選機冬瓜山銅礦采用的130m3wemco浮選機北京礦冶研究總院（BGRIMM）自20世紀(jì)60年代以來就致力于浮選設(shè)備技術(shù)的研究及推廣應(yīng)用?？傮w思路在于研制新型浮選機葉輪—定子系統(tǒng)，簡化浮選機結(jié)構(gòu)，建立適合礦物選別要求的礦漿運動路線，改進(jìn)浮選機槽體結(jié)構(gòu)及礦漿循環(huán)方式，提高浮選機對不同粒級各種礦物的適用性及浮選機大型化。在大型化方面，2005年又研制出KYF-160超大型浮選機，目前最大達(dá)到350m3。

BGRIMM系列浮選機目前已有JJF、KYF、SF、BF、XJZ、XCF、LCH-X、CLF、YX、GF等10種型號、近百種規(guī)格的浮選機及浮選機聯(lián)合機組，能滿足有色金屬礦、稀有金屬礦、貴金屬礦、黑色金屬礦、非金屬礦、化工礦物及污水處理等需要。BGRIMM