Most copper ores found in nature do not exist as single mineral species but rather as symbiotic mixtures of copper sulfides and copper oxides; this makes the beneficiation of copper ore a subject that is both classic and complex within the field of mineral processing. Common copper oxide minerals possess distinct physicochemical properties: malachite (CuCO₃·Cu(OH)₂) has a copper content of 57.4%, a density of 4 g/cm³, and a hardness of 4; azurite (2CuCO₃·Cu(OH)₂) has a copper content of 55.2%, a density of 4 g/cm³, and a hardness of 4; chrysocolla (CuSiO₃·2H₂O) has a copper content of 36.2%, a density of 2–2.2 g/cm³, and a hardness of 2–4; and cuprite (Cu₂O) has a copper content of 88.8%, a density of 5.8–6.2 g/cm³, and a hardness of 3.5–4. These diverse copper oxide minerals exhibit vastly different natural hydrophilic characteristics; when combined with copper sulfide minerals—which also vary in floatability—these differences dictate the varying levels of difficulty in separation. Flotación currently stands as the primary separation method for copper oxide ores, categorized into two main approaches—direct flotation and sulfidization flotation—based on ore properties. Copper sulfide ores are further classified into mono-metallic and polymetallic types; the former involves relatively simple flotation processes, whereas the latter requires more complex flow-sheet designs due to the presence of associated valuable metals. Mineral processing plants rely on tailored flotation processes to efficiently concentrate copper minerals from raw ore, significantly upgrading the copper concentrate grade and providing suitable feedstock for subsequent copper smelting. Specialized equipment for various stages of the flotation process provides the essential support for implementing these techniques; in the following sections, we will systematically outline eight core flotation processes suited to different types of copper ore, as well as nine key pieces of equipment commonly used throughout the entire process.
Tiempo de publicación：22 noviembre 2022
8 Core Flotation Processes
1. Direct flotation process for simple copper sulfide ores: Leverages the difference in floatability between copper minerals and gangue; features a simple, easy-to-operate flowsheet.
2. Differential flotation process for polymetallic copper sulfide ores: Separates minerals in stages based on their flotation rates; reduces reagent consumption and eliminates interference from residual reagents.
3. Ore washing–grinding–copper flotation–iron magnetic/gravity separation process: Involves desliming followed by copper flotation, then iron recovery via magnetic and gravity separation; suitable for high-iron copper oxide ores.
4. Grinding–desliming–copper flotation process: Removes high-copper slimes beforehand to minimize interference with flotation and improve copper concentrate grade.
5. Direct sulfidization-flotation process for copper oxides: Uses staged addition of sodium sulfide to activate copper oxides, combined with xanthate collectors; suitable for minerals such as malachite and azurite.
6. Hydrothermal sulfidization-flotation process: Intensifies the sulfidization reaction under high temperature and pressure to form artificial copper sulfide; overcomes slime interference and achieves high recovery rates.
7. Amine collector flotation process: Uses cationic collectors to process minerals like azurite and atacamite; suitable for certain refractory copper oxide ores.
8. Chelating agent–neutral oil flotation process: Highly selective for refractory minerals like chrysocolla; significantly reduces sodium sulfide consumption.
9 Types of Equipment
1. Alimentación - alimentador vibratorio
A alimentador vibratorio es un equipo de alimentación ampliamente utilizado en metalurgia, minería del carbón, procesamiento de minerales, materiales de construcción y otras industrias. Puede alimentar mineral de cobre masivo de manera uniforme y continua a los equipos de trituración posteriores, y el material se precriben en primer lugar.
2. Coarse Crushing - Jaw Crusher
Trituradoras de mandíbulas se utilizan principalmente para la trituración gruesa en plantas de arena y grava, metalurgia, minería, química y otras industrias. El tamaño de partícula de entrada puede alcanzar 1500mm, el tamaño de partícula de salida puede ser 10-350mm, y el material puede ser procesado hasta 2200 toneladas por hora. La resistencia a la compresión puede alcanzar 320MPa.
Los trozos grandes de mineral de cobre deben triturarse primero en piedras más pequeñas con una trituradora de mandíbulas para alcanzar el tamaño de alimentación de trituración media.
3. Trituración media - Trituradora de cono
En trituradora de cono se utiliza principalmente para la trituración media y fina de minerales de dureza media o superior a la media y puede procesar de 12 a 1000 toneladas de materiales por hora.
La dureza del mineral de cobre es relativamente alta, por lo que se puede triturar con una trituradora de cono. Después de ser procesado por una trituradora de cono, se produce el producto final con un tamaño de 3-60mm.
4. Screening - Circular Vibrating Screen
La función del criba vibratoria es cribar los materiales que cumplen el tamaño de partícula del siguiente proceso. Al mismo tiempo, recoger los materiales no cualificados y enviarlos al equipo de trituración para volver a triturar hasta que el tamaño de partícula sea cualificado.
Por ejemplo, el tamaño de las partículas de descarga de la trituradora de cono es de 3-60 mm. En el siguiente proceso de trituración, el tamaño de las partículas de alimentación del molino de bolas debe ser inferior a 20-25 mm, por lo que una criba vibratoria puede separar los materiales con diferentes tamaños de partícula. Los materiales de menos de 20 mm se introducen en el molino de bolas, y los de 20 mm o más se envían de nuevo a la trituradora de cono para su trituración.
5. Grinding - Ball Mill
La función del molino de bolas consiste en seguir triturando el material hasta obtener partículas finas de 0 a 200 mallas para que reúna las condiciones necesarias para la siguiente fase de flotación.
El tamaño de las partículas de alimentación del molino de bolas es inferior a 20-25 mm, el tamaño de las partículas de descarga es de 0,074-0,89 mm, y puede producir 0,65-615 toneladas de materiales por hora. Está de moda en cemento, productos de silicato, nuevos materiales de construcción y materiales refractarios.
6. Clasificación - Clasificador
En clasificador es un equipo especial para la clasificación granulométrica de la pulpa de mineral en el proceso de beneficio de metales. La longitud del tanque de agua es de 3000-14300mm, y el diámetro de la espiral es de 300-3000mm. Utiliza principalmente la diferente gravedad específica de las partículas de mineral de cobre, las partículas de ganga asociadas, y la diferente velocidad de sedimentación en el líquido para clasificarlas.
7. Beneficiation - Mixing Tank
The role of the tanque de mezcla es agitar la pulpa para que el producto químico y la pulpa se mezclen uniformemente y se acelere el tiempo de reacción del producto químico.
8. Beneficiation - Flotation Machine
El proceso de flotación necesita añadir agentes de flotación a la pulpa para que las partículas de mineral valioso puedan adherirse mejor a las burbujas de aire generadas por la máquina de flotación, float to the surface of the pulp, and be collected.
9. Drying - Dryer
El concentrado de cobre recogido por flotación tiene un contenido de agua relativamente alto y no puede cumplir la norma para su uso, por lo que debe someterse a un proceso de deshidratación.
En secador es un equipo de secado especialmente utilizado en minería, procesamiento de minerales, química y otras industrias. Puede procesar de 1.9 a 76 toneladas de materiales por hora. Además de concentrado de cobre, también podemos utilizarlo para secar muchos otros minerales metálicos y no metálicos.
Ranging from easily processed simple copper sulfide ores to refractory chrysocolla-type oxidized copper ores, a suite of eight flotation processes creates a comprehensive technical framework capable of handling diverse ore characteristics; this system retains the proven advantages of traditional sulfide flotation while overcoming recovery bottlenecks for refractory oxidized ores through innovative methods such as hydrothermal sulfidization and chelation-assisted flotation. Complementing these processes are nine types of core equipment-covering stages from feeding, crushing, and grinding to flotation and drying—that provide the necessary hardware infrastructure to ensure the stable implementation of process parameters. Given the current industry context of high copper prices, processing plants must scientifically match specific flotation processes and equipment configurations to the unique characteristics of their ore—such as oxidation rate, mineral dissemination size, and associated components—to maximize copper concentrate recovery and grade while controlling production costs, thereby achieving the efficient utilization of low-grade, refractory copper resources.
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