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Flottation de l'oxyde de cuivre et du sulfure de cuivre : 8 procédés et 9 équipements

Date de publication:22 novembre 2022
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. Flottation 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.

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. Alimentation - alimentateur vibrant

A alimentateur vibrant est un équipement d'alimentation largement utilisé dans la métallurgie, l'exploitation du charbon, le traitement des minerais, les matériaux de construction et d'autres industries. Il peut alimenter le minerai de cuivre massif de manière régulière et continue vers les équipements de concassage suivants, et le matériau est d'abord criblé.

alimentateurs vibrants jxsc

2. Coarse Crushing - Jaw Crusher

Concasseurs à mâchoires sont principalement utilisés pour le concassage grossier dans les usines de sable et de gravier, la métallurgie, l'exploitation minière, l'industrie chimique et d'autres industries. La taille des particules en entrée peut atteindre 1500 mm, la taille des particules en sortie peut être comprise entre 10 et 350 mm, et le matériau peut être traité jusqu'à 2200 tonnes par heure. La résistance à la compression peut atteindre 320MPa.

Les gros morceaux de minerai de cuivre doivent d'abord être broyés en pierres plus petites à l'aide d'un concasseur à mâchoires afin de répondre à la taille d'alimentation du concassage moyen.

concasseur à mâchoires pour le calcaire
concasseurs à cône hp

3. Concassage moyen - Concasseur à cône

Les concasseur à cône est principalement utilisé pour le concassage moyen et fin de minerais de dureté moyenne ou supérieure à la dureté moyenne et peut traiter 12 à 1000 tonnes de matériaux par heure.

La dureté du minerai de cuivre est relativement élevée, ce qui convient parfaitement au broyage par un concasseur à cône. Après avoir été traité par un concasseur à cône, le produit fini a une taille de 3 à 60 mm.

4. Screening - Circular Vibrating Screen

La fonction de la écran vibrant consiste à cribler les matériaux dont la taille des particules correspond à celle du processus suivant. Dans le même temps, les matériaux non qualifiés sont collectés et envoyés vers l'équipement de concassage pour être à nouveau concassés jusqu'à ce que la taille des particules soit qualifiée.

Par exemple, la taille des particules de décharge du concasseur à cône est de 3 à 60 mm. Dans le processus de broyage suivant, la taille des particules d'alimentation du broyeur à boulets doit être inférieure à 20-25 mm, de sorte qu'un crible vibrant peut séparer les matériaux ayant des tailles de particules différentes. Les matériaux de moins de 20 mm sont introduits dans le broyeur à boulets et les matériaux de 20 mm ou plus sont renvoyés dans le concasseur à cônes pour un nouveau broyage.

5. Grinding - Ball Mill

La fonction de la broyeur à boulets est de broyer le matériau en fines particules de 0 à 200 mesh afin de remplir les conditions de l'étape suivante de la flottation.

La taille des particules d'alimentation du broyeur à billes est inférieure à 20-25 mm, la taille des particules de sortie est de 0,074-0,89 mm, et il peut produire de 0,65 à 615 tonnes de matériaux par heure. Il est très utilisé pour le ciment, les produits silicatés, les nouveaux matériaux de construction et les matériaux réfractaires.

6. Classification - Classificateur

Les classificateur est un équipement spécial pour la classification granulométrique de la pulpe de minerai dans le processus d'enrichissement des métaux. La longueur du réservoir d'eau est de 3000-14300mm, et le diamètre de la spirale est de 300-3000mm. Il utilise principalement les différences de gravité spécifique des particules de minerai de cuivre, les particules de gangue associées et les différentes vitesses de sédimentation dans le liquide pour les classer.

Laveur de minerais en spirale, équipement de classification en spirale pour le lavage des sables siliceux

7. Beneficiation - Mixing Tank

The role of the réservoir de mélange consiste à remuer la pulpe afin que le produit chimique et la pulpe soient mélangés de manière homogène et que le temps de réaction du produit chimique soit accéléré.

8. Beneficiation - Flotation Machine

Le processus de flottation nécessite l'ajout d'agents de flottation dans la pulpe afin que les particules de minerai de valeur puissent mieux adhérer aux bulles d'air générées par le processus de flottation. machine de flottation, float to the surface of the pulp, and be collected.

machine de flottation xyf/kyf
réservoir de mélange

9. Drying - Dryer

Le concentré de cuivre recueilli par flottation a une teneur en eau relativement élevée et ne répond pas aux normes d'utilisation ; il doit donc subir un processus de déshydratation.

Les séchoir est un équipement de séchage spécialement utilisé dans l'industrie minière, le traitement des minerais, l'industrie chimique et d'autres industries. Il peut traiter de 1,9 à 76 tonnes de matériaux par heure. Outre le concentré de cuivre, il peut également être utilisé pour sécher d'autres minéraux métalliques et non métalliques.

Sécheur rotatif
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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