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. Flotação 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.
Hora de publicação：22 novembro 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. Alimentação - alimentador vibratório
A alimentador vibratório é um equipamento de alimentação amplamente utilizado na metalurgia, mineração de carvão, processamento mineral, materiais de construção e outras indústrias. Ele pode alimentar minério de cobre maciço uniformemente e continuamente para equipamentos de trituração subsequentes, e o material é pré-selecionado primeiro.
2. Coarse Crushing - Jaw Crusher
Britadeiras de maxilas são usados principalmente para trituração grosseira em plantas de areia e cascalho, metalurgia, mineração, química e outras indústrias. O tamanho da partícula de entrada pode chegar a 1500mm, o tamanho da partícula de saída pode ser 10-350mm, e o material pode ser processado até 2200 toneladas por hora. A resistência à compressão pode chegar a 320MPa.
Os grandes pedaços de minério de cobre devem ser primeiro triturados em pedras mais pequenas com um triturador de maxilas para atingir o tamanho de alimentaça
3. Britagem média - Triturador de cone
O triturador de cone é utilizado principalmente para a trituração média e fina de minérios com dureza média ou acima da média e pode processar 12-1000 toneladas de materiais por hora.
A dureza do minério de cobre é relativamente alta, o que é adequado para ser triturado com um triturador de cone. Depois de ser processado por um triturador de cone, o produto acabado com um tamanho de 3-60mm é produzido.
4. Screening - Circular Vibrating Screen
A função do ecrã vibratório consiste em selecionar os materiais que satisfazem a dimensão das partículas do processo seguinte. Ao mesmo tempo, recolher os materiais não qualificados e enviá-los para o equipamento de trituração para serem novamente triturados até que o tamanho das partículas seja qualificado.
Por exemplo, o tamanho da partícula de descarga do triturador de cone é 3-60mm. No processo de moagem seguinte, o tamanho das partículas de alimentação do moinho de bolas deve ser inferior a 20-25 mm, pelo que um crivo vibratório pode separar os materiais com diferentes tamanhos de partículas. Colocar os materiais com menos de 20 mm no moinho de bolas e enviar os materiais com 20 mm ou mais de volta para o triturador de cone para serem triturados novamente.
5. Grinding - Ball Mill
A função do moinho de bolas consiste em triturar ainda mais o material em partículas finas de 0-200 mesh para satisfazer as condições para a fase seguinte da flotação.
O tamanho da partícula de alimentação do moinho de bolas é inferior a 20-25mm, o tamanho da partícula de descarga é 0.074-0.89mm, e pode produzir 0.65-615 toneladas de materiais por hora. Está na moda em cimento, produtos de silicato, novos materiais de construção e materiais refratários.
6. Classificação - Classificador
O classificador é um equipamento especial para classificação de tamanho de partículas da polpa de minério no processo de beneficiamento de metais. O comprimento do tanque de água é de 3000-14300mm, e o diâmetro da espiral é de 300-3000mm. Utiliza principalmente a gravidade específica diferente das partículas de minério de cobre, partículas de ganga associadas e a velocidade de sedimentação diferente no líquido para as classificar.
7. Beneficiation - Mixing Tank
The role of the tanque de mistura é agitar a polpa para que o produto químico e a polpa sejam misturados uniformemente e o tempo de reação do produto químico seja acelerado.
8. Beneficiation - Flotation Machine
O processo de flotação necessita de adicionar agentes de flotação à polpa para que as partículas de minério valiosas possam aderir melhor às bolhas de ar geradas pelo processo de flotação. máquina de flotação, float to the surface of the pulp, and be collected.
9. Drying - Dryer
O concentrado de cobre recolhido por flotação tem um teor de água relativamente elevado e não pode satisfazer as normas de utilização, pelo que deve ser submetido a um processo de desidratação.
O secador é um equipamento de secagem especialmente utilizado em mineração, processamento mineral, química e outras indústrias. Ele pode processar 1,9-76 toneladas de materiais por hora. Além do concentrado de cobre, também podemos usá-lo para secar muitos outros minerais metálicos e não-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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