【技术】回收铜后处理尾矿的可行性研究

铜是现代工业和社会的重要资源。然而，与所有自然资源一样，铜的储量是有限的，对这种材料的需求不断增加，最终会耗尽全球铜储量。回收铜是满足需求的关键策略。一种方法是对尾矿进行再加工，以提取其中的重要铜资源。

      对铜的需求

    铜的提取是现代世界的一项重要经济活动。这种金属的特性使其对多个行业至关重要。

    铜因其优良的导电性而被广泛用于电子和电气工业。

    其良好的耐腐蚀性使其成为建筑行业的重要资源，其卓越的导热性使其成为建造冷却和加热系统的理想选择。

    铜的需求在 20 世纪加速，预计这一趋势将持续下去。然而，需求已经耗尽了这种关键金属的大部分自然储量，全球铜市场目前正面临供应短缺。如果采矿业继续沿着一切照旧的轨迹发展，全球铜业未来可能会面临供应紧张。

       回收铜后处理尾矿

    近年来，研究人员和政府已经明确需要对废物流进行有效的回收、再循环和再利用战略，以应对气候变化、环境破坏和供应短缺。已经开发了几种技术解决方案，政府和国际机构已经制定了政策。

    采矿作业每年都会产生大量尾矿，而遗留水坝包含数十亿吨可采资源。尾矿由岩石颗粒、剩余的化学物质和水组成。

    除了难以回收的宝贵矿产资源外，尾矿池还会因有毒化学物质渗入脆弱的生态系统而造成环境破坏。

    以前，有色金属相对便宜，这是造成资源浪费的主要原因：没有经济动机来回收有价值的矿物和金属。另一个原因是回收和后处理技术缺乏发展。

    如今，铜的供应短缺、价格高昂、环境整治的需要以及后处理技术的成熟，促使人们对从尾矿中回收这些资源的兴趣增加。

然而，尾矿的后处理是一项复杂的工作，因为尾矿的矿物和化学成分不同，而且污染物的存在使问题更加复杂。因此，预测所需的最佳再处理方法是非常具有挑战性的。

       可行性测试

    在回收铜等资源进行再加工之前，必须评估尾矿的可行性。这被称为可行性测试。

    可行性测试从样品收集开始，然后使用成分分析和粒度分析方法（例如 X 射线荧光）对样品进行分析。最后，使用浮选槽和多重力分离器等设备富集铜含量，然后重新确定尾矿成分。

       再处理方法

    有几种方法适用于尾矿后处理和铜回收。这些方法在最近的研究中得到了广泛的探索。

    浸出方法是将固体铜转化为液相铜离子的化学过程，有利于从浸出溶液中提取金属铜。酸浸一般采用稀硫酸，具有浸出率高、成本低、工艺操作简单等优点。然而，酸浸仅限于简单的氧化铜矿石，浸出选择性低。

    氨浸出对金属铜具有高选择性，但耗能大，操作复杂。适用于金属铜提取和再加工的其他浸出方法是细菌浸出和电化学浸出。

    浮选法适用于低品位铜尾矿的再处理。三相系统（固体、液体、气体）使用化学试剂分离物质。颗粒附着在气泡上，在浮选池表面形成浓缩泡沫，在尾矿沉入底部时被回收。然而，浮选方法并不总是适用于尾矿中常见的细粒颗粒。浮选方法的另一个缺点是回收所需的大量试剂。

       多重力分离器

    多重力选矿机是一种可用于从矿山尾矿中分离精细和超细矿物的技术，适用于铜的再加工和回收。它们已成功用于从低品位尾矿中以高回收率回收高品位精矿。

    多重力分离器的工作原理是颗粒之间的比重不同。可以选择性地回收不同的矿物或矿物组。

    重粒子和轻粒子之间必须至少存在一个比重单位才能实现有效分离。有几种多重力分离器可供选择，从实验室版本到全尺寸工业装置。使用商业多重力分离器可以回收 1μm 尺寸的超细颗粒。

    一个快速旋转的滚筒，其中引入尾矿浆，提供离心力，提高分离效率。作用在颗粒上的力可以达到 15 克或更大。分离回收效率远高于传统振动台。

    水被引入系统，其目的是形成一层液体膜，可以收集和运输夹带的轻质馏分，并在排放前洗涤谷物。

       未来

    随着世界面临严重的铜供应短缺，研究人员、矿业公司和政府越来越需要从尾矿中回收有价值的金属铜。

    此外，采矿作业对环境的破坏和温室气体排放促进了对资源提取、回收和再利用的更循环方法的需求。

       高效且具有成本效益的铜再加工是实现铜工业可持续发展的核心