KR101399953B1 - Method for producing copper concentrates from complex copper ore - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 구리광에 대한 선광 공정을 통해 구리 정광을 만드는 방법에 관한 것으로서, 특히 원광 내에 다양한 광물이 혼재되어 있어 구리의 품위가 높지 않은 구리 복합광에 대한 선광방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for making copper concentrate through a beneficiation process for copper light, and more particularly, to a method for concentrating copper complex light having a low quality of copper because various minerals are mixed in the ore.
금속의 제조 과정은 채굴, 선광 및 제련의 과정을 거친다. 즉, 유용 금속이 포함되어 있는 원광을 채굴한 후, 다양한 방식의 선광 공정을 거쳐 유용 금속이 일정 함량 이상 포함되어 있는 형태의 정광(concentrate)을 제조하고, 정광을 대상으로 제련 및 정련 과정을 거쳐 금속을 제조한다. The manufacturing process of the metal goes through the process of mining, beneficiation and smelting. That is, after the ore containing the useful metal is mined, the concentrate of the form containing a certain amount or more of the useful metal is produced through various methods of ore mining, and the concentrate is subjected to the smelting and refining process Metal is produced.
예컨대, 구리의 원광은 황동석(chalcopyrite, CuFeS2), 휘동석(chalcocite, Cu2S), 남동석(azurite, Cu3(OH)2(CO3)2), 공작석(Cu2(OH)2CO3), 적동석(cuprite, Cu2O) 등이며, 이들 원광에 대하여 선광을 거쳐 구리 정광을 제조하고, 제련 및 정련을 거쳐 구리를 생산하게 된다. For example, the copper ore of the chalcopyrite (chalcopyrite, CuFeS 2), hwidongseok (chalcocite, Cu 2 S), azurite (azurite, Cu 3 (OH) 2 (CO 3) 2), malachite (Cu 2 (OH) 2 CO 3 ), Cuprite (Cu 2 O), etc., and the copper concentrate is produced through the beneficiation of these ores, and copper is produced through smelting and refining.
자원개발이 장기간 지속되면서 구리의 품위가 높은 원광은 거의 개발이 완료된 상태이며, 현재에는 다양한 광물이 혼합되어 있으며 구리의 품위가 높지 않은 복합광에 대한 개발이 본격적으로 이루어지고 있다. As the resource development has been going on for a long time, the ore which has high quality of copper has been almost developed, and now, various kinds of minerals are mixed and the development of composite light with high quality of copper is being done in earnest.
현재 가행중인 콩고 구리광의 경우에도 구리, 칼슘, 마그네슘 등의 다양한 광물이 혼재되어 있으며 맥석의 함량이 매우 높은 복합광 형태이다. Congo copper light, which is currently in operation, is a composite light with a very high content of gangue with various minerals such as copper, calcium and magnesium.
도 1에는 콩고의 복합 구리광에서 채취한 말라카이트 원광에 대한 XRD 결과가 나타나 있으며, 도 2는 입도별 성분분석표이다. 도 1 및 도 2를 참고하면 콩고의 말라카이트광의 경우 Spherocobaltite, Clinochlore, quartz 및 talc가 복합적으로 나타나고 있으며, 화학적 성분도 매우 다양하게 나타나고 있다. FIG. 1 shows the XRD results of the malachite ore collected from the composite copper light of the Congo, and FIG. 2 is an analysis table of the composition by particle size. Referring to FIGS. 1 and 2, Spherocobaltite, Clinochlore, quartz and talc are present in the malachite light of the Congo, and the chemical composition is also various.
도 3에는 구리광에 대한 전통적으로 선광방법인 비중선별 및 부유선별을 거쳐 제조한 구리 정광에 대한 SEM 사진이 나타나 있다. 도 1을 참고하면, 구리 복합광에 대하여 전통적 방식으로 제조된 구리 정광에는 칼슘, 구리, 코발트, 마그네슘, 실리카 등 다양한 물질들이 혼재되어 있음을 알 수 있다. FIG. 3 shows SEM photographs of copper concentrates prepared by gravity screening and floating sorting, which are traditionally optical methods for copper light. Referring to FIG. 1, it can be seen that a variety of materials such as calcium, copper, cobalt, magnesium, and silica are mixed in the copper concentrate prepared in a conventional manner with respect to the copper composite light.
즉, 구리의 품위가 높은 원광의 경우 상기한 바와 같은 전통적 선광방법에 의해서도 품위가 높은 구리 정광을 제조할 수 있었다. 그러나, 콩고의 구리광과 같이 구리의 품위가 낮을 뿐만 아니라 다양한 광물들이 혼재되어 있는 복합광의 경우에는, 도 2의 사진에 나타난 바와 같이, 전통적인 방법의 선광으로는 품위 향상에 한계가 있다. That is, in the case of the ore having a high quality of copper, the copper concentrate having high quality can be produced by the conventional ore method as described above. However, as shown in the photograph of FIG. 2, in the case of the composite light in which the quality of copper is low as well as the copper light of the Congo, and the various minerals are mixed, there is a limit to the improvement of quality in conventional light.
특히, 콩고 구리광의 경우 활석(talc)이 매우 높은 함량으로 포함되어 있는데, 활석은 일반적인 맥석과는 달리 소수성을 띠고 있어 구리를 포함하고 있는 타겟 광물과 함께 거동하기 때문에 제거하기가 매우 곤란하다는 문제점이 있었다. In particular, talc is contained in a very high content in the case of Congo copper light. Talc is hydrophobic unlike general gangue, and it is very difficult to remove because it behaves with a target mineral containing copper there was.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구리 복합광에 대하여 스크리닝, 침전, 침출 및 세멘테이션법을 이용하여 구리의 품위를 향상시키고 경제적으로 구리 정광을 제조할 수 있는 개선된 구리 정광 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an improved copper concentrate production method capable of improving the quality of copper and economically producing copper concentrate using screening, precipitation, leaching and cementation of copper composite light The purpose is to provide.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구리 복합광 선광방법은, 맥석광물과 말라카이트와 같은 구리함유광물을 포함하며 파쇄 및 분쇄가 완료된 구리복합원광에 대하여 입도분리를 수행하여 제1기준입도보다 큰 산물과 작은 산물을 상호 분리하는 입도분리단계; 상기 입도분리단계에서 상기 제1기준입도 보다 큰 산물에 대하여 산 침출을 통해 상기 구리함유광물 내 구리를 침출하는 제1구리침출단계와, 구리가 침출되어 있는 광액에 황화물 침전제를 투입하여 황화구리를 형성시키는 구리침전단계와, 상기 제1기준입도 이하의 제2기준입도를 기준으로 다시 입도분리를 수행하여 상기 황화구리를 분리해내는 제1구리분리단계를 포함하여 구리 정광을 제조하는 제1정광제조단계; 및 상기 입도분리단계에서 상기 제1기준입도 보다 작은 산물에 대하여 산 침출을 통해 상기 구리함유광물 내 구리를 침출하는 제2구리침출단계와, 상기 구리가 침출되어 있는 광액에 구리에 비하여 이온화 경향이 높으며 자성을 가지는 환원제를 투입하여 세멘테이션 작용을 통해 구리를 상기 환원제의 표면에 석출시키는 구리석출단계와, 상기 구리석출단계 후 자력선별을 통해 광액 내 자성물질을 분리해내는 자력선별단계와, 상기 자력선별단계에서 분리된 자성물질에 대하여 부유선광을 통해 구리를 광액 내에 부유시키고 상기 환원제는 광액 내에 가라앉혀 상기 구리를 분리하는 제2구리분리단계를 포함하여 구리 정광을 제조하는 제2정광제조단계;를 구비하는 것에 특징이 있다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a copper complex photoluminescence method, which comprises performing a particle size separation on a copper composite ore containing crushed and ground copper containing minerals such as gangue minerals and malachite, A particle separation step for separating the product from the small product; A first copper leaching step of leaching copper in the copper-containing mineral through acid leaching for products larger than the first reference grain size in the step of separating the grains; and a step of leaching copper sulfide by injecting a sulfide precipitant into the leached copper- And a first copper separation step of separating the copper sulfide by performing particle separation again on the basis of a second reference particle size below the first reference particle size to form a first concentrate Manufacturing steps; And a second copper leaching step of leaching copper in the copper containing minus through acid leaching with respect to a product smaller in the first reference size than the first reference size in the step of separating the grains; A copper precipitating step of depositing copper on the surface of the reducing agent by a cementation action by injecting a reducing agent having a high magnetic property, a magnetic force selecting step of separating the magnetic material in the optical liquid through magnetic separation after the copper precipitation step, And a second copper separating step of suspending copper in the light liquid through floatation light for the magnetic material separated in the magnetic force sorting step and allowing the reducing agent to settle in the light liquid to separate the copper, ; And
본 발명에서, 상기 입도분리단계에서는 100~150mesh의 스크린을 사용하여 입도를 분리한다. In the present invention, the particle size is separated using a screen of 100 to 150 mesh in the particle separation step.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1구리침출단계 및 제2구리침출단계는 10~20분 동안 진행하는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the first copper leaching step and the second copper leaching step are preferably carried out for 10 to 20 minutes.
그리고 상기 구리침전단계에서 투입하는 황화물 침전제는 Na2S, CaS, (NH4)2S 또는 이들의 수화물과 유도체들 중 적어도 어느 하나이다. The sulfide precipitation agent to be added in the copper precipitation step is at least one of Na 2 S, CaS, (NH 4 ) 2 S, and hydrates and derivatives thereof.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1구리분리단계에서는 상기 제2기준입도 보다 작은 산물에 대하여 부유선광을 실시하여 황화구리는 부유시키고 맥석광물은 광액 내에 가라 앉혀 상기 황화구리를 분리해 낸다. In one embodiment of the present invention, in the first copper separation step, floating of the copper sulfide is carried out on the product smaller than the second reference particle size, and the gangue minerals are submerged in the light liquid to separate the copper sulfide.
그리고 상기 구리석출단계에서 상기 환원제로는 철 분말을 사용할 수 있으며, 철볼(iron ball)을 사용할 수도 있다. As the reducing agent in the copper precipitation step, iron powder may be used, and iron balls may be used.
그리고, 상기 제2구리분리단계에서 부유선별을 수행함에 있어서, 포수제는 xanthate류를 사용하며, 기포제는 pine oil을 사용하며, 광액은 pH3~9에서 수행하다. In the second copper separation step, xanthate is used as a trapping agent, pine oil is used as a foaming agent, and a light solution is performed at
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2구리분리단계에서 광액 내에 가라앉은 환원제를 분리하여 상기 구리석출단계에서 재사용할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the reducing agent settling in the light liquid in the second copper separation step may be separated and reused in the copper precipitation step.
한편, 상기 제2정광제조단계는, 상기 제2구리침출단계 전에, 파쇄 및 분쇄과정을 거친 상기 구리복합원광에 대하여 부유선광을 통해 상기 맥석광물 중 하나인 활석은 부유시키고 상기 구리함유광물은 광액 내에 가라앉혀 상기 활석과 구리함유광물을 분리시킴으로써 활석을 제거하는 활석제거단계를 더 구비할 수 있다. Meanwhile, in the second concentrate production step, the talc, which is one of the gangue minerals, floats on the copper composite ore subjected to the crushing and crushing process before the second copper leaching step, and the copper- And removing the talc by separating the talc and the copper-containing mineral from the talc.
본 발명에 따르면 다양한 광물이 혼재되어 있으며 구리의 품위가 매우 낮은 구리복합광에 대하여 구리의 회수율을 높일 수 있으며, 높은 구리 품위를 가지는 구리 정광을 제조할 수 있다는 이점이 있다. According to the present invention, it is possible to increase the recovery rate of copper with respect to the copper composite light in which various minerals are mixed and the quality of copper is very low, and copper concentrate having high copper quality can be produced.
본 발명에서는 최초에 입도분리를 통해 입도가 큰 산물을 분류한 후, 입도가 큰 산물에 대하여 침출 및 침전을 통해 입도가 매우 작은 황화구리를 형성함으로써 매우 경제적으로 선광을 진행할 수 있다는 이점이 있다. In the present invention, it is advantageous to classify products having a large particle size through particle separation for the first time, and to conduct copper beneficiation very economically by forming copper sulfide having a very small particle size through leaching and sedimentation on a product having a large particle size.
또한 본 발명에서는 구리를 침출 후 침전 또는 세멘테이션을 이용하여 선광공정에서 가장 높은 코스트를 차지하는 파쇄 및 분쇄 공정을 간소화할 수 있다는 이점이 있다. Further, in the present invention, there is an advantage that the crushing and crushing process which occupies the highest cost in the optical rotation process can be simplified by using sedimentation or cementation after leaching of copper.
또한 본 발명에서는 자성 물질을 세멘테이션에서 사용하여 구리를 자성물질의 표면에 석출시킨다. 이에 따라 자력선별을 이용하여 광액으로부터 구리를 매우 용이하게 분리해낼 수 있다는 이점이 있다. In the present invention, a magnetic material is used in the cementation to deposit copper on the surface of the magnetic material. Accordingly, there is an advantage that copper can be very easily separated from the optical fluid by using magnetic force selection.
또한 본 발명에서는 구리 석출을 위해 환원제로 사용된 철 중 구리가 부착되지 않은 환원제는 구리정광 제조단계에서 다시 분리하여 구리석출단계에 재사용할 수 있으므로 공정의 경제성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. Also, in the present invention, the copper-free reducing agent, which is used as a reducing agent for copper precipitation, can be reused in the copper precipitation step by separating again in the copper concentrate production step, thereby improving the economical efficiency of the process.
또한 본 발명에서는 활석과 같은 소수성 물질이 포함되어 있는 원광에 대하여 활석을 먼저 제거하는 전처리 과정을 거침으로써 정광 내 불순물 함유량을 낮추고 구리의 품위를 높일 수 있다. Also, in the present invention, the pretreatment for removing the talc from the ore containing the hydrophobic substance such as talc is performed first, thereby reducing the impurity content in the concentrate and increasing the quality of the copper.
도 1은 콩고 구리광에 대한 XRD 분석 결과이다.
도 2는 콩고 구리광의 입도별 성분 분석표이다.
도 3은 콩고 구리광에 대하여 비중분리 및 부유선별을 거쳐 제조한 구리 정광의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 구리광 선광방법의 개략적 흐름도이다.
도 5a는 황산에서 각종 금속의 산 침출율을 나타낸 그래프이며, 도 5b는 특히 구리와 코발트의 산 침출율을 확대하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 염산에서 각종 금속의 침출율을 각각 나타낸 그래프이다.
도 7은 CuSO4 용액에 Na2S를 첨가하여 코벨라이트가 형성된 모습을 보여주는 사진이다.
도 8은 도 7에서 침전된 침전물에 대한 XRD 결과이다.
도 9는 침전된 코벨라이트의 입도 분석표이다.
도 10은 광액의 pH에 따른 포수제별 황화구리의 부유도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 광액의 pH에 따른 구리의 세멘테이션 효율을 나타낸 그래프이다.
도 12에는 세멘테이션 후 자력선별을 거친 자성산물과 비자성산물에 대한 XRD 결과와, 부유선별 후 부유산물과 광액 내 가라앉은 산물에 대한 XRD 결과를 함께 나타내었다. Fig. 1 shows XRD analysis results for Congo copper light.
Fig. 2 is an analytical table for the particle size of Congo copper light.
3 is an SEM photograph of copper concentrate prepared by specific gravity separation and floating sorting for Congo copper light.
4 is a schematic flow diagram of a composite copper photophoretic method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a graph showing the acid leaching rate of various metals in sulfuric acid, and FIG. 5B is an enlarged graph showing the acid leaching rate of copper and cobalt in particular.
6 is a graph showing leaching rates of various metals in hydrochloric acid.
FIG. 7 is a photograph showing the formation of Kobelite by adding Na 2 S to a CuSO 4 solution.
Figure 8 shows the XRD results for the precipitates precipitated in Figure 7.
9 is a particle size distribution chart of the precipitated cobelite.
FIG. 10 is a graph showing the degree of floating of copper sulfide by catcher depending on the pH of a light solution. FIG.
11 is a graph showing the cementation efficiency of copper according to pH of a light solution.
Fig. 12 shows the XRD results of the magnetic and non-magnetic materials subjected to magnetic separation after cementation, and the XRD results of the floating products and the products submerged in the liquid after floating.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 구리광 선광방법에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a composite copper light emitting method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 대상은 구리복합광이다. 구리복합광은 말라카이트와 같은 구리함유광물과 함께 실리카 등의 맥석광물이 포함되어 있다. 그리고 맥석광물에는 경우에 따라 활석과 같은 소수성 물질이 포함되어 있을 수도 있다. 전체 구리복합광에서 구리의 품위는 대략 2~3% 정도이다. The object of the present invention is a copper composite light. The copper composite light contains copper-containing minerals such as malachite as well as gangue minerals such as silica. And gangue minerals may contain hydrophobic substances such as talc in some cases. The quality of copper in the total copper composite light is about 2 ~ 3%.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 구리광 선광방법의 개략적 흐름도이다. 4 is a schematic flow diagram of a composite copper photophoretic method according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 구리광 선광방법은 구리복합광에 대한 파쇄 및 분쇄로부터 진행된다. 다만, 본 발명은 이미 파쇄 및 분쇄가 완료된 구리복합광에 대하여 이루어질 수도 있다. 파쇄 및 분쇄는 전체 선광 과정에서 차지하는 코스트가 가장 높은 과정으로서, 선광의 경제성을 향상시키기 위해서는 분쇄된 원광의 입도별 구리 함량을 고려하여 가급적 분쇄 공정을 간소화하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 4, the composite copper light emitting method according to an embodiment of the present invention proceeds from the crushing and crushing of the copper composite light. However, the present invention may also be applied to a copper composite light having already been crushed and pulverized. The crushing and crushing process is the most expensive process in the entire optical mining process. In order to improve the economical efficiency of the mining process, it is desirable to simplify the crushing process as much as possible considering the copper content of the crushed raw materials.
전통적인 구리광 선광에서는 비중분리 및 부유선별에 입각하기 때문에 원광에 대한 분쇄를 충분히 진행하여 단체분리율을 높이는 것이 효율적이지만, 본 발명에서는 침출 및 침전법을 사용함으로써 파쇄 및 분쇄에 따른 단체분리율을 높일 필요가 없어 경제적이다. In the conventional copper photoluminescence, it is effective to separate the specific gravity and float, so it is effective to increase the collecting rate by sufficiently proceeding the grinding against the raw light. However, in the present invention, it is necessary to increase the collecting rate by crushing and grinding by using the leaching and precipitation method There is no economical.
분쇄 및 파쇄가 완료된 구리복합광에 대하여 입도분리단계를 실시한다. 입도분리단계에서는 체질을 통해 제1기준입도 보다 큰 산물과 작은 산물을 상호 분리한다. 제1기준입도는 구리복합광의 조건에 따라 달라질 수 있으며, 대략 100~150mesh의 스크린(체)을 통과한 산물과 통과하지 못한 산물로 분리한다. 예컨대, 100mesh의 체는 대략 한 변이 0.147mm인 정사각형 공극이 연속적으로 형성되어 있다. The particle separation step is performed on the pulverized and fractured copper composite light. In the step of separating the granules, a product larger than the first reference granule and a small product are separated from each other through sieving. The first reference particle size can be varied according to the conditions of the copper composite light, and it is separated into a product passing through a screen of about 100 to 150 meshes and a product not passing through. For example, in a sieve of 100 mesh, square pores having a length of about 0.147 mm are continuously formed.
입도분리가 완료되면 제1기준입도에 비하여 입도가 큰 산물에 대해서는 침출 및 침전법을 이용한 제1정광제조단계를 통해서 구리 정광을 제조하게 되며, 제1기준입도에 비하여 입도가 작은 산물에 대해서는 침출 및 세멘테이션법을 이용한 제2정광제조단계를 통해서 구리 정광을 제조하게 된다. When the particle separation is completed, the copper concentrate is produced through the first concentrate preparation step using the leaching and precipitation method for the products having a larger particle size than the first reference particle size. For the products having a smaller particle size than the first reference particle size, And a second concentrating step using a cementation method.
먼저 제1정광제조단계에 대하여 설명한 후 제2정광제조단계에 대하여 계속하여 설명하기로 한다. First, the first concentrate producing step will be described, and then the second concentrate producing step will be described.
제1정광제조단계에서는 침출 및 침전법을 사용한다. 다만, 구리복합광에 활석과 같은 소수성 물질이 포함되어 있는 경우라면 활석제거단계를 수행할 수도 있다. 그러나 활석제거단계는 선택적인 사항이며 필수적으로 활석 제거를 수행할 필요는 없다. The leaching and precipitation method is used in the first concentrate production step. However, if the copper composite light contains a hydrophobic substance such as talc, the talc removal step may be performed. However, the talc removal step is optional and does not necessarily require the removal of talc.
본 발명에 따른 선광방법의 제1정광제조단계의 마지막 과정에서는 부유선별을 통해 황화구리만을 분리하는데, 활석과 같은 소수성 광물은 부유선별시 황화구리와 동일한 거동을 나타내므로 부유선별의 효율을 떨어트리는 원인이 된다. 이에 본 발명에서는 먼저 활석을 제거하는 전처리를 수행하며, 이 전처리 역시 부유선별을 통해 이루어진다. In the last step of the first concentrate preparation step of the optoelectronic method according to the present invention, only copper sulfide is separated by floating sorting. Hydrophobic minerals such as talc exhibit the same behavior as copper sulfide during float sorting, It causes. Therefore, in the present invention, pretreatment for removing talc is performed first, and this pretreatment is also performed by floating sorting.
우선 부유선별에 대하여 간략하게 설명하다. 부유선별 또는 부유선광은 파쇄 및 분쇄 과정을 거친 광물을 물과 같은 부선 용수에 혼합시켜 광액(또는 펄프)을 형성한 후, 광액의 pH를 조절하고, 포수제 및 기포제 등의 부선시약을 광액에 투입하여 친수성 광물과 소수성 광물을 상호 분리해내는 과정이다. 즉, 광물에 따라 광물표면은 친수성 또는 소수성으로 형성되는데, 광물의 비중과는 무관하게 소수성 광물은 펄프의 표면에 떠오르고, 친수성 광물은 펄프 내에 가라앉는(펄프 내에 존재) 성질을 이용하여 친수성 광물과 소수성 광물을 분리하는 것이다. First, floating detection will be briefly explained. Floating screening or floating floodlight is a method of mixing a minerals subjected to crushing and pulverizing process with a flotation water such as water to form a light solution (or pulp), and then adjusting the pH of the light solution and adding a flotation reagent such as a catching agent and a foaming agent It is a process of separating hydrophilic minerals and hydrophobic minerals from each other. In other words, the surface of minerals is formed hydrophilic or hydrophobic depending on the mineral. Hydrophobic minerals float on the surface of the pulp irrespective of the specific gravity of the minerals. Hydrophilic minerals sink in the pulp (exist in the pulp) To separate hydrophobic minerals.
소수성 광물이 펄프에서 잘 부유할 수 있게 하려면 기포를 공급한다. 소수성 광물은 기포에 부착되면 부유율이 상승되기 때문이다. 기포가 펄프 내에서 지속적으로 유지될 수 있게 하려면 펄프 내에 기포제를 투입하여 물의 표면 장력을 낮추어줄 필요가 있다. Provide air bubbles to allow the hydrophobic minerals to float well in the pulp. Hydrophilic minerals are attached to bubbles, which increases the floating rate. In order to keep the bubbles in the pulp continuously, it is necessary to reduce the surface tension of the water by injecting the bubbles into the pulp.
또한 상호 분리시켜야 하는 두 개의 광물의 표면이 모두 친수성을 띠는 경우라면, 이들 중 특정 광물에만 결합되는 포수제를 투입하여 그 특정 광물의 표면을 소수성으로 개질시켜 두 개의 광물을 서로 분리한다. In addition, if the surfaces of two minerals that are to be separated from each other are hydrophilic, a captive agent bound only to a specific mineral may be added to modify the surface of the specific mineral to hydrophobicity to separate the two minerals from each other.
본 실시예에서 구리복합광의 경우 구리함유광물인 말라카이트는 친수성을 띠며, 실리카 등 함량이 높은 맥석광물 역시 친수성을 띠므로 부유선광에서 광액 내에 가라앉게 된다. 그러나 맥석광물 중 활석의 경우 소수성을 띠므로 부유선광에서 광액 내에 부유하므로 부유선광을 통해 활석을 제거할 수 있다. In this embodiment, the copper composite mineral, which is a copper-containing mineral, is hydrophilic and the gangue minerals such as silica are also hydrophilic. However, since talc is hydrophobic in gangue minerals, the talc can be removed through floatation because it floats in the mineral fluid in the floatation.
본 실시예에서 활석제거단계에서는 포수제로서 kerosine과 같은 유류를, 기포제로는 MIBC(Methyl Isobutyl Carbinol)를 사용할 수 있다. In this embodiment, kerosine as a catching agent and MIBC (Methyl Isobutyl Carbinol) as a foaming agent can be used in the talc removing step.
상기한 바와 같이 활석제거단계를 통해 활석이 부유되면, 부유된 활석을 걷어내서 제거한다. As described above, when the talc is floated through the talc removing step, the floating talc is removed and removed.
활석이 제거된 후에는 제1구리침출단계를 수행한다. After the talc is removed, the first copper leaching step is performed.
구리복합광의 경우 다양한 광물들이 포함되어 있을 뿐만 아니라 구리의 품위가 높지 않으므로 상기한 바와 같이 전통적인 구리광에 대한 선광방법으로는 품위가 높은 구리 정광을 얻을 수 없으며, 높은 회수율도 기대할 수 없다. The copper composite light contains various minerals as well as a high quality of copper. As described above, the conventional method of concentrating copper light can not provide high-quality copper concentrate, and a high recovery rate can not be expected.
이에 본 발명에서는 구리를 침출시키는 방법을 채택하였다. 구리침출단계에서는 광액 내에 산을 투입하여 구리함유광물 내 구리를 광액 내로 침출시킨다. 산으로는 황산, 염산, 질산 등을 이용할 수 있으며, 원광 내 구리 함량 대비 2~3 몰당량 이상의 산을 투입함으로써 구리함유광물 내 구리를 침출시킬 수 있다. Therefore, the present invention adopts a method of leaching copper. In the copper leaching step, acid is injected into the light liquid to cause the copper in the copper-containing mineral to be leached into the light. The acid may be sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid or the like. Copper in the copper-containing mineral may be leached by adding an acid of 2 to 3 molar equivalents or more to the copper content of the ore.
황산에서 구리함유광물인 말라카이트로부터 구리가 침출되는 반응은 아래의 화학식(1)로 나타낼 수 있다. The reaction in which copper is leached from malachite, which is a copper-containing mineral in sulfuric acid, can be represented by the following chemical formula (1).
CuCO3·Cu(OH)2 + 2H2SO4 → 2CuSO4(aq)+ CO2 + 3H2O ... 화학식(1)CuCO 3 Cu (OH) 2 + 2H 2 SO 4 ? 2 CuSO 4 (aq) + CO 2 + 3 H 2 O ????? (1)
말라카이트 이외의 다른 구리산화광의 경우도 아래의 화학식(2)~(4)으로 표현되는 반응에 의하여 산 침출이 가능하다. In the case of copper oxidation light other than malachite, acid leaching is also possible by the reaction represented by the following formulas (2) to (4).
Cu3(OH)2(CO3)2 + 3H2SO4 → 3CuSO4(aq) + 2CO2 + 4H2O ... 화학식(2)Cu 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 + 3H 2 SO 4 ? 3CuSO 4 (aq) + 2CO 2 + 4H 2 O ????? (2)
CuO + H2SO4 → CuSO4(aq) + H2O ... 화학식(3)CuO + H 2 SO 4 ? CuSO 4 (aq) + H 2 O ????? (3)
CuSiO3·2H2O + H2SO4 → CuSO4(aq) + SiO2 + 3H2O ... 화학식(4) CuSiO 3 · 2H 2 O + H 2 SO 4 → CuSO 4 (aq) +
특히, 본 발명에서 구리침출단계는 10~20분 정도의 매우 짧은 시간 동안 수행하는데 특징이 있다. 침출 시간을 이렇게 짧게 설정하는 이유는 공정의 신속화의 측면에서도 유리하지만, 특히 원광 내 다른 금속의 침출을 제한하는데 주된 목적이 있다. In particular, the copper leaching step of the present invention is characterized in that the copper leaching step is performed for a very short time of about 10 to 20 minutes. The reason why the leaching time is set to be so short is advantageous in terms of speeding up of the process, but has a main purpose particularly in limiting the leaching of other metals in the ore.
도 5a는 황산에서 각종 금속의 산 침출율을 나타낸 그래프이며, 도 5b는 특히 구리와 코발트의 산 침출율을 확대하여 나타낸 그래프이다. 도 5a를 참고하면, 구리는 황산이 투입되면 초기부터 높은 침출율을 나타내는 반면, 철, 코발트 등 다른 금속들은 시간의 경과에 따라 점진적으로 침출되는 것을 볼 수 있다. 특히 콩고의 구리광의 경우 코발트가 많이 포함되어 있는데, 도 5b를 참고하면, 구리와 코발트에서도 이러한 경향성을 나타낸다. 도 6은 염산에서 각종 금속의 침출율을 각각 나타낸 그래프인데, 염산에서도 마찬가지로 구리는 초반에 급속하게 침출되는데 비하여, 다른 금속들은 점진적으로 침출되는 경향성을 띤다. FIG. 5A is a graph showing the acid leaching rate of various metals in sulfuric acid, and FIG. 5B is an enlarged graph showing the acid leaching rate of copper and cobalt in particular. Referring to FIG. 5A, copper shows a high leaching rate from the beginning when sulfuric acid is added, while other metals such as iron and cobalt leach gradually over time. Especially, the copper light of Congo contains a lot of cobalt. Referring to FIG. 5B, copper and cobalt also show such a tendency. FIG. 6 is a graph showing leaching rates of various metals in hydrochloric acid. In hydrochloric acid, copper also leaches rapidly in the early stage, while other metals tend to leach gradually.
따라서, 본 발명에서는 10분 내지 20분 사이에 산 침출을 수행함으로써, 구리와 다른 금속들의 침출율 차이를 적극적으로 활용하였다. 이를 통해 광액 내에 구리는 이온 상태로 녹아나지만 다른 금속들은 고체 상태를 유지하게 함으로써 구리에 대한 선별 효율을 향상시킨다. Therefore, in the present invention, by performing acid leaching for 10 to 20 minutes, the difference in leaching rate of copper and other metals is positively utilized. This allows the copper to dissolve in the ionic state in the liquid, but other metals can maintain solid state and improve the screening efficiency for copper.
상기한 바와 같이, 구리침출단계가 완료되면 구리침전단계를 수행한다. As described above, the copper precipitation step is performed when the copper leaching step is completed.
구리침전단계에서는 구리가 녹아 있는 광액에 황화물 침전제를 투입하여 구리를 황화구리 형태로 침전시킨다. 본 실시예에서는 황화물 침전제로서 Na2S를 사용하였으며, 아래의 화학식(5)에 의하여 황화구리(covellite,Cus)를 고체 상태로 형성한다. In the copper precipitation step, a sulfide precipitant is added to the light solution in which copper is dissolved to precipitate copper in the form of copper sulfide. In this embodiment, Na 2 S is used as a sulfide precipitant, and covellite (Cus) is formed in a solid state according to the following chemical formula (5).
CuSO4 + Na2S → CuS(s) + Na2SO4 ... 화학식(5) CuSO 4 + Na 2 S → CuS (s) +
황화물 침전제는 원광 내 구리의 함량 대비 1~3 몰 당량을 첨가하여, 광액 내에 녹아 있는 구리 이온이 모두 침전될 수 있도록 한다. The sulfide precipitant is added in an amount of 1 to 3 molar equivalents relative to the content of copper in the ore so that copper ions dissolved in the solution can be precipitated.
도 7은 CuSO4 용액에 Na2S를 첨가하여 반응을 살펴 본 실험에서 코벨라이트가 침전된 모습을 보여주는 사진이며,도 8은 도 7에서 침전된 침전물에 대한 XRD 결과이다. FIG. 7 is a photograph showing the precipitation of Kobelite in the experiment by adding Na 2 S to the CuSO 4 solution, and FIG. 8 is the XRD result of the precipitate precipitated in FIG.
도 7을 참고하면, 비이커의 하부에 검은색 침전물이 발생하였으며, 이 침전물에 대한 XRD 결과 침전물이 코벨라이트인 것을 확인하였다. Referring to FIG. 7, a black precipitate was generated in the lower part of the beaker, and it was confirmed that the precipitate as a result of XRD to this precipitate was Kevelite.
한편, 황화물 침전제로는 상기한 Na2S 이외에도, CaS, (NH4)2S 등 구리 이온에게 황을 공급하여 황화구리를 형성할 수 있는 다양한 물질이 사용될 수 있다. As the sulfide precipitation agent, various materials capable of forming copper sulfide by supplying sulfur to copper ions such as CaS and (NH 4 ) 2 S other than the above-mentioned Na 2 S can be used.
상기한 바와 같이 광액 내에 침전된 황화구리는 입도가 매우 작게 형성되는 점에 특징이 있다. 도 9에는 침전된 코벨라이트의 입도 분석표가 나타나 있다. 도 9를 참고하면, 코벨라이트는 평균 입도 15μm 정도의 작은 입자를 형성한다. As described above, the copper sulfide precipitated in the light liquid is characterized in that the particle size is very small. FIG. 9 shows a particle size analysis table of the precipitated cobelite. Referring to Fig. 9, Kobelite forms small particles having an average particle size of about 15 mu m.
본 발명에서는 입도의 차이를 이용하여 용이하게 코벨라이트만을 분리해낼 수 있다. 즉, 제1정광제조단계는 입도분리를 통해 100mesh 스크린을 통과하지 못한 산물을 대상으로 공정을 수행하였는데, 코벨라이트는 평균 입도 15μm 정도의 작은 입자를 형성하므로, 광액에는 100mesh 이상의 큰 입자들과 15μm 정도의 코벨라이트가 혼재하는 상황이다. 이에 다시 입도분리를 수행하면 코벨라이트를 용이하게 분리해낼 수 있다. In the present invention, only the Kobelite can be easily separated using the difference in particle size. That is, in the first step of preparing the concentrate, the product was subjected to a process in which the 100 mesh screen did not pass through the separation of particles. Since Kobelite forms small particles having an average particle size of about 15 μm, Of Kobelite are mixed. If the particle size separation is performed again, the cobelite can be easily separated.
즉, 제1기준입도 이하의 입도를 기준(제2기준입도)으로 입도분리를 수행하면, 맥석광물들은 스크린을 통과하지 못하며, 코벨라이트는 스크린을 통과할 수 있다. That is, if granular separation is performed based on the granularity below the first reference granularity (second granular granularity), gangue minerals can not pass through the screen, and the kobelite can pass through the screen.
이렇게 2차 입도분리를 통해 코벨라이트를 광액으로부터 분리해낸 후에는 구리 정광에서부터 불순물을 제거하고 구리의 품위를 향상시키기 위하여 부유선광을 실시한다. 즉, 광액 내 황화구리(코벨라이트)는 소수성을 띠지만 다른 맥석광물들은 친수성을 띠는 점을 이용하여, 부유선광을 통해 황화구리만을 부유시키고 다른 맥석광물들은 가라앉혀 황화구리와 맥석광물을 분리하는 과정이다. After separating the Kobelite from the mineral fluid through the secondary particle separation, the flotation is carried out to remove the impurities from the copper concentrate and to improve the quality of the copper. In other words, copper sulfide (Cobelite) in the liquid is hydrophobic, but other gangue minerals are hydrophilic. By floating the copper sulphide only by floatation, other gangue minerals are submerged and copper sulfide and gangue minerals are separated .
황화구리를 부유시키기 위한 부유선광에서 포수제는 xanthate류를 사용하며 기포제로는 pine oil을 사용한다. 그리고 광액의 pH는 3~9 범위를 유지한다. 본 연구진에서는 광액 내 황화구리의 부유도를 증대시키기 위하여 다양한 포수제와 기포제를 사용하여 실험을 수행하였으며, pH3~9 범위에서 xanthate류 포수제를 사용할 때 황화구리가 가장 높은 부유도를 나타내는 것을 확인하였다. In order to float copper sulfide, xanthate is used as a catching agent and pine oil is used as a foaming agent. And the pH of the optical fluid is maintained in the range of 3 to 9. In order to increase the floatability of copper sulfide in optical fluids, we carried out experiments using various catching agents and foaming agents. It was confirmed that copper sulfide exhibited the highest degree of floatation when xanthate catchers were used in the pH range of 3 to 9 Respectively.
도 10은 광액의 pH에 따른 포수제별 황화구리의 부유도를 나타낸 그래프이다. 도 10을 참고하면,Na-ISP(sodium isopropyl xanthate) 및 Na-AX(sodium amyl xanthate)의 경우 pH3~9의 범위에서 부유율이 매우 높게 나타나는 것을 확인하였다. FIG. 10 is a graph showing the degree of floating of copper sulfide by catcher depending on the pH of a light solution. FIG. Referring to FIG. 10, it was confirmed that the floating rate of Na-ISP (sodium isopropyl xanthate) and Na-AX (sodium amyl xanthate) was very high in the range of
위와 같이 광액에 산 또는 염기를 투입하여 광액의 pH를 조절한 후, xanthate류의 포수제 및 기포제를 사용하여 부유선광을 실시하면 황화구리는 광액의 표면에 부유하고 나머지 맥석광물들은 광액 내에 가라앉아 있으므로, 황화구리만을 광액으로부터 분리하여 정광으로 사용할 수 있다. When the pH of the optical fluid is adjusted by adding an acid or a base to the optical fluid as described above, and then floatation is carried out using xanthate-based catching agent and foaming agent, the copper sulfide floats on the surface of the optical fluid and the remaining gangue minerals Therefore, only copper sulfide can be separated from the optical fluid and used as a concentrate.
이상에서 설명한 바와 같이, 제1정광 제조단계에서는 1차 입도분리에서 입도가 큰 광물을 대상으로 하여 침출, 침전, 2차 입도분리 및 부유선광을 통해 구리 정광을 형성하며, 실험 결과 구리 회수율은 85%로 나타났으며, 구리의 품위는 46.12%로 매우 높게 나타났다. 제1정광제조단계에서 얻어진 구리의 품위는 기존의 전통적 방법을 이용하여 구리 복합광에 대한 구리 정광을 제조하였을 때에 비하여 현저히 높은 것으로 확인되었다. As described above, in the first concentrate production step, the copper concentrate was formed through leaching, precipitation, secondary particle separation and floatation with respect to the minerals having a large particle size in the primary particle size separation. As a result, the copper recovery rate was 85 %, And the quality of copper was 46.12%. It was confirmed that the quality of copper obtained in the first step of preparing the concentrate was remarkably higher than that of copper concentrate prepared for copper composite light using the conventional method.
한편, 1차 입도분리를 통해 기준입도에 비하여 작은 입자를 가지는 광물에 대해서는 상기한 바와 같이 제2정광제조단계를 통해 구리 정광을 제조한다. On the other hand, the copper concentrate is produced through the second concentrate production step as described above for the minerals having a smaller particle size than the reference particle size through the primary particle size separation.
제2정광제조단계도 제1정광제조단계와 마찬가지로 우선 구리를 침출하는 제2구리침출단계로부터 시작한다. 제2구리침출단계는 앞에서 설명한 제1구리침출단계와 동일한 방법으로 수행되므로 앞에서 설명한 사항으로 갈음한다. The second concentrate production step also starts with a second copper leaching step in which copper is first leached, as in the first concentrate production step. Since the second copper leaching step is performed in the same manner as the first copper leaching step described above, the above-mentioned description is omitted.
제2구리침출단계가 완료되면, 세멘테이션(cementation)을 이용하여 구리석출단계를 수행한다. When the second copper leaching step is complete, the copper precipitation step is performed using cementation.
구리석출단계에서는 구리가 녹아 있는 광액에 환원제를 투입하여 구리를 석출시킨다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 환원제는 구리보다 이온화 경향이 높으며, 자성을 띠는 물질을 사용한다. 본 실시예에서는 철(iron) 분말을 투입하여 아래의 화학식(6)과 같은 반응을 유도한다. In the copper precipitation step, a reducing agent is added to the light solution in which copper is dissolved to precipitate copper. More specifically, the reducing agent has a higher ionization tendency than that of copper and uses magnetic materials. In this embodiment, an iron powder is introduced to induce a reaction represented by the following formula (6).
Cu2 + + Fe(s) → Cu(s) + Fe2 + ... 화학식(6)Cu 2 + + Fe (s)? Cu (s) + Fe 2 + (6)
즉, 철은 구리에 비하여 이온화 경향이 높기 때문에 pH가 낮은 광액 내에서 이온화하고, 구리는 철에서 나온 전자를 제공받아 환원되어 고체로 석출된다. 광액의 pH에 따른 구리의 세멘테이션 효율을 실험하였으며, 그 결과가 도 11에 나타나 있다. 도 11에 나타난 실험 결과 그래프는, 2M의 CuSO4 용액에서 구리 품위 3%, 농도 20%인 광액에서 구리 대비 2당량의 철 분말을 투입하여 pH에 따른 구리의 세멘테이션 효율을 나타낸 것이다. 도 11의 그래프를 참고하면, 광액의 pH1.5~4에서 구리는 10분 내에 거의 100%가 석출되는 것을 확인하였다. That is, since iron has a higher ionization tendency than copper, it is ionized in a low pH liquid, and copper is reduced by receiving electrons from iron and precipitating into a solid. The cementation efficiency of copper according to the pH of the optical solution was experimented, and the results are shown in Fig. The graph of the experimental results shown in FIG. 11 shows the cementation efficiency of copper according to pH by adding 2 equivalents of iron powder to copper in a light solution having a copper content of 3% and a concentration of 20% in a 2M CuSO4 solution. Referring to the graph of FIG. 11, it was confirmed that copper precipitated almost 100% within 10 minutes at pH 1.5-4 of the optical solution.
다만, 세멘테이션 과정에서 철이 모두 이온화되지는 않으며, 실질적으로는 구리가 철 분말의 표면에 석출된다. 구리가 철 분말의 표면에 석출되면 철 분말의 표면에 광액 내에 노출되지 않으므로 더 이상 용해되지 않는다는 점을 이용한다. 구리가 철 분말의 표면에서 석출되는 것을 효율적으로 보장하기 위하여, 철 분말의 투입량은 원광 내 구리의 함량 대비 적어도 1 당량 이상이 되어야 하며, 바람직하게는 2~3 당량이 되어야 한다. However, in the cementation process, the iron is not ionized at all, and substantially copper precipitates on the surface of the iron powder. When copper precipitates on the surface of iron powder, it does not dissolve because it is not exposed to the surface of the iron powder. In order to efficiently ensure that copper precipitates from the surface of the iron powder, the amount of iron powder should be at least 1 equivalent, preferably 2 to 3 equivalents, relative to the content of copper in the ore.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 철 분말 대신 철 볼을 사용할 수도 있다. 철 볼은 0.1mm 내지 수 mm 정도의 직경을 가지므로, 철 볼로부터 일부 철이 용해되지만 구리가 석출될 수 있는 표면을 제공할 수 있다. In another embodiment of the present invention, iron balls may be used instead of iron powder. Since the iron ball has a diameter of about 0.1 mm to several mm, it is possible to provide a surface on which some iron is dissolved from the iron ball, but copper can be precipitated.
상기한 바와 같이, 구리침출단계 및 구리석출단계를 거쳐 광액 내에 구리가 석출되면 광액 내에서 구리를 분리시킬 필요가 있다. As described above, when the copper is precipitated in the light liquid through the copper leaching step and the copper precipitation step, it is necessary to separate the copper in the light liquid.
본 발명에서는 자력선별을 이용하여 매우 간단하면서도 효과적으로 구리를 분리해낼 수 있다. 자력선별단계에서는 습식 자력선별을 통해 광액을 자석에 접근시키면 자성산물은 자력에 의하여 분리되고 비자성산물은 광액 내에 그대로 잔존한다. 구리는 자성물질인 철 분말의 표면에 석출되어 있으므로, 철 분말과 함께 자석에 의하여 분리되며, 실리카 등의 맥석광물은 자성을 띠지 않으므로 광액 내에 잔존하게 된다. 자석의 세기는 다양할 수 있으며, 본 실시예에서는 100gauss 정도의 세기를 지닌 자석을 사용하였다. In the present invention, copper can be separated very simply and effectively by using magnetic force selection. In the magnetic force selection stage, magnetic fluid is separated by magnetic force when the liquid is approached to the magnet through wet magnetic force selection, and the non - magnetic acid remains in the liquid. Since copper is precipitated on the surface of iron powder, which is a magnetic material, it is separated by a magnet together with iron powder, and the gangue minerals such as silica are not magnetized and remain in the liquid. The strength of the magnet may vary, and in this embodiment a magnet having an intensity of about 100 gauss was used.
상기한 바와 같이 자력선별에 의하여 분류된 자성산물로부터 구리-철 복합체와 철을 상호 분리시켜 구리 정광을 제조하기 위한 구리정광 제조단계를 수행한다. As described above, copper-iron complexes and iron are separated from the magnetic products classified by magnetic force separation to perform a copper concentrate production step for producing copper concentrates.
광액의 pH에 따라 포수제와 기포제를 선택하여 구리와 철이 상호 부착되어 있는 구리-철 복합체와 철 분말을 상호 분리할 수 있다. 포수제로는 kerosene과 같은 유류, Xanthate류 또는 phosphate류를 사용할 수 있으며, 기포제로는 pine oil 등을 사용할 수 있다. Depending on the pH of the liquid, a trapping agent and a foaming agent may be selected to separate the copper-iron complex and the iron powder from each other. Catcher can be oil, xanthate or phosphate such as kerosene, and pine oil can be used as foaming agent.
구리정광 제조단계에서 부유선별을 시행하면, 구리-철 복합체는 광액 내에 부유되며 맥석광물 및 구리가 부착되지 않은 철은 광액 내에 잔존하게 된다. When floating sorting is performed in the copper concentrate production stage, the copper-iron complex is suspended in the light liquid, and gangue minerals and iron without copper adhere remain in the light liquid.
한편, 광액 내에 남아 있는 철 분말은 자력선별 등을 이용하여 광액 내에서 분리한 후, 다시 구리석출단계에 재활용할 수 있다. 구리-철 복합체는 별도의 공정을 통해 구리와 철을 매우 간단하게 분리할 수도 있지만, 제련공정에서도 매우 용이하게 분리할 수 있다. On the other hand, the iron powder remaining in the light liquid can be recycled to the copper precipitation step after being separated in the light liquid using magnetic force sorting. The copper-iron composite can be very easily separated from the copper and iron by a separate process, but can be easily separated even in the smelting process.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 구리 침출, 세멘테이션, 자력선별 및 부유선별을 통해 최종적으로 구리 정광을 제조한다. 본 연구진은 세멘테이션 후 자력선별을 거친 자성산물과 비자성산물에 대하여 XRD를 시행하였으며, 부유선별 후 부유산물과 광액 내 가라앉은 산물에 대하여도 XRD를 시행하여 그 결과를 도 12에 함께 표시하였다. As described above, in the present invention, copper concentrate is finally produced through copper leaching, cementation, magnetic force sorting, and floating sorting as described above. XRD was performed on the magnetic and non-magnetic materials that were subjected to magnetic separation after cementation, and XRD was also performed on the suspended matter and the liquid submerged in the liquid after floating. The results are shown in FIG. 12 .
도 12를 참고하면, 세멘테이션 후 자성산물에서는 구리(Cu)의 피크가 나타나며 비자성산물에서는 구리 피크가 나타나지 않았다. 또한 자성산물에서도 quatrz(q)가 나타나긴 하지만, 비자성산물에 비하여 현저하게 낮다는 것을 확인하였다. Referring to FIG. 12, peaks of copper (Cu) appear in the magnetic products after cementation and no copper peaks appear in the non-magnetic acids. In addition, quatrz (q) appears in the magnetic products, but it is confirmed that it is significantly lower than that of non - magnetic acid.
또한 부유선별 후 부유산물(concentrate)에서는 구리 피크가 확인되었으며, 광액 내에 가라앉은 광미(tailing)에서는 주로 quartz만 있는 것이 확인되었다. 광미의 조성을 분석한 결과 구리는 1.6중량%에 불과하였으며, 철은 39.2중량%로 나타났다.Copper peaks were found in the concentrate after float sorting, and only quartz was found in the tailings submerged in the liquid. As a result of analyzing the composition of the tailings, copper was only 1.6 wt.% And iron was 39.2 wt.%.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 방법을 이용하여 구리 품위가 2.5%인 콩고의 말라카이트광에 대한 선광을 실시한 결과 정광 내 구리 품위는 44.9%의로 매우 높게 나타났으며, 회수율은 70.5%에 달했다. 정광 내 구리의 품위는 전통적 방법으로 구리 복합광을 이용하여 제조한 구리 정광에 비하여 현저히 높은 것으로 확인되었다. As a result, the copper content in the concentrate was very high, 44.9%, and the recovery rate was 70.5% as a result of conducting the beneficiation of the malachite light of Congo having the copper quality of 2.5% using the method according to the present invention. The quality of the copper in the concentrate was found to be significantly higher than that of the copper concentrate prepared using the copper composite light in the conventional manner.
본 발명에 따르면 다양한 광물이 혼재되어 있으며 구리의 품위가 매우 낮은 구리복합광에 대하여 구리의 회수율을 높일 수 있으며, 높은 구리 품위를 가지는 구리 정광을 제조할 수 있다는 이점이 있다. According to the present invention, it is possible to increase the recovery rate of copper with respect to the copper composite light in which various minerals are mixed and the quality of copper is very low, and copper concentrate having high copper quality can be produced.
본 발명에서는 최초에 입도분리를 통해 입도가 큰 산물을 분류한 후, 입도가 큰 산물에 대하여 침출 및 침전을 통해 입도가 매우 작은 황화구리를 형성함으로써 매우 경제적으로 선광을 진행할 수 있다는 이점이 있다. In the present invention, it is advantageous to classify products having a large particle size through particle separation for the first time, and to conduct copper beneficiation very economically by forming copper sulfide having a very small particle size through leaching and sedimentation on a product having a large particle size.
또한 본 발명에서는 구리를 침출 후 침전 또는 세멘테이션을 이용하여 선광공정에서 가장 높은 코스트를 차지하는 파쇄 및 분쇄 공정을 간소화할 수 있다는 이점이 있다. Further, in the present invention, there is an advantage that the crushing and crushing process which occupies the highest cost in the optical rotation process can be simplified by using sedimentation or cementation after leaching of copper.
또한 본 발명에서는 자성 물질을 세멘테이션에서 사용하여 구리를 자성물질의 표면에 석출시킨다. 이에 따라 자력선별을 이용하여 광액으로부터 구리를 매우 용이하게 분리해낼 수 있다는 이점이 있다. In the present invention, a magnetic material is used in the cementation to deposit copper on the surface of the magnetic material. Accordingly, there is an advantage that copper can be very easily separated from the optical fluid by using magnetic force selection.
또한 본 발명에서는 구리 석출을 위해 환원제로 사용된 철을 구리정광 제조단계에서 다시 분리하여 구리석출단계에 재사용할 수 있으므로 공정의 경제성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. Further, in the present invention, iron used as a reducing agent for copper precipitation can be separated again in the copper concentrate production step and reused in the copper precipitation step, thereby improving the economical efficiency of the process.
또한 본 발명에서는 활석과 같은 소수성 물질이 포함되어 있는 원광에 대하여 활석을 먼저 제거하는 전처리 과정을 거침으로써 정광 내 불순물 함유량을 낮추고 구리의 품위를 높일 수 있다. Also, in the present invention, the pretreatment for removing the talc from the ore containing the hydrophobic substance such as talc is performed first, thereby reducing the impurity content in the concentrate and increasing the quality of the copper.
지금까지 활석제거단계에서 포수제는 유류, 기포제는 MIBC인 것으로 설명하였으나, 소수성을 가지는 활석을 부유시킬 수 있는 한 다른 부선시약을 사용할 수도 있다. 마찬가지로 본 발명에서 사용하는 기포제 및 포수제는 위에서 언급한 것들 이외에 다양한 포수제와 기포제가 사용될 수 있다. As far as the talc removal step has been described above, the catching agent is oil and the foaming agent is MIBC. However, other flotation reagents may be used as long as they can float talc having hydrophobicity. Similarly, various foaming agents and foaming agents may be used in addition to the above-mentioned foaming agents and catching agents used in the present invention.
또한 구리침출단계는 활석제거단계에서 사용한 광액에 산을 직접 투입하여 공정을 간소화하는 것으로 설명하였지만, 광액 내의 원광을 분리한 후 별도의 공정으로 산 침출을 수행할 수도 있다. In addition, the copper leaching step is described as a process in which the acid is directly injected into the light liquid used in the talc removal step, but acid leaching can also be performed by a separate process after the raw light in the light liquid is separated.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
Claims (11)
상기 입도분리단계에서 상기 제1기준입도 보다 큰 산물에 대하여 산 침출을 통해 상기 구리함유광물 내 구리를 침출하는 제1구리침출단계와, 구리가 침출되어 있는 광액에 황화물 침전제를 투입하여 황화구리를 형성시키는 구리침전단계와, 상기 구리침전단계 후 상기 제1기준입도 이하의 제2기준입도를 기준으로 다시 입도분리를 수행하여 상기 제2기준입도보다 입자가 작은 상기 황화구리를 분리해내는 제1구리분리단계를 포함하여 구리 정광을 제조하는 제1정광제조단계; 및
상기 입도분리단계에서 상기 제1기준입도 보다 작은 산물에 대하여 산 침출을 통해 상기 구리함유광물 내 구리를 침출하는 제2구리침출단계와, 상기 구리가 침출되어 있는 광액에 구리에 비하여 이온화 경향이 높으며 자성을 가지는 환원제를 투입하여 세멘테이션 작용을 통해 구리를 상기 환원제의 표면에 석출시키는 구리석출단계와, 상기 구리석출단계 후 자력선별을 통해 광액 내 자성물질을 분리해내는 자력선별단계와, 상기 자력선별단계에서 분리된 자성물질에 대하여 부유선광을 통해 상기환원제에 부착되어 있는 구리를 광액 내에 부유시키고 구리가 부착되어 있지 않은 환원제는 광액 내에 가라앉혀 상기 구리를 분리하는 제2구리분리단계를 포함하여 구리 정광을 제조하는 제2정광제조단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. A particle separation step of separating a product having a size larger than a first reference size and a small product by performing particle size separation on a copper composite ore containing crushed gravel and a copper-containing mineral and having been crushed and ground;
A first copper leaching step of leaching copper in the copper-containing mineral through acid leaching for products larger than the first reference grain size in the step of separating the grains; and a step of leaching copper sulfide by injecting a sulfide precipitant into the leached copper- A copper precipitating step of separating the copper sulfide having a particle size smaller than the second reference particle size by performing a particle size separation on the basis of a second reference particle size less than the first reference particle size after the copper precipitation step, A first concentrate producing step of producing a copper concentrate including a copper separating step; And
A second copper leaching step of leaching copper in the copper-containing minerals through acid leaching with respect to products smaller than the first reference grain size in the grain size separation step; and a second copper leaching step in which the light-leached copper has a higher ionization tendency than copper A copper precipitation step of depositing copper on the surface of the reducing agent by a cementation action by injecting a reducing agent having magnetism; a magnetic force selecting step of separating the magnetic material in the light liquid by sorting the magnetic force after the copper precipitation step; A second copper separation step of suspending the copper attached to the reducing agent in the light liquid through floating light to the magnetic material separated in the selection step and allowing the reducing agent not attached with copper to settle in the light liquid to separate the copper; And a second concentrating step of producing a copper concentrate. Way.
상기 입도분리단계에서는 100~150mesh의 스크린을 사용하여 입도를 분리하는 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. The method according to claim 1,
Wherein the particle size separation step separates the particle size using a screen having a size of 100 to 150 meshes.
상기 제1구리침출단계 및 제2구리침출단계는 10~20분 동안 진행하는 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. The method according to claim 1,
Wherein the first copper leaching step and the second copper leaching step are carried out for 10 to 20 minutes.
상기 구리침전단계에서 투입하는 황화물 침전제는 Na2S, CaS, (NH4)2S 또는 이들의 수화물과 유도체들 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. The method according to claim 1,
Wherein the sulfide precipitant to be added in the copper precipitation step is at least one of Na 2 S, CaS, (NH 4 ) 2 S, hydrates thereof, and derivatives thereof.
상기 제1구리분리단계에서는 상기 제2기준입도 보다 작은 산물에 대하여 부유선광을 실시하여 황화구리는 부유시키고 맥석광물은 광액 내에 가라앉혀 상기 황화구리를 분리해 내는 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. The method according to claim 1,
Wherein the step of separating copper sulfide is carried out by subjecting a product smaller than the second reference particle size to suspended copper sulfide and allowing the gangue minerals to settle in the light liquid to separate the copper sulfide. .
상기 구리석출단계에서 상기 환원제로는 철을 사용하는 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. The method according to claim 1,
Wherein iron is used as the reducing agent in the copper precipitation step.
상기 철은 철볼(iron ball)인 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. 6. The method of claim 5,
Wherein the iron is an iron ball.
상기 제2구리분리단계에서 부유선별을 수행함에 있어서,
포수제는 xanthate류를 사용하며, 기포제는 pine oil을 사용하며, 광액은 pH3~9에서 수행하는 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. The method according to claim 1,
In performing the flotation sorting in the second copper separation step,
Wherein the capturing agent is xanthate, the foaming agent is pine oil, and the light is pH 3 to 9.
상기 제2구리분리단계에서 광액 내에 가라앉은 환원제를 분리하여 상기 구리석출단계에서 재사용하는 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. The method according to claim 1,
Wherein the reducing agent that has settled in the light liquid in the second copper separation step is separated and reused in the copper precipitation step.
상기 제2정광제조단계는,
상기 제2구리침출단계 전에, 파쇄 및 분쇄과정을 거친 상기 구리복합원광에 대하여 부유선광을 통해 상기 맥석광물 중 하나인 활석은 부유시키고 상기 구리함유광물은 광액 내에 가라앉혀 상기 활석과 구리함유광물을 분리시킴으로써 활석을 제거하는 활석제거단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. The method according to claim 1,
Wherein the second concentrate producing step comprises:
Before the second copper leaching step, one of the gangue minerals floating through the flotation process is floated on the copper composite ore which has undergone crushing and crushing processes, and the copper-containing minerals are submerged in the liquid solution to form the talc and the copper- Further comprising a talc removing step of removing the talc by separating the talc from the talc.
상기 구리함유광물은 말라카이트(malachite)인 것을 특징으로 하는 복합 구리광 선광방법. The method according to claim 1,
Wherein the copper-containing mineral is malachite.
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