銅精礦的基本成份組成及存儲(chǔ)保管中需注意事項(xiàng)

2013年1月25日07:58:00
評(píng)論
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摘要

一、銅精礦的基本情況銅是一種典型的親硫元素,在自然界中主要形成硫化物,只有在強(qiáng)氧化條件下形成氧化物,在還原條件下可形成自

一、銅精礦的基本情況
銅是一種典型的親硫元素,在自然界中主要形成硫化物,只有在強(qiáng)氧化條件下形成氧化物,在還原條件下可形成自然銅。目前,在地殼上已發(fā)現(xiàn)銅礦物和含銅礦物約計(jì)250多種,主要是硫化物及其類(lèi)似的化合物和氧化物、自然銅以及銅的硫酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽類(lèi)等礦物。其中,能夠適合目前選冶條件可作為工業(yè)礦物原料的有16種。即自然元素:自然銅(含銅近100%);銅的硫化物:黃銅礦(含銅34.6%,括號(hào)指銅含量,下同)、斑銅礦(63.3%)、輝銅礦(79.9%)、銅藍(lán)(66.5%)、方黃銅礦(23.4%)、黝銅礦(46.7%)、砷黝銅礦(52.7%)、硫砷銅礦(48.4%);銅的氧化物:赤銅礦(88.8%)、黑銅礦(79.9%);銅的硫酸鹽、碳酸鹽和硅酸鹽礦物:孔雀石(57.5%)、藍(lán)銅礦(55.3%)、硅孔雀石(36.2%)、水膽礬(56.2%)、氯銅礦(59.5%)。自然銅的儲(chǔ)量極少,氧化銅也為數(shù)不多,世界上80%~90%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來(lái)的。
銅精礦是將含銅礦石粉碎球磨后,用藥劑浮選分離捕集含銅礦物,使品位大大提高,銅含量不小于13%的供冶煉銅用的精礦產(chǎn)品。
當(dāng)前,我國(guó)選冶銅礦物原料主要是黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、孔雀石等。按選冶技術(shù)條件,將銅礦石以氧化銅和硫化銅的比例劃出三個(gè)自然類(lèi)型。即硫化礦石,含氧化銅小于10%;氧化礦石,含氧化銅大于30%;混合礦石,含氧化銅10%~30%。
我國(guó)銅礦物原料具有以下特點(diǎn):
(一)適合選冶生產(chǎn)的銅礦物原料,賦存于多種礦床類(lèi)型。其中,具有重要開(kāi)采價(jià)值的礦床類(lèi)型:巖漿型銅鎳硫化物礦床、斑巖型銅礦床、夕卡巖型銅和多金屬礦床、熱液脈型銅礦床、火山-沉積塊狀硫化物型銅礦床、沉積型層狀礦床等等。
(二)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜,嵌布粒度不均,多為不均勻浸染粒度礦石,甚至有不少礦物組合、組構(gòu)嵌布細(xì)微,成分復(fù)雜,難選礦石較多。
(三)礦石化學(xué)成分多樣,伴生、共生多種有益有害組分,選冶工藝條件復(fù)雜。目前,開(kāi)發(fā)的礦區(qū)多數(shù)是綜合性的銅礦床,共伴生多種有益有害元素。通過(guò)綜合開(kāi)采,綜合利用,可變害為益,變廢為寶。
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我國(guó)銅冶煉企業(yè)有40多家,主要有:江西銅業(yè)公司、云南銅業(yè)股份有限公司、銅陵有色金屬集團(tuán)公司(江蘇)、白銀有色金屬公司(甘肅)、沈陽(yáng)冶煉廠(chǎng)、中條山有色金屬公司 (山西)、大冶有色金屬公司(湖北)、葫蘆島鋅廠(chǎng)、常州東方鑫源銅業(yè)有限公司、上海冶煉廠(chǎng)等。各企業(yè)的陰極銅質(zhì)量全部實(shí)施《陰極銅》(GB/T 467-1997)標(biāo)準(zhǔn),即所有企業(yè)均能生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)陰極銅產(chǎn)品,而江西銅業(yè)公司、云南銅業(yè)股份有限公司等8家企業(yè)可以生產(chǎn)高純陰極銅。各冶煉企業(yè)之間除存有生產(chǎn)不同牌號(hào)的陰極銅外,單耗等技術(shù)指標(biāo)、工藝指標(biāo)和能耗指標(biāo)等也相差很大。據(jù)統(tǒng)計(jì),2005年國(guó)內(nèi)200多家銅冶煉企業(yè)的精銅產(chǎn)量為258萬(wàn)噸,其中利用國(guó)內(nèi)礦石的產(chǎn)量?jī)H65萬(wàn)噸,2/3銅精礦要依賴(lài)進(jìn)口。
我國(guó)是世界上最大的銅消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó),2005年銅消費(fèi)量達(dá)到368萬(wàn)噸,但是2006年銅價(jià)的大幅上漲,極大地抑制了國(guó)內(nèi)銅的消費(fèi),2006年表觀(guān)消費(fèi)358萬(wàn)噸,同比下降 10萬(wàn)噸(新浪網(wǎng))。2006年銅進(jìn)口首次全面下降,進(jìn)口銅精礦361.2萬(wàn)噸,同比下降11%。
我國(guó)進(jìn)口的銅精礦大多也是硫化銅精礦,主要是黃銅礦,其分子式為CuFeS2;也有輝銅礦,Cu2S;銅藍(lán),CuS。進(jìn)口硫化銅精礦一般為墨綠色到黃綠色,也有灰黑色,其中有時(shí)會(huì)夾雜少許藍(lán)色粉末。銅精礦是浮選產(chǎn)品,粒度較細(xì),干燥的銅精礦在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中易揚(yáng)塵散失,損耗較大,不適宜遠(yuǎn)洋運(yùn)輸,因此銅精礦生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常保持近10%的水分。進(jìn)口銅精礦為散裝,計(jì)量方法為水尺計(jì)重(即查看船的吃水深度計(jì)量重量),按照國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,計(jì)量誤差不超過(guò)5‰。
在海關(guān)總署、原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委關(guān)于下發(fā)《陰極銅(電解銅)加工貿(mào)易單耗標(biāo)準(zhǔn)》(HDB/YS 001-2000)的編制說(shuō)明中,明確指出“①精礦在港口落地后裝車(chē),貨損按0.1%計(jì)算,若在5天后裝車(chē),每增加1天,貨損增加0.01%。②精礦在落地后,每倒動(dòng)一次,貨損0.1%。③火車(chē)運(yùn)輸過(guò)程,貨損按0.3%~0.4%計(jì)算,運(yùn)輸距離超過(guò)500公里,每100公里增加0.1%。④因外界因素影響,貨損有時(shí)增加。下大雨2小時(shí)以上貨損加0.05%;下中雨連續(xù)4小時(shí)以上貨損加0.05%;下小雨8小時(shí)以上,貨損加0.05%。貨物落地后,因風(fēng)大造成損失,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取證(現(xiàn)場(chǎng)記錄、排照、錄像等)后確定。⑤精礦進(jìn)廠(chǎng)后倉(cāng)儲(chǔ)損失(包括檢斤后倉(cāng)外損失、卸車(chē)損失、倉(cāng)內(nèi)存放和運(yùn)輸損失)按0.3%計(jì)算。”
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硫化銅精礦易氧化,特別是在夏季交接貨物時(shí),氧化現(xiàn)象更為嚴(yán)重。從冶煉的角度來(lái)說(shuō),銅精礦中硫和鐵的含量高些好,一般要求銅硫比為1∶1左右,F(xiàn)e>20% ,Si<10%,這種礦在反射爐中造渣性能和流動(dòng)性能都較好。對(duì)雜質(zhì)元素As、F、Cl、Cr、Hg、Pb、 Zn、Bi等含量要求愈低愈好,主要是為了滿(mǎn)足冶煉的要求和對(duì)環(huán)境的保護(hù)。
二、進(jìn)口銅精礦的價(jià)格
銅精礦的價(jià)格確定比較特殊,與一般的金屬材料不同。進(jìn)口銅精礦通常采用作價(jià)月倫敦金屬交易所(LME)結(jié)算價(jià)扣除加工費(fèi)作為到岸價(jià)(CIF)。作價(jià)月的價(jià)格是以L(fǎng)ME基準(zhǔn)3個(gè)月期銅期貨價(jià)格,因此,銅精礦的作價(jià)方式主要體現(xiàn)在加工費(fèi)的作價(jià)上。
加工費(fèi)分為粗煉加工費(fèi)(TC)和精煉加工費(fèi)(RC)。粗煉加工費(fèi)是指每干噸銅精礦多少加工費(fèi)(USD/DMT),精煉加工費(fèi)是指每磅計(jì)價(jià)銅多少加工費(fèi)(USD/LB),粗煉加工費(fèi)和精煉加工費(fèi)構(gòu)成總的加工費(fèi)。而加工費(fèi)則由銅冶煉廠(chǎng)和國(guó)際供貨商以談判形式確定。據(jù)了解,中國(guó)銅原料聯(lián)合談判小組(CSPT)與國(guó)際礦業(yè)巨頭必和必拓公司達(dá)成2007年度銅精礦加工費(fèi)價(jià)格為60(美元每噸,下同)/6.0(美分每磅,下同),這比2006年度的95/9.5的加工費(fèi)下降了37%,并且取消了沿用三十多年的價(jià)格分享?xiàng)l款(也稱(chēng)為價(jià)格參與條款,即PP條款)。這表明無(wú)論LME銅價(jià)如何變化,加工費(fèi)的降低意味著中國(guó)銅冶煉企業(yè)進(jìn)口銅精礦價(jià)格的提高。所謂的“價(jià)格分享?xiàng)l款”,是多年來(lái)銅冶煉企業(yè)與銅精礦供應(yīng)商之間達(dá)成的利益分享慣例,它與加工費(fèi)一起構(gòu)成銅冶煉企業(yè)的主要利潤(rùn)來(lái)源。即按慣例,如果LME銅價(jià)超過(guò)90美分/磅,銅精礦供應(yīng)商將向冶煉企業(yè)歸還基價(jià)和市場(chǎng)價(jià)間差價(jià)的10%作為補(bǔ)償。 據(jù)說(shuō),中國(guó)冶煉廠(chǎng)此次與必和必拓達(dá)成的年度加工費(fèi)協(xié)議,在付款期等方面有所優(yōu)惠,實(shí)際加工費(fèi)相當(dāng)于70/7.0的水準(zhǔn)。(經(jīng)濟(jì)參考報(bào))
進(jìn)口銅精礦貿(mào)易價(jià)格計(jì)算方法:
貿(mào)易價(jià)格=(LME三月期價(jià)格+對(duì)應(yīng)月份升貼水+到岸升水)×匯率×(1+增值稅率)×(1+關(guān)稅稅率)
舉例:假設(shè)前面所列數(shù)字分別為:5000,70,100 ,7.1,17%,2%,計(jì)算R=(5000+70+100)×7.1×(1+17%)×(1+2%)=43806.13。
目前,銅精礦4月中旬的價(jià)格約為57000~61000元/金屬?lài)崱?br /> [pagebreak]
三、硫化銅精礦氧化增重現(xiàn)象
硫化銅精礦具有氧化增重的現(xiàn)象,在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中都會(huì)因此而致使銅精礦的銅含量〔w(Cu)%重量比例〕降低,重量增加,這已經(jīng)有了定論,但是,究竟在何種條件下會(huì)氧化,氧化對(duì)Cu的影響程度如何,銅含量會(huì)降低多少,未有確切結(jié)論。寧波進(jìn)出境商品檢驗(yàn)檢疫局對(duì)銅精礦樣品的氧化條件及其機(jī)理進(jìn)行了試驗(yàn)和探討,該局選取了我國(guó)近年來(lái)進(jìn)口較多的智利、秘魯、蒙古和澳大利亞銅精礦樣品進(jìn)行試驗(yàn),考察了不同條件對(duì)銅精礦樣品Cu含量的影響,并得出了以下結(jié)論。
(一)銅精礦樣品存放過(guò)程中的Cu含量將降低


該局選取了不同產(chǎn)地的樣品共24個(gè),分別測(cè)定了不同貯存條件下樣品的Cu含量變化值(樣品放置前后的Cu含量之差)。測(cè)定結(jié)果為2次平行測(cè)定數(shù)據(jù)的平均值,且2次結(jié)果之差不大于0.2%。結(jié)果表明,銅精礦樣品經(jīng)過(guò)一定時(shí)間存放后,Cu含量均產(chǎn)生了不同程度的降低。其中澳大利亞H8號(hào)樣品存放兩年多后,Cu含量降低達(dá)2%。對(duì)產(chǎn)自蒙古、秘魯?shù)葒?guó)的4個(gè)礦樣的Cu含量變化跟蹤結(jié)果見(jiàn)圖1。圖中可見(jiàn),放置時(shí)間越長(zhǎng),Cu含量下降越多,下降速率增大,但一定時(shí)間后下降速率又趨緩,Cu含量趨于穩(wěn)定。
(二)貯存條件對(duì)Cu含量的影響較大
取秘魯、蒙古的3個(gè)礦樣,分別以鑲嵌式封口小塑料袋和鋁箔袋包裝(或磨口瓶裝存于干燥皿),經(jīng)過(guò)一定時(shí)間存放后進(jìn)行比較,Cu含量變化如圖2所示,塑料袋裝的樣品Cu 含量分別降低了0.28%~0.54%,而貯存于鋁箔袋及磨口稱(chēng)量瓶的樣品Cu含量則幾乎沒(méi)有變化。
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另以澳大利亞H8號(hào)礦,用“多次、短時(shí)”方式制得的不同粒度樣品,分別用鋁箔袋和鑲嵌式封口小塑料袋包裝,放置70d后測(cè)定Cu含量(見(jiàn)表2)。表中可見(jiàn),以塑料袋存放的樣品Cu含量比鋁箔袋包裝的樣品降低了0.5%左右,75μm 的樣品更是降低達(dá)0.8%之多。
表2 不同粒度不同包裝的樣品Cu含量變化
粒度
(μm)
W(Cu)/%
鋁箔袋裝          塑料袋裝
180
150
100
75
          24.92               -
          24.94              24.49
          24.93              24.43
          24.83              24.01
(三)S含量對(duì)銅精礦氧化影響不大
用X射線(xiàn)熒光光譜法(XRF)測(cè)定了樣品的S含量,對(duì)應(yīng)其平均Cu含量變化率[即Cu含量變化值/存放時(shí)間(月)]進(jìn)行比較,如圖3所示,隨S含量由低到高,樣品的平均Cu含量變化率呈現(xiàn)不規(guī)則的升降,可見(jiàn),樣品的穩(wěn)定程度與S量并無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。而且,僅憑S含量的高低無(wú)法解釋同一樣品在不同貯存條件下Cu含量變化出現(xiàn)明顯差異的現(xiàn)象。


(四)水分對(duì)銅精礦的氧化有較大影響
黃銅礦的分子式為CuFeS2,其氧化可能發(fā)生如下反應(yīng):
4CuFeS2+17O2+H2O=4CuSO4+H2SO4+Fe2(SO4)3+Fe2O3
通過(guò)試驗(yàn)也證實(shí),貯存一段時(shí)間的銅精礦PH值降低,樣品酸度增加,說(shuō)明有氧化反應(yīng),產(chǎn)生了H2SO4(硫酸)及其Cu、Fe鹽。由反應(yīng)式可看出,H2O是氧化反應(yīng)不可缺少的組分。當(dāng)樣品在干燥條件(如鋁箔袋包裝或磨口瓶貯存于干燥器中)下保存時(shí),因缺少H2O的參與,幾乎不起氧化反應(yīng),Cu含量減少甚微。而塑料袋包裝的樣品密封程度較差,更易受潮,因而樣品更易氧化。同理,樣品顆粒越細(xì),比表面積越大,越易吸潮,也就越易氧化,這也就是為何在相同的貯存條件下,75μm樣品要比100μm 以上的樣品Cu含量降低更多的原因。
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四、結(jié)論與建議
通過(guò)以上論述,我們可以得出以下結(jié)論:
(一)銅精礦的損耗很高。
銅精礦損耗的原因復(fù)雜、環(huán)節(jié)較多,有水尺計(jì)量誤差、港口裝車(chē)損耗、港口存放損耗、倒動(dòng)損耗、運(yùn)輸損耗、下雨損耗、刮風(fēng)損耗、倉(cāng)儲(chǔ)損耗等,而且按照海關(guān)總署標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定損耗的指標(biāo)都不低。假設(shè)昌平直屬處接收銅精礦1萬(wàn)噸,從秦皇島港口轉(zhuǎn)運(yùn),運(yùn)輸距離較近,不超過(guò)500公里。那么我們假設(shè)水尺計(jì)量誤差損耗到達(dá)0.3%,港口裝車(chē)損耗0.1%,2天后裝車(chē)(因?yàn)橐b編織袋,可能要延誤些時(shí)間),每增加1天,貨損增加0.01%,計(jì)損耗0.02%,運(yùn)輸損耗按0.3%計(jì),我們倉(cāng)儲(chǔ)損耗按0.3%計(jì),那么共有損耗0.3%+0.1%+0.02%+0.3%+0.3%=1.02%,10000×1.02%=102噸。也就是說(shuō)1萬(wàn)噸銅精礦從接收到儲(chǔ)存損耗要到達(dá)到1.02%,損耗為102噸,這還不是按最高損耗定額計(jì)算的,也沒(méi)有計(jì)算下雨和刮風(fēng)造成的損耗。這比金屬材料的0.2%~0.3%的損耗標(biāo)準(zhǔn)要高的多。如果加上氧化增重造成的1%的損耗那么損耗將達(dá)到2%以上,是一般有色金屬原料的十倍。
(二)銅精礦的氧化增重現(xiàn)象嚴(yán)重
銅精礦中的低價(jià)S、Cu、Fe離子與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng),引起Cu含量下降,氧化程度越高,Cu含量下降越多;樣品的穩(wěn)定程度與總S量無(wú)直接關(guān)系,而與包裝容器的密封性有關(guān)。濕空氣的進(jìn)入是發(fā)生氧化反應(yīng)的關(guān)鍵因素。氧化反應(yīng)發(fā)生后,酸度的增加會(huì)促使反應(yīng)加速進(jìn)行,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,低價(jià)離子逐漸減少,反應(yīng)逐漸趨緩。
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以上測(cè)試結(jié)論是對(duì)小量的樣品,貯存時(shí)間不超過(guò)30個(gè)月的條件下得出的,貯存大量的,更長(zhǎng)時(shí)間的銅精礦氧化的情況如何,尚沒(méi)有找到這方面的數(shù)據(jù)。但是,以上結(jié)論仍然對(duì)我們接收和貯存銅精礦有一定的借鑒意義。
鑒于以上情況,建議:
(一)銅精礦在接收和貯存過(guò)程中應(yīng)有良好的包裝,避免損耗加大。進(jìn)口銅精礦為散裝,粒度較細(xì),如果包裝不好,在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中極易增加損耗。因此,銅精礦卸船后必須立刻用結(jié)實(shí)、細(xì)密的編織袋包裝起來(lái),這樣才能減少損耗,保證長(zhǎng)期儲(chǔ)存。
(二)制訂銅精礦損耗定額。銅精礦損耗的環(huán)節(jié)較多,情況復(fù)雜,由于海關(guān)總署標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的損耗指標(biāo)太高,難以承受,我們不能照搬,我們儲(chǔ)備系統(tǒng)應(yīng)參照海關(guān)總署的標(biāo)準(zhǔn)制訂我局的儲(chǔ)存損耗定額,將儲(chǔ)存損耗減低到最小程度。
(三)銅精礦在貯存過(guò)程中,應(yīng)貯存在庫(kù)內(nèi),如果貯存在庫(kù)外也必須搭建防雨棚或整垛密封,不能受雨水。一是銅精礦的價(jià)值較高,這樣可以確保安全;二是銅精礦粒度較細(xì),放置庫(kù)內(nèi)或密封可減少損耗;三是避免銅精礦受潮而加速氧化。
(四)銅精礦貯存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),避免由于氧化使銅含量減少而造成損失。如果按照?qǐng)D1測(cè)試的結(jié)果計(jì)算,貯存30個(gè)月銅含量降低1%,那么10000噸銅精礦將減少100噸銅。如果按每噸6萬(wàn)元計(jì)價(jià),將損失6百萬(wàn)元。
(五)如果有可能是否可以直接將銅精礦加工為精銅(電解銅)貯存,從而避免氧化損耗。
(六)初次接收礦產(chǎn)品是否可以批量小一些,取得經(jīng)驗(yàn),甚至教訓(xùn)后,制訂《礦產(chǎn)品接收儲(chǔ)存工作細(xì)則》,為以后的大批量接收打下基礎(chǔ),并避免較大損失。
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