钴矿石的开采和加工设备

钴 (Co) 是一种银白色的铁磁性金属。 钴有 27 个质子,夹在元素周期表中间部分的铁和镍之间。
钴金属坚硬、易碎且具有铁磁性。 加热到 1150°C 时磁性消失。 它在室温下不与水相互作用。 在空气中加热到300℃或更高时被氧化生成CoO,在白热中燃烧成Co 3 O 4 。 其熔点为 1,495°C。
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钴需求
为什么手机里有钴?更具体地说,钴存在于智能手机、平板电脑和笔记本电脑中使用的锂离子电池中。
20世纪中叶,人们开始使用锂作为电池负极。但在充电过程中会出现锂枝晶等问题,降低电池的安全性。化学家 John B. Goodenough 发现钴的使用使电池更安全、更稳定。钴酸锂电池应运而生,并广泛应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备中。特斯拉随后成功地将其应用于电动汽车。电动汽车的繁荣刺激了钴需求的激增。根据国际能源署(IEA)的数据,到2040年,需求可能比现在增加6-30倍。
特斯拉钴:电动车刺激钴需求
钴矿产量和储量
钴需求激增引发担忧:我们的地球是否富含钴?钴年产量能否满足需求?
遗憾的是,全球钴资源不均,世界钴矿产量稀缺。根据美国地质调查局(USGS)公布的初步数据,2021年全球钴产量约为17万吨,掌握在少数公司手中。
刚果民主共和国(刚果)拥有全球 50% 以上的钴储量。其余的分布在少数几个国家,包括澳大利亚、古巴、赞比亚、菲律宾、加拿大和俄罗斯。刚果供应全球70%以上的钴,居首位。中国是的钴精炼和消费国,占比分别为67%和52%,而钴的产量仅占1%左右。
钴开采和加工
在自然界中,钴主要与铜、镍和铁等矿物有关。基本上没有独立的钴矿床。因此,钴主要是铜和镍开采的副产品。这使得它更难获得。
鉴于刚果是的钴供应国,我将以位于加丹加铜钴矿带的钴矿中广泛使用的几种高效钴选矿方法为例进行简要介绍。
粉碎工艺
严重的粘泥是氧化铜矿的一个显着特征。当地雨季(11 月次年 3 月)有强降雨。这使得矿石含水量高,粘性更大。
考虑到矿石性质、自然条件和生产稳定性等因素,近年来刚果(金)新建选矿厂的破碎工艺普遍采用半自球磨破碎回路(SABC)。
采用半自动球磨机破碎回路对铜钴矿进行破碎研磨
    破碎机:颚式破碎机、圆锥破碎机
    半自磨机:球磨机
优点:
    1、粗碎仅需一段,限度地减少了破碎阶段。流程更短,设备更少。这意味着更少的设备堵塞。
    2.设备少,钴加工厂占地更小,降低了征地成本。
    3.操作简单,工人少,降低人工成本。
目前,这种破碎工艺广泛应用于刚果(金)的新钴选矿厂。
刚果(金)加丹加铜钴矿带长300公里,宽100-150公里,西起科卢韦齐,东南卢本巴希,与赞比亚边境接壤。
刚果加丹加铜钴成矿带图片
该带的钴矿在含碳量、含泥量、氧化率、铜钴品位、主要脉石成分等方面差异较大。
合理开发利用铜钴矿资源,提高金属回收率,需要不断改进选矿工艺。近期大型采矿项目中使用的典型分选工艺主要有以下几种。
1.钴工艺流程:硫前氧单浮选
    浮选设备:浮选机
    浓缩设备:高效浓缩器
    浮选剂:硅酸钠、硫氢化钠、双黄药、五黄药、起泡剂
2.钴工艺流程:二碳-浮选硫前氧-浮选尾磁选
    脱泥设备:双螺旋洗衣机或滚筒洗衣机
    浮选设备:浮选机
    磁选设备:磁选机
    浓缩设备:高效浓缩器
    浮选药剂:硫化矿的浮选药剂有MIBC、NaHS、黄药;处理氧化矿和混合矿的试剂有MIBC、NaHS、硫酸铵、乙硫氨酸、黄原酸戊酯、CMC等。

3、钴处理流程图:硫化铜粗精矿浮氧重磨清洗前硫-尾磁选
    浮选设备:浮选机
    磁选设备:磁选机
    浓缩设备:高效浓缩器
    浮选药剂:六偏磷酸钠、硫氢化钠、黄原酸丁酯、五黄原酸盐、发泡剂。
得到的硫化铜钴精矿和氧化铜钴精矿通过相应的方法进一步精炼。
结论
刚果加丹加铜钴矿带蕴藏着巨大的铜钴资源。钴矿开采和加工方式的不断优化,可以提高资源利用率,降低投资和生产成本,保障全球钴供应,钴是稀缺的重要战略性矿产资源。
钴用途
上述典型钴矿开采及加工方法均已成功投产并取得良好的生产指标,可为刚果其他同类铜钴矿资源的绿色高效开发提供一定的参考条件。

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