廣西某銅鎳硫化礦石選礦試驗(yàn)

穆 梟 王章鶴 劉 旭 曾劍偉 韋春溫 魏宗武 林美群

(廣西大學(xué)資源與冶金學(xué)院)

穆 梟(1978—)，男，講師，碩士研究生，530004廣西南寧市大學(xué)路100號。

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源性產(chǎn)品的需求呈快速增長態(tài)勢。銅鎳是電子與信息技術(shù)和鋼鐵冶金等行業(yè)的重要原料，因而最近10余年呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢。需求量的巨大增長導(dǎo)致了銅鎳等金屬價格的不斷上漲，市場上銅鎳的價格變化有力地推動了銅鎳選礦及冶煉行業(yè)的發(fā)展［1］。

銅鎳硫化礦石是提取銅鎳的重要原料之一，銅鎳礦物往往緊密共生，有的呈集合體形式存在，不僅嵌布粒度較細(xì)，而且粒度不均勻。生產(chǎn)中常采用銅鎳混合浮選，然后再銅鎳分離的浮選工藝流程。在銅鎳硫化礦物的浮選分離中，由于硫化銅礦物可浮性一般好于硫化鎳礦物，因而通常采用抑鎳浮銅的銅鎳分離試驗(yàn)流程［2-3］。本研究采用銅鎳混合浮選—抑鎳浮銅工藝對廣西某銅鎳硫化礦石進(jìn)行選礦試驗(yàn)，為該礦石的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

廣西某銅鎳硫化礦石為斑豆?fàn)?、浸染狀?gòu)造，銅鎳共生關(guān)系復(fù)雜。礦石中主要金屬礦物有含鎳磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、紫硫鎳礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要有陽起石、綠泥石、石英等。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，銅鎳物相分析結(jié)果見表2和表3。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 銅物相分析結(jié)果 %

表3 鎳物相分析結(jié)果 %

從表1可以看出，相對其他金屬元素，銅鎳品位較高，具有回收價值。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度的差異決定了磨礦產(chǎn)品單體解離和各礦物泥化的程度，因此，磨礦細(xì)度是影響選礦指標(biāo)的重要因素［4-5］。磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見圖1，活化劑草酸用量為6 000 g/t，丁基黃藥為300 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，銅鎳混合精礦銅鎳品位變化不大，但銅鎳回收率呈顯著上升的趨勢，表明較高的磨礦細(xì)度有利于微細(xì)粒銅鎳礦物從脈石包裹體中解離出來。當(dāng)磨礦細(xì)度為－0.074 mm占85%時銅鎳回收率達(dá)到最大值，此時，銅鎳混合粗精礦的銅、鎳回收率分別達(dá)95.38%和82.32%。因此，確定磨礦細(xì)度為－0.074 mm占85%。

2.2 銅鎳混合粗選藥劑條件試驗(yàn)

2.2.1 活化劑選擇與用量試驗(yàn)

為了改善銅鎳礦物的回收效果，分別以草酸和草酸鈉為活化劑進(jìn)行了藥劑選擇和用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1，磨礦細(xì)度為－0.074 mm占85%，丁基黃藥用量為300 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖3和4。

圖3 草酸用量試驗(yàn)結(jié)果

圖4 草酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可以看出，隨著草酸用量的增加，銅鎳混合精礦銅、鎳回收率先上升而后下降，而銅鎳混合精礦銅、鎳品位變化不大;由圖4可以看出，隨著草酸鈉用量的增加，銅鎳混合精礦銅、鎳品位和回收率均先上升后下降;比較兩活化劑對銅鎳混合精礦指標(biāo)的影響可以看出，以草酸為銅鎳礦物活化劑可以取得更高銅品位和銅鎳回收率的銅鎳混合精礦。因此，確定銅鎳混合粗選活化劑草酸的用量為6 000 g/t。

2.2.2 丁基黃藥用量試驗(yàn)

丁基黃藥用量試驗(yàn)流程見圖1，磨礦細(xì)度為－0.074 mm占85%，草酸用量為6 000 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可以看出，隨著丁基黃藥用量的增加，銅鎳混合精礦銅、鎳回收率先顯著上升后略有下降，而銅、鎳品位先下降后維持在低位。當(dāng)丁基黃藥用量為300 g/t時，銅鎳混合精礦銅鎳回收率最高。因此，確定銅鎳混合粗選丁基黃藥用量為300 g/t。

2.3 銅鎳分離粗選條件試驗(yàn)

2.3.1 活性炭用量試驗(yàn)

銅鎳混合浮選精礦中殘留有大量的浮選藥劑，如果未經(jīng)脫藥就直接進(jìn)行銅鎳分離，鎳礦物抑制劑很難發(fā)揮作用。為改善銅、鎳分離效果，必須對銅鎳混合精礦進(jìn)行脫藥?；钚蕴渴橇己妹撍巹?，對丁基黃藥和2#油有很強(qiáng)的吸附作用［6-7］。因此，銅、鎳分離試驗(yàn)使用活性炭為脫藥劑，試驗(yàn)流程見圖6，石灰用量為2 000 g/t，亞硫酸鈉 +SY用量為1 000+1 000 g/t，丁基黃藥用量為50 g/t，2#油用量為20 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖6 脫藥試驗(yàn)流程

表4 活性炭用量對銅粗精礦指標(biāo)的影響

由表4可以看出，隨著活性炭用量的增加，銅粗精礦銅品位和銅回收率先上升后基本保持不變;銅粗精礦鎳品位和鎳回收率下降，在活性炭用量增加到200 g/t以后，銅粗精礦鎳品位和鎳回收率基本保持不變。因此，確定銅鎳分離粗選活性炭用量為200 g/t。

2.3.2 石灰用量試驗(yàn)

在活性炭用量為200 g/t，亞硫酸鈉+SY用量為1 000+1 000 g/t條件下，考查了石灰用量對銅粗精礦指標(biāo)的影響，試驗(yàn)流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 石灰用量對銅粗精礦指標(biāo)的影響

由表5可以看出，隨著石灰用量的增加，銅粗精礦銅品位下降后基本保持不變，銅粗精礦銅回收率逐漸提高。粗銅精礦中鎳品位和鎳回收率均逐漸下降，在石灰用量增加到2 000 g/t以后，粗銅精礦中鎳品位和鎳回收率基本保持不變。綜合考慮，確定石灰用量為2 000 g/t。

2.3.3 亞硫酸鈉+SY用量試驗(yàn)

探索試驗(yàn)表明:亞硫酸鈉與SY組合對鎳礦物有顯著的抑制作用，合適的用量比為1∶1。亞硫酸鈉+SY用量試驗(yàn)流程見圖6，活性炭用量為200 g/t，石灰用量為2 000 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 亞硫酸鈉+SY用量對銅粗精礦指標(biāo)的影響

由表6可以看出，隨著亞硫酸鈉+SY用量的增加，銅粗精礦銅品位和銅回收率逐漸提高后基本保持不變;鎳在銅精礦中損失量逐漸減少，在亞硫酸鈉+SY用量增加到1 250+1 250g/t以后，鎳在銅精礦中損失量基本保持不變。綜合考慮，確定亞硫酸鈉+SY用量為1 250+1 250 g/t。

2.4 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

由表7可以看出，采用圖7所示的閉路流程處理該礦石，可以獲得銅品位為15.24%、銅回收率為76.65%、含鎳0.36%的銅精礦，以及鎳品位為4.90%、鎳回收率為82.36%、含銅0.56%的鎳精礦。

圖7 閉路試驗(yàn)流程

3 結(jié)論

(1)廣西某銅鎳礦石中主要金屬礦物有含鎳磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、紫硫鎳礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要有陽起石、綠泥石、石英等。礦石鎳品位為1.01%、硫化鎳占97.04%，銅品位為0.52、硫化銅占98.09%，表明該礦石屬于低品位硫化銅鎳礦。

(2)試驗(yàn)采用1粗4掃銅鎳混合浮選、1粗2精2掃的銅鎳分離、中礦順序返回流程處理該礦石，最終獲得了銅品位為15.24%、銅回收率為76.65%的銅精礦，以及鎳品位為4.90%、鎳回收率為82.36%的鎳精礦。該試驗(yàn)指標(biāo)較理想，可作為該礦石開發(fā)利用工藝流程設(shè)計依據(jù)。

［1］ 邢方麗，肖寶清，王中明.銅鎳礦銅鎳分離技術(shù)研究進(jìn)展［J］．礦冶，2010(1):25-32.

［2］ 陳家模.多金屬硫化礦浮選分離［M］.貴州:貴州科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

［3］ 曹 釗，張亞輝，孫傳堯，等.銅鎳硫化礦浮選中鎂質(zhì)硅酸鹽礦物的抑制途徑［J］.金屬礦山，2012(7):85-87.

［4］ 黃建芬，余江鴻.新疆某低品位銅鎳礦選礦試驗(yàn)研究［J］.金屬礦山，2011(11):92-95.

［5］ 李玉勝.某銅鎳礦銅鎳分離選礦試驗(yàn)研究［J］.新疆有色金屬，2009(2):103-106.

［6］ 林 桓.用活性炭處理含黃藥2#油污水［J］.黃金，1989(7):40-45.

［7］ 胡熙庚主編.有色金屬硫化礦選礦［M］.北京:冶金工業(yè)出版社.1987.