廣西某低品位銅鎳礦石選礦工藝研究

闕紹娟 黃榮強(qiáng) 盧 琳

(1.廣西冶金研究院，廣西南寧530023;2.廣西國(guó)土資源規(guī)劃院，廣西南寧530022)

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石化學(xué)分析

礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，銅鎳物相分析結(jié)果見表2。

從表1可知:礦石的銅、鎳含量分別為0.25%、0.43%，屬低品位銅鎳礦石，其他有價(jià)元素含量較低，不考慮回收。

表1 原礦多元素分析結(jié)果Table 1 Main chemical components of the ore %

從表2可以看到，銅有15.66%呈氧化態(tài)，鎳除了有2.79%呈氧化態(tài)外，還有18.14%以硫酸鎳和硅酸鎳形式存在，這些將對(duì)銅鎳的浮選回收造成不利影響。

表2 銅、鎳物相分析結(jié)果Table 2 Copper and nickel phase analysis of the ore%

1.2 巖礦鑒定

礦石的礦物組成測(cè)定結(jié)果見表3。

表3 礦石礦物組成Table 3 Mineral composition of the ore %

從表3可以看出:礦石中金屬礦物主要有鎳黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、方黃銅礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要有角閃石、長(zhǎng)石、陽(yáng)起石、方解石等;鎳主要以鎳黃鐵礦形式存在，銅主要以黃銅礦存在。

鎳黃鐵礦與黃銅礦共生關(guān)系密切，嵌布粒度粗細(xì)不均。少量黃銅礦、鎳黃鐵礦的微細(xì)顆粒包裹于磁黃鐵礦中，對(duì)精礦產(chǎn)品質(zhì)量和鎳銅分離有影響。

2 試驗(yàn)方案的確定［6-10］

為了確定合適的試驗(yàn)方案，首先進(jìn)行了優(yōu)先浮選和混合浮選的探索試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1、圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖1 優(yōu)先浮選探索試驗(yàn)流程Fig.1 Exploratory flowsheet for selective flotation

圖2 混合浮選探索試驗(yàn)流程Fig.2 Exploratory flowsheet for bulk flotation

表4 優(yōu)先浮選和混合浮選探索試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Comparison of selective flotation and bulk flotation process %

由表4可知:優(yōu)先浮選時(shí)，有高達(dá)21.33%的鎳損失于銅粗精礦中，其他的鎳在浮銅階段受到石灰抑制后又很難再被硫酸銅活化，因而導(dǎo)致鎳粗精礦的鎳回收率只有46.46%。而混合浮選時(shí)，混合粗精礦的銅、鎳回收率均較高，分別達(dá)到83.30%和62.85%。

Current Loop Control Algorithm of PMSM Based on ADRC Principle……………WANG Fuxin， GAO Shijie(3·24)

在以上試驗(yàn)基礎(chǔ)上，又探索了對(duì)混合精礦進(jìn)行銅鎳分離的可能性。結(jié)果表明，將混合精礦細(xì)磨并經(jīng)活性炭脫藥后，無(wú)論是用石灰還是用腐植酸鈉作為鎳黃鐵礦的抑制劑，銅精礦、鎳精礦的相互夾雜均非常嚴(yán)重，說(shuō)明混合精礦難以有效分離。

此外，鑒于試樣中含有1.2%的磁黃鐵礦，還以磁選管為磁選設(shè)備，考察了通過(guò)預(yù)先磁選來(lái)提高混合精礦品位的必要性。結(jié)果表明，磁選確實(shí)可將試樣中磁性較強(qiáng)的磁黃鐵礦預(yù)先選出，磁性物中銅、鎳的夾帶也較少，但混合精礦銅鎳品位的提高并不明顯。因此，從簡(jiǎn)化流程考慮，沒有必要進(jìn)行預(yù)先磁選。

綜上所述，試驗(yàn)確定采用單一混合浮選方案，僅產(chǎn)出銅鎳混合精礦。

3 條件試驗(yàn)

按照?qǐng)D3流程進(jìn)行銅鎳混合浮選條件試驗(yàn)，確定的磨礦細(xì)度及調(diào)整劑、捕收劑的種類和用量。

3.1 磨礦細(xì)度確定

在調(diào)整劑為200 g/t硫酸銅、捕收劑為100(80+20)g/t丁黃藥條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，結(jié)果見表5。

圖3 條件試驗(yàn)流程Fig.3 Flowsheet for Cu-Ni bulk rough flotation

表5 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Test results on various grinding fineness%

表5表明:磨礦細(xì)度較粗時(shí)，混合粗精礦銅、鎳品位較高，但銅、鎳回收率較低。隨著磨礦產(chǎn)品中－0.074 mm粒級(jí)含量增加，混合粗精礦銅、鎳品位降低，但銅、鎳回收率逐漸提高。綜合考慮精礦質(zhì)量、回收率指標(biāo)及磨礦成本，磨礦細(xì)度取－0.074 mm占74%較為合適。

3.2 調(diào)整劑對(duì)比試驗(yàn)

黃銅礦可浮性好，而鎳黃鐵礦對(duì)礦漿環(huán)境比較敏感。為提高鎳的選別指標(biāo)，分別采用硫酸、硫酸銅、碳酸鈉為礦漿調(diào)整劑，在捕收劑為100(80+20)g/t丁黃藥條件下進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表6。

表6 調(diào)整劑對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Comparative test results on various regulators

表6表明:不添加調(diào)整劑，混合粗精礦銅、鎳品位和回收率都較低;添加硫酸銅，可提高銅、鎳選別指標(biāo)，但提高幅度不大。硫酸和碳酸鈉均能較大幅度提高混合粗精礦銅、鎳品位和回收率，但硫酸用量大，對(duì)設(shè)備有腐蝕性，碳酸鈉用量較小且廉價(jià)易購(gòu)，作為調(diào)整劑較為適宜。

3.3 捕收劑種類試驗(yàn)

在碳酸鈉用量為2 000 g/t的條件下，分別采用銅鎳混浮生產(chǎn)上常用的丁黃藥、乙硫氮、丁銨黑藥及新藥DY作為捕收劑進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 捕收劑種類對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Comparative test results on various collectors

表7表明:由于丁銨黑藥具有捕收能力強(qiáng)、選擇性差的特性，使得以丁銨黑藥為捕收劑時(shí)，存在混合粗精礦銅、鎳回收率較高但品位較低的矛盾。以乙硫氮和DY作捕收劑時(shí)，兩者所獲選別指標(biāo)接近并介于丁銨黑藥和丁黃藥所獲選別指標(biāo)之間。綜合來(lái)看，以丁黃藥為捕收劑較合理:混合粗精礦銅、鎳品位和回收率最高，且丁黃藥常規(guī)易購(gòu)、使用方便。

3.4 丁黃藥用量試驗(yàn)

在碳酸鈉用量為2 000 g/t條件下進(jìn)行丁黃藥用量試驗(yàn)，結(jié)果見表8。

從表8可以看到，隨著丁黃藥用量增加，混合粗精礦銅、鎳品位逐漸降低而銅、鎳回收率逐漸提高，但丁黃藥用量由100(80+20)g/t增加到120(100+20)g/t時(shí)，銅、鎳回收率提高幅度不大。因此，選擇丁黃藥用量為100(80+20)g/t。

4 閉路流程試驗(yàn)

混合浮選閉路試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表8 丁黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果Table 8 Test results on dosage of butyl xanthate

圖4 閉路試驗(yàn)流程Fig.4 Flowsheet of closed circuit operation

表9 閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 9 The result of closed circuit operation %

從表9可以看到:采用1粗2掃2精閉路混浮流程，獲得的銅鎳混合精礦產(chǎn)率為3.79%、銅品位為5.77%、鎳品位為8.31%、銅回收率為86.33%、鎳回收率為76.60%，選別指標(biāo)良好。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)試樣銅品位0.25%、鎳品位0.43%，屬低品位銅鎳礦石。試樣中脈石礦物含量高，銅、鎳礦物有一定程度的氧化且關(guān)系密切、礦物間相互包裹嚴(yán)重，影響精礦品位和回收率的提高。

(2)在－0.074 mm占74%磨礦細(xì)度下，采用1粗2掃2精銅鎳混合浮選工藝流程，可獲得銅鎳混合精礦銅、鎳品位分別為5.77%、8.31%，銅、鎳回收率分別為86.33%、76.60%的較好試驗(yàn)指標(biāo)。

(3)試驗(yàn)所用藥劑均為常規(guī)藥劑，工藝流程簡(jiǎn)單，易于在生產(chǎn)中實(shí)施應(yīng)用。

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