內(nèi)蒙古某低品位銅鎳礦石選礦試驗

張維佳 曹文紅 劉永茂

(內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

內(nèi)蒙古某銅鎳礦石銅鎳品位均較低，受選礦技術(shù)的制約，以前的選礦工藝研究都圍繞銅鎳混合浮選流程展開，最終獲得銅鎳混合精礦。隨著選礦技術(shù)的進步，若能實現(xiàn)銅鎳高效分離分選，則有利于提高產(chǎn)品附加值，提高礦山的經(jīng)濟效益[1]。內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金研究院采用優(yōu)先浮選流程對有代表性礦石進行了選礦試驗。

1 礦石性質(zhì)

礦石中的金屬礦物主要為黃鐵礦、紫硫鎳礦、黃銅礦；脈石礦物主要有斜長石、輝石、角閃石，橄欖石及綠泥石少量。礦石結(jié)構(gòu)主要以他形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主。礦石的構(gòu)造以稀疏浸染狀構(gòu)造為主，其次為斑點狀、星點狀和細脈狀構(gòu)造。

紫硫鎳礦是礦石中最主要的含鎳礦物，多以細粒狀伴生在黃銅礦附近，有時與黃銅礦、黃鐵礦或單獨以幾何狀充填在脈石礦物骨架中。紫硫鎳礦為半自形—他形粒狀，節(jié)理清晰可見，粒度以中細粒為主，最大為0.60 mm，最小為0.001 mm，一般為0.30～0.003 mm。黃銅礦是礦石中的主要含銅礦物，多單獨產(chǎn)于脈石中，部分與黃鐵礦或紫硫鎳礦共生，與紫硫鎳礦共生關(guān)系密切，以他形粒狀為主，粒度大小相差懸殊，最大為0.50 mm，最小不足0.001 mm，以中細粒為主，一般為0.30～0.03 mm。

礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，銅、鎳物相分析結(jié)果分別見表2、表3。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

表2 銅物相分析結(jié)果

表3 鎳物相分析結(jié)果

由表1可見，礦石中的主要有價元素為銅和鎳。

表2、表3表明，礦石中的銅、鎳以硫化態(tài)為主，其次為氧化態(tài)。

2 試驗結(jié)果與討論

在探索試驗基礎(chǔ)上確定了優(yōu)先浮選銅再浮選鎳的浮選工藝流程。

2.1 條件試驗

2.1.1 磨礦細度試驗

為了使目的礦物較好地解離，且盡量減少泥化，因此，首先進行了磨礦細度條件試驗。試驗采用1次粗選選銅流程。固定銅粗選的礦漿pH調(diào)整劑石灰用量為1 000 g/t，抑制劑NY-N為2 400 g/t，捕收劑Z-200為15 g/t，試驗結(jié)果見圖1。

圖1 磨礦細度對銅粗選指標的影響

從圖1可見，隨著磨礦細度的提高，銅粗精礦銅品位及回收率均先上升后下降，鎳品位和鎳回收率均先下降后上升，銅粗精礦銅回收率、鎳品位和鎳回收率變化趨勢的拐點均在磨礦細度為-0.074 mm占90%時。因此，確定磨礦細度為-0.074 mm占90%。

2.1.2 銅粗選條件試驗

試驗采用1次粗選選銅流程。

2.1.2.1 石灰用量試驗

在磨礦細度為-0.074 mm占90%，NY-N用量為2 400 g/t、Z-200為15 g/t情況下進行了石灰用量試驗，結(jié)果見圖2。

圖2 石灰用量對銅粗精礦指標的影響

從圖2可以看出，隨著石灰用量的增加，銅粗精礦銅品位和鎳品位均先上升后下降，銅回收率先顯著上升后微幅上升，鎳回收率上升。綜合考慮，確定銅粗選的石灰用量為800 g/t(礦漿pH=8.5)。

2.1.2.2 NY-N用量試驗

有研究表明，浮銅時NY-N是鎳礦物的理想抑制劑[2-4]。鎳礦物抑制劑NY-N用量試驗在磨礦細度為-0.074 mm占90%，石灰用量為800 g/t、Z-200為15 g/t條件下進行，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 NY-N用量對銅粗精礦指標的影響

從圖3可以看出，隨著NY-N用量的增大，銅粗精礦銅品位下降、銅回收率上升、鎳品位和鎳回收率均下降。綜合考慮，確定銅粗選的NY-N用量為 1 000 g/t。

2.1.2.3 Z-200用量試驗

以選擇性較好的Z-200為浮銅捕收劑，試驗固定磨礦細度為-0.074 mm 占90%，石灰用量為800 g/t，NY-N用量為1 000 g/t，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 Z-200用量對銅粗精礦指標的影響

從圖4可以看出，隨著Z-200用量的增加，銅粗精礦銅品位下降、銅回收率上升，鎳品位下降、鎳回收率上升。綜合考慮，確定銅粗選的Z-200用量為20 g/t。

2.1.3 鎳粗選條件試驗

試驗以1粗1掃浮銅尾礦為浮鎳給礦，試驗采用1次粗選流程。

2.1.3.1 硫酸銅用量試驗

鎳礦物浮選以硫酸銅為活化劑，試驗固定鎳粗選的水玻璃用量(對原礦，下同)為1 200 g/t，丁基黃藥為120 g/t，2號油為30 g/t，試驗結(jié)果見圖5。

從圖5可以看出，隨著硫酸銅用量的增大，鎳粗精礦品位先上升后下降，鎳回收率呈先快后慢的上升趨勢。綜合考慮，確定鎳粗選的硫酸銅用量為600 g/t。

圖5 硫酸銅用量對鎳粗精礦指標的影響

2.1.3.2 鎳粗選CMC用量試驗

由于硫化鎳占礦石中總鎳的74.70%，以稀疏浸染狀構(gòu)造為主，且脈石礦物主要為硅酸鹽礦物，同時含有部分蝕變礦物如次閃石、絹云母和綠泥石等。在鎳浮選過程中加入CMC不但可以增強對硅酸鹽礦物的抑制作用，同時還可以減少綠泥石等蝕變類脈石礦物對鎳浮選過程的干擾[5-8]。CMC用量試驗在硫酸銅用量為600 g/t，水玻璃用量為1 200 g/t，丁基黃藥為120 g/t，2號油為30 g/t條件下進行，試驗結(jié)果見圖6。

圖6 CMC用量對鎳粗精礦指標的影響

從圖6可以看出，隨著CMC用量的增大，鎳粗精礦鎳品位先升后降，鎳回收率上升。綜合考慮，確定鎳粗選的CMC用量為200 g/t。

2.1.3.3 戊基黃藥+丁銨黑藥用量試驗

捕收劑選擇試驗確定的鎳礦物浮選捕收劑為戊基黃藥+丁銨黑藥，質(zhì)量配合比為2∶1，戊基黃藥+丁銨黑藥用量試驗在硫酸銅用量為600 g/t，水玻璃用量為1 200 g/t，CMC用量為200 g/t，2號油為30 g/t條件下進行，試驗結(jié)果見圖7。

從圖7可以看出，隨著戊基黃藥+丁銨黑藥總用量的增加，鎳粗精礦鎳品位下降、鎳回收率上升。綜合考慮，確定鎳粗選戊基黃藥+丁銨黑藥的總用量為180 g/t，即戊基黃藥+丁銨黑藥為120+60 g/t。

圖7 戊基黃藥+丁銨黑藥總用量對鎳粗精礦指標的影響

2.2 閉路試驗

在開路試驗基礎(chǔ)上進行了閉路試驗，試驗流程見圖8，結(jié)果見表4。

圖8 閉路試驗流程

礦石采用圖8所示的流程處理，最終獲得銅品位為14.76%、銅回收率為82.15%的銅精礦，鎳品位為5.86%、鎳回收率為84.27%的鎳精礦。

3 結(jié) 論

(1)內(nèi)蒙古某低品位銅鎳礦石中的金屬礦物主要為黃鐵礦、紫硫鎳礦、黃銅礦，脈石礦物主要有斜長石、輝石、角閃石，橄欖石及綠泥石少量。礦石結(jié)構(gòu)主要以他形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主。礦石的構(gòu)造以稀疏浸染狀構(gòu)造為主，其次為斑點狀、星點狀和細脈狀構(gòu)造。紫硫鎳礦是礦石中最主要的含鎳礦物，多以細粒狀伴生在黃銅礦附近，有時與黃銅礦、黃鐵礦或單獨以幾何狀充填在脈石礦物骨架中。紫硫鎳礦為半自形—他形粒狀，節(jié)理清晰可見，粒度以中細粒為主，最大為0.60 mm，最小為0.001 mm，一般為0.30～0.003 mm。黃銅礦是礦石中的主要含銅礦物，多單獨產(chǎn)于脈石中，部分與黃鐵礦或紫硫鎳礦共生，與紫硫鎳礦共生關(guān)系密切，以他形粒狀為主，粒度大小相差懸殊，最大為0.50 mm，最小不足0.001 mm，以中細粒為主，一般為0.30～0.03 mm。礦石中的主要有價元素為銅和鎳，均主要以硫化態(tài)形式存在。

(2)礦石在磨礦細度為-0.074 mm占90%的情況下，采用1粗2精1掃優(yōu)先浮銅，再2粗2精1掃浮鎳流程處理，最終獲得銅品位為14.76%、銅回收率為82.15%的銅精礦，鎳品位為5.86%、鎳回收率為84.27%的鎳精礦。銅精礦、鎳精礦均達到Ⅴ級品質(zhì)量標準。

[1] 馬鵬飛，韓統(tǒng)坤，翁存建.銅鎳硫化礦浮選分離研究現(xiàn)狀[J].礦產(chǎn)保護與利用,2015(5)：68-73.

Ma Pengfei,Han Tongkun,Weng Cunjian.Research status of flotation separation of copper nickel sulphide ores[J].Conservation and Utilization of Mineral Resources,2015(5)：68-73.

[2] 程耀先,黃英明.應(yīng)用新藥劑提高銅浮選指標的生產(chǎn)實踐[J].有色礦山,2002(1):34-36.

Cheng Yaoxian,Huang Yingming.Production practice of using new agents to improve copper flotation indexes[J].China Mine Engineering,2002(1):34-36.

[3] 詹信順，鐘 宏，劉廣義.提高德興銅礦銅浮選回收率的新型捕收劑研究[J].金屬礦山,2008(12):70-73.

Zhan Xinshun,Zhong Hong,Liu Guangyi.Investigation on new collectors for improving the copper flotation recovery of Dexing copper mine[J].Metal Mine,2008(12):70-73.

[4] 王恒峰.某含碳銅礦回收銅的工藝試驗研究[J].中國礦業(yè),2008(9):71-74.

Wang Hengfeng.Study on technical progress in recovery of copper from carbon bearing copper ores[J].China Mining Magazine,2008(9):71-74.

[5] 黃開國,張小云.高冰鎳浮選研究的現(xiàn)狀及展望[J].湖南有色金屬,2001(2):12-14.

Huang Kaiguo,Zhang Xiaoyun.The current situation and prospect on the flotation separation of high copper-nickel matte[J].Hunan Nonferrous Metals,2001(2):12-14.

[6] 周賀鵬,李運強， 雷梅芬，等.某難選微細粒銅鎳硫化礦選礦新工藝研究[J].礦冶工程,2015(1)：35-38.

Zhou Hepeng,Li Yunqiang,Lei Meifen，et al.New beneficiation technique for certain refractory fine copper-nickel sulfide ore[J].Mining and Metallurgical Engineering,2015(1)：35-38.

[7] 邢方麗,肖寶清.新疆某低品位銅鎳礦選礦試驗研究[J].有色金屬:選礦部分,2010(1)：20-25.

Xing Fangli,Xiao Baoqing.Experimental study on a low-grade copper-nickel ore in Xinjiang[J].Nonferrous Metals:Mineral Processing Section,2010(1)：20-25.

[8] 王 懷,鄭 曄,郝福來,等.某低品位銅鎳硫化礦石選礦試驗[J].金屬礦山,2015(8)：79-84.

Wang Huai,Zheng Ye,Hao Fulai,et al.Experimental study on a low-grade copper-nickel sulfide ore[J].Metal Mine,2015(8)：79-84.