硫化鎳礦選礦技術(shù)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

龍 濤，黃曉毅，羅小新

（1.西安建筑科技大學(xué)資源工程學(xué)院，陜西 西安 710055；2.陜西冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710032）

鎳是一種重要的有色金屬資源，主要從鎳礦石中經(jīng)選冶提煉而成。鎳礦石分為硫化礦與氧化礦兩大類，其中硫化鎳礦普遍含銅，又被稱為硫化銅鎳礦，目前鎳礦的開發(fā)利用主要以硫化鎳礦為主。世界上鎳礦資源豐富的國家主要有加拿大、俄羅斯、澳大利亞、中國和南非。我國硫化鎳礦主要分布在西北地區(qū)，包括甘肅、新疆等地[1]。硫化鎳礦一般先通過選礦得到鎳精礦或銅鎳混合精礦，再經(jīng)火法或濕法冶煉得到鎳金屬，進(jìn)而加工成合金或其它材料。硫化銅鎳礦中含鎳礦物主要為鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦，含銅礦物主要為黃銅礦、方黃銅礦，其它硫化礦物還包括黃鐵礦、磁黃鐵礦，脈石礦物主要為含鎂的硅酸鹽礦物，如輝石、橄欖石、滑石、蛇紋石等。

礦化銅鎳礦礦物組成復(fù)雜多樣，而且其中的硫化礦物易氧化、脈石礦物易泥化，選礦難度較大。因此，了解硫化鎳礦選礦技術(shù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展，為鎳礦選礦的技術(shù)進(jìn)步提供研究思路與對策，對鎳礦資源的開發(fā)利用具有重要意義。本文就近年來硫化鎳礦浮選工藝、浮選藥劑的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展進(jìn)行介紹。

1 硫化鎳礦浮選工藝

硫化鎳礦浮選工藝主要包括混合浮選與優(yōu)先浮選，其中混合浮選應(yīng)用最廣泛，按常見的工藝類型又包括階段磨浮、脫泥～浮選、中礦集中處理等等。

1.1 混合浮選

硫化鎳礦混合浮選工藝首先將硫化礦與硅酸鹽脈石礦物進(jìn)行浮選分離，銅、鎳硫化礦物共同進(jìn)入泡沫產(chǎn)品，得到混合精礦。再經(jīng)分離浮選得到銅精礦、鎳精礦，或在冶煉過程中分離銅鎳[2]。目前國內(nèi)大部分選礦廠均采用混合浮選工藝處理硫化鎳礦，其中金川公司經(jīng)混合浮選得到混合粗精礦后，再經(jīng)冶煉得到低冰鎳-高冰鎳，再進(jìn)行銅鎳的分離；其它選礦廠則多采用混合浮選～分離浮選的工藝流程。

對于礦物嵌布關(guān)系復(fù)雜的硫化鎳礦，多采用階段磨礦～階段選別的工藝，最大程度提高品位、保證回收率[3]。對于富含滑石等易浮脈石的硫化鎳礦，常采用預(yù)先脫泥～浮選工藝，先浮出易浮脈石礦物，再進(jìn)行硫化礦物的選別。對于中礦性質(zhì)特殊的情況，則采用單獨(dú)集中處理或再磨再選的工藝。

1.2 優(yōu)先浮選

一般來說在硫化銅鎳礦石中，黃銅礦比鎳黃鐵礦可浮性的好，銅礦物比鎳礦物更快更容易上浮。當(dāng)?shù)V物共生關(guān)系簡單，原礦中銅品位較高，而鎳品位較低時，可考慮采用優(yōu)先浮選工藝，保證銅礦物的回收[4]。但鎳黃鐵礦容易被抑制而難以被活化，優(yōu)先浮選工藝會在一定程度上影響鎳的回收。目前采用此工藝的情況比較少見。

2 硫化鎳礦浮選藥劑

硫化鎳礦浮選藥劑主要包括硫化礦物捕收劑、pH調(diào)整劑、礦漿分散劑、硅酸鹽礦物抑制劑、（磁）黃鐵礦抑制劑、鎳礦物抑制劑和起泡劑等。其中最常用的、研究最多的是銅鎳硫化礦捕收劑和硅酸鹽礦物抑制劑。

2.1 捕收劑

銅鎳硫化礦物常用的捕收劑有黃藥類、黑藥類以及硫氨酯，其中常用的黃藥包括乙基黃藥、丁基黃藥、戊基黃藥、Y89等，常用的黑藥是丁銨黑藥。由于選礦技術(shù)進(jìn)步，新型捕收劑的研發(fā)層出不窮，包括BK系列、A系列、LP系列、LX系列等等[5]。此外，在硫化鎳礦選礦實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，采用單一捕收劑用藥難以獲得滿意的浮選指標(biāo)，而混合用藥可以取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮不同類型捕收劑的優(yōu)勢，在保證捕收性能的同時大大提高藥劑作用的選擇性，進(jìn)而提高浮選技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[6]。硫化鎳礦浮選中使用的丁基黃藥+丁銨黑藥+Z200的混合用藥方式便是沿用了這種思路。

2.2 抑制劑

硫化鎳礦浮選中常用到的抑制劑包括聚合磷酸鹽類、纖維素類、水玻璃類、豆膠類、淀粉類等等[7]。其中六偏磷酸鈉是最常見的聚合磷酸鹽，通過與Ca、Mg形成親水絡(luò)合物進(jìn)而分散與抑制硅酸鹽礦物[8]。

纖維素類最常見的是羧甲基纖維素鈉，其分子量較大，分子結(jié)構(gòu)內(nèi)含大量-OH、-COOH等親水基團(tuán)，對硅酸鹽礦物的抑制能力較強(qiáng)[9]。根據(jù)選廠實(shí)際需求與藥劑生產(chǎn)工藝又分為多種不同的分子量，分別適用于不同脈石礦物類型的抑制。水玻璃是常用的硅酸鹽礦物抑制劑，為了提高抑制效果往往有針對性地進(jìn)行改性，在硫化鎳礦浮選中應(yīng)用十分廣泛[10]。豆膠類主要包括刺槐豆膠、瓜爾膠及其改性產(chǎn)品[11]，其抑制能力十分突出，對其進(jìn)行改性研究的重點(diǎn)是提高抑制作用的選擇性。

3 結(jié)語

從近年來鎳礦選礦工藝與藥劑的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展來看，可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論和發(fā)展趨勢：

（1）國內(nèi)大多數(shù)選礦廠均采用混合浮選-銅鎳分離的原則流程，階段磨礦～階段選別工藝在硫化鎳礦浮選中最為常見。

（2）硫化鎳礦捕收劑的研究熱點(diǎn)是新型高效捕收劑的開發(fā)與混合用藥。新型捕收劑研發(fā)的關(guān)鍵是提高銅鎳硫化礦物特別是鎳礦物的可浮性與浮選速率。

（3）硫化鎳礦浮選中常用的抑制劑包括聚合磷酸鹽類、纖維素類、水玻璃類、豆膠類、淀粉類。在生產(chǎn)過程中需要根據(jù)礦石性質(zhì)來選擇合適的抑制劑類型。