提高鎳銅礦精礦品質(zhì)的選礦工藝實(shí)踐

王曉 朱明遠(yuǎn) 趙靜波 買靈

（新疆亞克斯資源開發(fā)股份有限公司 哈密 839000）

哈密黃山西銅鎳礦群礦石量6677萬(wàn)噸，品位Ni 0.44%,Cu 0.27%,鎳金屬含量29.4萬(wàn)噸，銅金屬含量18.1萬(wàn)噸。4000噸/日選礦廠工藝采用一段閉路磨礦-銅鎳混合浮選-再鎳銅分離流程進(jìn)行鎳精礦與銅精礦的選別富集。由于礦石來(lái)源不同礦體不同區(qū)段中，賦存的礦石可選性質(zhì)存在較大的差異，總體來(lái)說(shuō)屬于種類多、成份復(fù)雜、低品位、難選礦石。

在鎳銅精礦富集的過(guò)程中，常常伴隨對(duì)含鎂礦物的控制分離。目前對(duì)降鎂的研究途徑比較多。一是工藝流程解決：如銅鎳混浮-混合精礦脫藥再磨-銅鎳分離工藝流程，并最終獲得合格銅精礦與鎳精礦等等；二是采用高效抑制劑對(duì)原礦、精礦中的含鎂脈石進(jìn)行選擇性抑制，獲得合格銅精礦與鎳精礦。

本生產(chǎn)實(shí)踐通過(guò)分析生產(chǎn)期數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀況，結(jié)合不同時(shí)期對(duì)黃山礦石的研究資料，實(shí)施生產(chǎn)流程改造、浮選藥劑優(yōu)化等措施，經(jīng)多次改造調(diào)整后，生產(chǎn)穩(wěn)定，技術(shù)指標(biāo)改善，鎳精礦鎳品位提高、鎳精礦含氧化鎂明顯降低，達(dá)到了冶煉生產(chǎn)要求，經(jīng)濟(jì)效益顯著，證明了改造后的流程及技術(shù)參數(shù)符合亞克斯黃山銅鎳礦的分選性質(zhì)，可供類似礦山生產(chǎn)時(shí)參考。

1 銅鎳礦石性質(zhì)與生產(chǎn)流程

1.1 礦石基本性質(zhì)

各礦體為輕微氧化的中低品位銅鎳硫化礦石，礦物種類較多，形態(tài)變化較大，嵌布關(guān)系復(fù)雜，具不均勻細(xì)粒嵌布的特征，且鎳黃鐵礦的粒度相對(duì)較細(xì)，難于單體解離。金屬礦物是鎳黃鐵礦、黃銅礦和磁黃鐵礦為主；脈石礦物以輝石、橄欖石為主；鎳主要以鎳黃鐵礦為主，少量或微量紫硫鎳礦、方硫鐵鎳礦、針鎳礦的形式存在，并在磁黃鐵礦、方銅礦和部分脈石礦物中少量存在。鎳黃鐵礦多呈形態(tài)各異的粒狀沿黃銅礦或磁黃鐵礦的邊緣、粒間、裂隙及孔洞充填交代而構(gòu)成較為復(fù)雜的鑲嵌關(guān)系。礦石中各礦物的可碎性和可磨性等機(jī)械性能差異較大，礦石具星散浸染狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)較為松疏，極易生成細(xì)泥而使分選環(huán)境惡化。

1.2 礦石研究參數(shù)

表1 主要雜質(zhì)化合物含量統(tǒng)計(jì)表（XRF結(jié)果） %

表2 各礦體主要多元素化學(xué)成分(%)

表3 各礦體中鎳的化學(xué)物相分析結(jié)果 %

1.3 銅鎳礦浮選改造前工藝流程

改造前流程為：原礦經(jīng)調(diào)漿后進(jìn)入粗選一段，產(chǎn)出粗選泡沫作為混合精礦1，浮選機(jī)為4臺(tái)KYF-40、XCF-40組合。粗選一段中礦進(jìn)入粗選二、三段，產(chǎn)出粗選泡沫，浮選機(jī)為4臺(tái)KYF-40、XCF-40組合。粗選泡沫進(jìn)行3次精選，產(chǎn)出混合精礦2，浮選機(jī)為8臺(tái)KYF-10、XCF-10組合。粗選三段中礦進(jìn)入掃選一段，產(chǎn)出的掃選泡沫返回粗選三段再選，浮選機(jī)為3臺(tái)KYF-40、XCF-40組合。掃選一段中礦依次進(jìn)入掃選二段、掃選三段、掃選四段，分別產(chǎn)出掃選泡沫，逐次返回上級(jí)掃選段再選，浮選機(jī)分別為3臺(tái)、2臺(tái)、2臺(tái)KYF-40、XCF-40組合?；旌暇V1、混合精礦2合并后進(jìn)入鎳銅分離流程，見圖1。

2 浮選作業(yè)的生產(chǎn)問(wèn)題與技術(shù)改造

圖1 改造前流程

2.1 選礦廠的生產(chǎn)現(xiàn)狀與問(wèn)題

隨著生產(chǎn)推進(jìn)，入選銅鎳礦品位低，嵌布細(xì)，脈石礦物蛇紋石化、綠泥石化、滑石化的影響逐漸加劇，含鎂脈石礦物摻雜到浮選精礦中的含量越難剔除，造成選廠的鎳精礦鎳品位在＞5.5%時(shí)，含氧化鎂仍在10%-12%，屬于最低等級(jí)五級(jí)品，對(duì)后續(xù)冶煉造成了嚴(yán)重的影響。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)流程改造措施與效果

流程改造總體貫徹“有用礦物早出早收，分段出礦分段精選”的原則。

（1）改造前粗選一段混合精礦較高，直接當(dāng)作最終精礦回收。當(dāng)原礦性質(zhì)發(fā)生變化，原礦含鎂升高時(shí)，采用纖維素等抑制劑很難將精礦的鎂降到合格的程度。并且原礦中的易浮脈石量大，當(dāng)加大抑制劑的用量時(shí)，反過(guò)來(lái)又對(duì)有用礦物的上浮形成了影響。因此通過(guò)新增浮選槽，對(duì)粗選一段泡沫進(jìn)行了兩次精選作業(yè)，使得以上問(wèn)題在粗選段得到解決。在實(shí)踐操作中同時(shí)把粗選二段泡沫與粗選一段泡沫合并進(jìn)行了精選。

表4 粗選一段精選改造前后鎳精礦品位

（2）實(shí)踐操作中，原有粗選二、三段泡沫共用的精選作業(yè)槽生產(chǎn)能力偏小，常出現(xiàn)礦漿過(guò)量，精選作業(yè)跑槽，單槽富集回收率很差的狀況。通過(guò)對(duì)流程的考察，粗選一段的第3、4槽泡沫與粗選二段的泡沫品位近似，鎳品位基本在2%～4%左右波動(dòng)。于是對(duì)粗選二、三段的精選作業(yè)槽來(lái)料進(jìn)行了重新流程分配，將粗選二段泡沫與粗選一段泡沫合并進(jìn)行精選。并將粗選三段泡沫進(jìn)行強(qiáng)化精選，由原來(lái)的3次精選增加到4次精選。

同時(shí)掃一泡沫不再進(jìn)入粗選三段，掃二泡沫不再進(jìn)入掃選一段，合并掃一、二泡沫將其引入新增的浮選槽，對(duì)其進(jìn)行1次精選后，其精礦泡沫與粗選三段的泡沫合并進(jìn)行4次精選。讓各段泡沫量與品質(zhì)得到了較好的操作平衡。

通過(guò)技改，本流程段的精礦下降的原因主要是來(lái)礦泡沫品位下降的原因。原來(lái)較高品位的粗選二段泡沫（Ni%=2%-3%）不再進(jìn)入本段精選流程，造成入選泡沫品位降低到Ni%=1.5%以下。

表5 粗選三段精選改造前后鎳精礦品位

（3）實(shí)際操作中掃選各段對(duì)精礦的富集作用不大，大量的低品位礦物及脈石在各段之間重復(fù)循環(huán)，相互惡性影響，惡化了浮選環(huán)境。

表6 掃選各段流程考察指標(biāo)

由于掃選四基本是對(duì)有用礦物與脈石緊密共生的連生體礦粒進(jìn)行取舍式的回收。把這部分低鎳高鎂的泡沫返回前端流程不僅對(duì)這部分礦粒不易選別回收，也影響了前端較好品質(zhì)的礦粒選別，因此新增精選槽對(duì)其進(jìn)行了單獨(dú)精選，直接出精礦加以回收，其尾礦也不返回前端流程，重新再回到掃選四段，避免對(duì)上一級(jí)流程的干擾。

表7 掃四段精選改造前后鎳精礦品位

（4）銅鎳礦浮選改造后工藝流程:通過(guò)對(duì)以上三個(gè)方面的改造，共新增了粗選一、二段精選槽3臺(tái)，型號(hào)為SF-16。掃選一、二段精選槽2臺(tái)，型號(hào)為SF-16。掃選四段精選槽2臺(tái)，型號(hào)為XCF-10。粗選三段精選槽8臺(tái)數(shù)量不變，由3段精選拆分組合為4段精選。最終形成新流程見圖2。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)藥劑調(diào)整措施與效果

在磨礦作業(yè)中加入捕收劑及調(diào)漿劑盡早調(diào)漿。在各段加藥點(diǎn)上，對(duì)抑制劑實(shí)行非飽和給藥，減少了捕收劑、起泡劑、抑制劑等相互之間的內(nèi)耗。藥劑及流程調(diào)整后，綜合藥劑單耗由4.04Kg/噸礦下降為3.26Kg/噸礦。

圖2 改造后流程

表8

3 現(xiàn)場(chǎng)綜合效益分析

選礦廠浮選采用多分段回收金屬，多分段單獨(dú)提鎳降鎂，組合抑制劑抑制易浮脈石的工藝流程已運(yùn)行了1年以上，期間經(jīng)歷了礦山采區(qū)的各種礦石，基本包含了公司所擁有各種礦性鎳礦。分別對(duì)藥劑消耗、產(chǎn)品品質(zhì)、尾礦含鎳等項(xiàng)目指標(biāo)，進(jìn)行了實(shí)測(cè)和記錄；積累了大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。由于現(xiàn)場(chǎng)資料內(nèi)容比較充實(shí)，具有一定的代表性，數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比證明此項(xiàng)精礦提鎳降鎂的系列技術(shù)改造實(shí)踐是成功的。

表9 精礦提鎳降鎂改造前后指標(biāo)對(duì)比

本次技改取得了很好的成效，企業(yè)效益顯著提高，表現(xiàn)如下幾方面：

（1）降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和脫水作業(yè)各項(xiàng)費(fèi)用（水電費(fèi)及材料消耗）。以全年生產(chǎn)鎳金屬3500噸計(jì)算，按前期5.58%品位生產(chǎn)時(shí)，精粉約62724噸；當(dāng)以技改成功后的6.81%品位生產(chǎn)時(shí)，精粉約51395噸。在金屬量不減的情況下，鎳精粉減少11329噸，降低鎳壓濾勞動(dòng)強(qiáng)度18.1%，降低鎳壓濾系統(tǒng)生產(chǎn)成本18.1%。

（2）節(jié)約了運(yùn)輸費(fèi)用，精礦鎳品位提升，減少鎳精粉11329噸：按每噸鎳精粉運(yùn)輸費(fèi)用21元計(jì)，則每年可為公司節(jié)約28.32萬(wàn)元。

（3）綜合藥劑單耗由4.04Kg/噸礦下降為3.26Kg/噸礦，綜合藥劑成本年節(jié)約134萬(wàn)元。

（4）給冶煉廠輸送了高品位精料，降低冶煉噸金屬成本。通過(guò)提高原料鎳品位一項(xiàng)就可以為冶煉廠一年少入爐鎳精粉中的雜質(zhì)11329噸，相當(dāng)于冶煉廠一月有余的產(chǎn)量。按每噸鎳精粉冶煉成本750元計(jì)，則每年可為冶煉廠節(jié)約849.68萬(wàn)元。

（5）含鎂的有效降低，含硫的有效提高，不僅能提高冶煉廠的單位生產(chǎn)能力，還能減少入爐輔助材料等的消耗。冶煉廠目前實(shí)際生產(chǎn)顯示，鎳精礦原料品質(zhì)得到大幅提升，投入爐熔煉以來(lái)，對(duì)冶煉廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)了顯著的提升。

4 總結(jié)

很多提高精礦品位方案都要通過(guò)不同程度除雜降鎂來(lái)實(shí)現(xiàn)，而降鎂勢(shì)必造成鎳精礦回收率的損失。若是為了單純提高精礦品位則大幅度降鎂，導(dǎo)致過(guò)多地?fù)p失回收率，在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。對(duì)于低品位礦山資源，在考慮降鎂滿足冶煉要求的同時(shí)，不能過(guò)多損失鎳、銅回收率，要特別注意整體指標(biāo)的優(yōu)化。

本次技術(shù)改造實(shí)踐的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)主要有：⑴對(duì)粗精礦進(jìn)行了再精選作業(yè)；⑵全流程進(jìn)行多分段回收鎳金屬，多分段精選降鎂作業(yè)。創(chuàng)新點(diǎn)主要有：⑴在各段加藥點(diǎn)上，對(duì)抑制劑實(shí)行非飽和給藥；⑵在磨礦作業(yè)中加入捕收劑及調(diào)整劑及時(shí)調(diào)漿。