六偏磷酸鈉對低品位硫化銅鎳礦浮選降鎂的影響

陳 偉 吳 越

(金川集團股份有限公司，甘肅 金昌 737100)

世界鎳礦資源主要分為硫化鎳礦和氧化鎳礦兩大類[1]。其中，硫化銅鎳礦礦床因在形成過程中的主要蝕變產(chǎn)物為含有較高MgO的蛇紋石、滑石、綠泥石，在浮游選礦時，這些含MgO的物質(zhì)易于上浮，導致所得精礦存在MgO含量較高的問題。高含量的MgO會導致后續(xù)冶煉過程中爐溫升高且較難控制、爐渣黏度增大、渣相分離困難，使得冶煉成本增加，安全性降低，不利于主金屬的提取。目前降鎂的方法主要有兩種，一是改進與優(yōu)化選別工藝，二是調(diào)整浮選藥劑，使用降鎂藥劑。采用降鎂藥劑可有效降低蛇紋石表面電位，達到消除礦物顆粒間異相凝聚的效果[2-3]，與改進和優(yōu)化選別工藝相比，該方法見效快、操作簡單，且更容易實施。六偏磷酸鈉是一種良好的降鎂試劑，不但能夠促進蛇紋石表面的鎂遷移到液相，降低蛇紋石的表面電位[4-6]，還可與液相中的Mg2+作用生成為穩(wěn)定的可溶性絡合物，阻止Mg2+向蛇紋石表面反吸附，保持蛇紋石表面的負電性[7]。

1 礦物性質(zhì)

用光學顯微鏡、X射線衍射儀及掃描電鏡等對礦石進行鑒定分析的結(jié)果表明，礦石中可回收的主要礦物有鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、紫硫鎳鐵礦、方黃銅礦、墨銅礦、四方硫鐵礦、磁鐵礦、羥鎂硫鐵礦、鉻尖晶石等。其他主要礦物為鈦鐵礦、赤鐵礦、白鐵礦、葉碲鉍礦、碲鉍鎳礦、碲鉛礦、碲鉍鈀礦、碲鉍(鉑)鈀礦、自然金、銀金礦、碲銀礦、砷鉑礦等。脈石礦物主要有蛇紋石、橄欖石等，還有少量的輝石、透閃石、碳酸鹽、滑石、綠泥石、云母等[8]。用光學顯微鏡對平均粒徑為-0.2 mm試料進行定量分析，得出的礦物相對質(zhì)量百分概量結(jié)果見表1。

表1 礦石的礦物組成及含量Table 1 Mineral composition and content of ore /%

由表1可知，礦石中礦物組成復雜，金屬占礦物概量的22%，礦石磨碎時易成礦泥影響選別效果的黏土礦物約占礦物概量的49.9%。

硫化銅鎳礦樣品屬于超基性、弱蝕變富礦石，主要為海綿晶鐵構(gòu)造，部分半海綿晶鐵構(gòu)造，宏觀為中粒結(jié)構(gòu)，顯微鏡下觀察具自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、晶片結(jié)構(gòu)、格狀結(jié)構(gòu)、脈狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、鑲邊結(jié)構(gòu)、纖維狀結(jié)構(gòu)、乳滴結(jié)構(gòu)等。礦石中金屬礦物主要為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦，其次為方黃銅礦、墨銅礦、鉻鐵礦、并有少量紫硫鎳鐵礦。主要脈石礦物為蛇紋石及蝕變殘留的橄欖石、輝石，其次為碳酸鹽礦物、斜長石、綠泥石、滑石等。入選原礦鎳品位在1.3%～1.5%，原礦氧化鎂含量在26%～28%。

2 試驗

研究開展了三部分的試驗內(nèi)容：一是一段粗選六偏磷酸鈉用量試驗；二是確定一段粗選六偏磷酸鈉用量后，二段粗選六偏磷酸鈉用量試驗；三是一段、二段六偏磷酸鈉用量確定后的閉路對比試驗。

2.1 一段粗選六偏磷酸鈉用量試驗

一段粗選六偏磷酸鈉試驗中，六偏磷酸鈉用量范圍0～500 g/t、硫酸銅用量20 g/t、黃藥用量180 g/t、BQ-622用量50 g/t、Z-200用量10 g/t、藥劑攪拌時間3 min，粗選Ⅰ刮泡10 min，一精Ⅰ刮泡7 min，一精Ⅱ刮泡7 min。試驗結(jié)果如圖1所示。

圖1 一段粗選六偏磷酸鈉用量與高品位精礦質(zhì)量關(guān)系圖Fig.1 Relationship between the sodium hexametaphosphate dosage used in primary roughing and the quality of high-grade concentrate

從圖1可以看出，隨著六偏磷酸鈉用量的增加，精礦產(chǎn)率和氧化鎂含量明顯增大，均呈先增后略降，之后又增加趨勢，鎳銅品位隨變化趨勢則相反，呈先降后升，之后又下降趨勢。但從圖1可以看出，隨著六偏磷酸鈉用量的增加，氧化鎂含量的增幅小于產(chǎn)率的增幅，因此在不影響高品位精礦銷售的情況下，可以通過添加適量六偏磷酸鈉來提高一段精礦產(chǎn)率。綜合考慮產(chǎn)率、精礦品位與氧化鎂含量三者的關(guān)系，六偏磷酸鈉在一段粗選最佳用量為300 g/t。

2.2 二段粗選六偏磷酸鈉用量試驗

二段粗選六偏磷酸鈉用量試驗流程及條件見圖2，結(jié)果見圖3～4所示。

圖2 二段六偏磷酸鈉用量試驗流程圖Fig.2 Flowsheet of the sodium hexametaphosphate dosage test

圖3 二段粗選六偏磷酸鈉用量與高品位精礦質(zhì)量關(guān)系圖Fig.3 Relationship between the sodium hexametaphosphate dosage used in the secondary roughing and the quality of high-grade concentrate

圖4 二段粗選六偏磷酸鈉用量與總精礦質(zhì)量關(guān)系圖Fig.4 Relationship between the sodium hexametaphosphate dosage used in the second stage roughing and the quality of the total concentrate

從圖3～4可以看出，當一段六偏磷酸鈉用量為300 g/t，二段不添加六偏磷酸鈉時，雖然獲得精礦的鎳品位高，氧化鎂含量低，但這是犧牲了精礦產(chǎn)率所獲得的指標。當二段六偏磷酸鈉用量為100 g/t時，總精礦鎳品位及氧化鎂含量都在較好的范圍內(nèi)。綜合考慮，二段粗選六偏磷酸鈉的最佳用量為100 g/t。

2.3 閉路試驗

在確定了六偏磷酸鈉在一段、二段粗選的最佳用量分為300 g/t和100 g/t的情況下，進行閉路試驗效果對比，試驗流程如圖5所示，結(jié)果見表2。

圖5 閉路試驗流程圖Fig.5 Flowsheet of the closed circuit test

由表2可知，在粗選作業(yè)過程中添加六偏磷酸鈉后，高品位精礦中MgO含量降低極為顯著。為了控制低品位精礦中的MgO含量，在產(chǎn)出低品位精礦的二段浮選作業(yè)中，添加100 g/t的六偏磷酸鈉后，效果也十分明顯。最終，可將尾礦中的鎳品位降低0.01%，精礦鎳回收率提高0.99%；高精礦氧化鎂品位降低1.5%，低精礦氧化鎂品位降低3.80%。

表2 閉路試驗結(jié)果Table 2 Result of the closed circuit test

3 結(jié)論

1)試驗用硫化銅鎳礦石的主要脈石礦物為蛇紋石及蝕變殘留的橄欖石、輝石。六偏磷酸鈉能促進蛇紋石表面的鎂遷移到液相，降低蛇紋石的表面電位，同時還可與液相中的Mg2+作用生成為穩(wěn)定的可溶性絡合物，阻止Mg2+向蛇紋石表面反吸附，保持蛇紋石表面的負電性，可用于硫化銅鎳礦石的降鎂工作。

2)六偏磷酸鈉在一段、二段粗選的最佳用量分別為300 g/t和100 g/t。

3)隨著硫化銅鎳礦資源的不斷開發(fā)，礦石性質(zhì)日趨貧、細、雜化，低品位精礦降低氧化鎂研究仍然有很長的路要走，降鎂研究需要更加深入，才能在面對礦石性質(zhì)日趨復雜的情況下，對降鎂研究有著更深刻的認識。