利用選礦方法降低某尼爾森重選精礦的MgO、SiO2含量

蘇曉暉 羅春華 蒲銀春 宋建文 趙畢文 方湘天

(1.鎳鈷資源綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 金昌 737100；2.金川鎳鈷研究設(shè)計(jì)院，甘肅 金昌 737100)

利用尼爾森離心選礦機(jī)回收硫化鎳銅礦中伴生的鉑族金屬在國(guó)內(nèi)外已有較為廣泛的應(yīng)用[1-6]。某公司選礦廠處理的鎳銅硫化礦中富含金、鉑、鈀等貴金屬，利用尼爾森選礦機(jī)可將部分貴金屬提前富集和回收，得到富含貴金屬的尼爾森重選精礦[7](以下簡(jiǎn)稱重選精礦)。公司原計(jì)劃將產(chǎn)出的尼爾森重選精礦送鎳冶煉與一次合金配合處理，但由于精礦中MgO 、SiO2含量較高，后續(xù)冶煉工藝無(wú)法順利實(shí)施。為了降低精礦中的MgO 、SiO2含量，公司對(duì)火法、濕法冶煉技術(shù)進(jìn)行了多方面的研究，但效果并不理想。如何利用經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的選礦方法對(duì)該重選精礦進(jìn)行降鎂、硅處理是我們研究的一個(gè)新的思路。試驗(yàn)研究采用Gemeni搖床重選和浮選等選礦方法對(duì)重選精礦進(jìn)行了進(jìn)一步富集和降鎂、硅研究處理，并取得了較好的研究效果。

1 尼爾森重選精礦特性

試驗(yàn)研究的樣品為某選礦車間一段二次磨礦旋流器沉砂經(jīng)尼爾森選礦機(jī)重選后得到的富含貴金屬的重選精礦產(chǎn)品。樣品的多元素和貴金屬分析結(jié)果分別見表1、表2。由檢測(cè)結(jié)果可知，該重選精礦Au、Pt含量合計(jì)約250 g/t，脈石礦物中MgO、SiO2含量為19.18%、24.85%。

表1 重選精礦貴金屬分析結(jié)果

表2 重選精礦多元素分析結(jié)果Table 2 Chemical compositions of gravity concentrate /%

通過(guò)粒度分析表明，該重選精礦粒度為細(xì)砂級(jí)別，+0.9 mm僅占1.41%，主要集中在-0.9 mm至+0.074 mm粒級(jí)之間，占全部精礦質(zhì)量的74%，-0.074 mm粒級(jí)約占24%。

通過(guò)工藝礦物檢測(cè)分析表明，該重選精礦中脈石以蛇紋石、輝石為主，貴金屬礦物以銀金礦和砷鉑礦為主。鉑主要以砷鉑礦的礦物形式存在，含微量鉑碲礦、鉑碲鉍礦；金主要以銀金礦的礦物形式存在；鈀主要以鈀碲鉍礦的礦物形式存在；銀主要以銀金礦和銀碲礦的礦物形式存在。砷鉑礦、銀金礦的單體解離度較好，而粗顆粒中貴金屬含量較少，且基本未單體解離。

2 選礦方案的制定

由于該重選精礦中MgO、SiO2含量較高，分別為19.18%、24.85%，研究的主要目的是通過(guò)選礦方法降低其含量，達(dá)到冶煉最低要求，即MgO低于10%，SiO2低于12%，并盡可能多地回收有價(jià)金屬。通過(guò)對(duì)重選精礦特性的分析，該精礦粒度主要分布在0.9 mm至0.074 mm，且主要貴金屬砷鉑礦、銀金礦的單體解離度較好，重輕礦物比重差距明顯，利用搖床特別是與其配套的Gemeni搖床進(jìn)行重選應(yīng)該能夠取得較好的試驗(yàn)指標(biāo)。同時(shí)，利用金、鉑礦物和鎳、銅礦物的可浮特性，采用浮選方法對(duì)金、鉑礦物和鎳、銅礦物等有用礦物進(jìn)行進(jìn)一步的處理，將有價(jià)金屬富集于精礦，將脈石礦物拋尾，也應(yīng)該具有可行性[8-9]。因此，研究確定的尼爾森精礦降鎂硅選礦方案有Gemeni搖床重選方案、浮選方案，以及為了盡可能回收有價(jià)金屬的重選-浮選聯(lián)合方案。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 Gemeni搖床重選試驗(yàn)研究

重選試驗(yàn)所用搖床型號(hào)為GT-1000 MK2，最大水流量為38 L/min，最大處理原礦量為450 kg/h，給礦粒度建議小于1 mm。研究通過(guò)連續(xù)給礦試驗(yàn)對(duì)搖床的沖程、沖次、沖洗水流量以及給礦濃度和給礦量等參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的優(yōu)化研究。搖床試驗(yàn)工藝流程圖見圖1，搖床試驗(yàn)指標(biāo)見表3。

圖1 Gemeni搖床試驗(yàn)工藝流程圖Fig.1 Flowsheet of gemeni shaking table test

表3 Gemeni搖床試驗(yàn)結(jié)果

研究確定處理該樣品的最佳搖床條件為：給礦量90～96 kg/h，給礦濃度35%～45%，沖洗水流量16～17 L/min，沖程12 mm，沖次約300次/min。最終獲得的搖床指標(biāo)為：尼爾森精礦原樣金、鉑品位分別為36.03、204.91 g/t，搖床精礦產(chǎn)率為19.62%，精礦金、鉑品位分別為170.33、984.01 g/t，回收率分別為92.76%、94.22%，精礦中MgO、SiO2含量可降低至5.71%、7.31%，尾礦金、鉑品位分別為3.25、14.73 g/t；但鎳、銅的回收率很低，分別為33.55%、27.42%。

3.2 浮選試驗(yàn)研究

利用浮選工藝降低尼爾森重選精礦中MgO、SiO2含量的研究主要是通過(guò)對(duì)浮選工藝條件、藥劑制度等的優(yōu)化研究，將有價(jià)金屬富集于精礦，將脈石礦物拋尾，達(dá)到降低精礦中鎂含量的目的。浮選的原則是在盡可能保證尼爾森精礦中的有價(jià)金屬回收率的前提下，使精礦中MgO、SiO2含量降低至達(dá)到冶煉處理的要求。從處理的精礦量以及處理成本等因素綜合考慮，我們選擇的浮選工藝流程和藥劑制度以簡(jiǎn)單、易實(shí)施和藥劑成本低為主導(dǎo)，以期在分選指標(biāo)和成本上與重選工藝相比較時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。

研究過(guò)程對(duì)尼爾森重選精礦進(jìn)行了不同磨礦細(xì)度、不同浮選濃度以及不同調(diào)整劑、捕收劑、起泡劑等的篩選和用量?jī)?yōu)化研究。浮選試驗(yàn)工藝流程圖見圖2，浮選試驗(yàn)指標(biāo)見表4。

圖2 浮選試驗(yàn)工藝流程圖Fig.2 Flowsheet of flotation test

表4 浮選試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of flotation test /%

研究確定采用一段磨礦、一次開路粗選分兩次加藥的浮選工藝流程，一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%，浮選濃度為35%，以硫酸銅為活化劑，丁基黃藥、丁銨黑藥分別為捕收劑和起泡劑。最終獲得的浮選試驗(yàn)指標(biāo)為：重選精礦原礦鎳、銅品位為1.91%、0.82%，金、鉑品位為39.16、218.97 g/t，浮選得到的精礦產(chǎn)率為35.01%，浮選精礦鎳、銅品位分別為4.79%、2.08%，回收率為87.72%、88.78%，金、鉑品位分別為110.77、618.07 g/t，回收率分別為99.04%、98.82%，浮選精礦中MgO、SiO2含量分別為4.65%、8.12%。

3.3 重選—浮選試驗(yàn)研究

重選—浮選試驗(yàn)研究主要是將重選精礦經(jīng)搖床重選產(chǎn)出部分合格搖床精礦后，含高氧化鎂的搖床尾礦利用浮選方法進(jìn)一步回收利用其中的有價(jià)金屬。重選—浮選試驗(yàn)工藝流程圖見圖3，試驗(yàn)指標(biāo)見表5。

圖3 搖床重選—浮選工藝流程圖Fig.3 Flowsheet of shaking table and flotation test

表5 搖床重選-浮選試驗(yàn)結(jié)果

搖床重選—浮選工藝研究得到的選別指標(biāo)為原礦鎳、銅品位為1.89%、0.82%，金、鉑品位為34.60、190.18 g/t，總精礦產(chǎn)率為38.16%，總精礦鎳、銅品位為4.35%、1.90%，回收率為87.66%、88.17%，總精礦金、鉑品位為90.30、497.36 g/t，回收率為99.60%、99.79%，總精礦中MgO、SiO2含量分別為5.12%、8.25%。

4 方案對(duì)比分析

研究從試驗(yàn)指標(biāo)、工藝流程、生產(chǎn)成本費(fèi)用、可實(shí)施性等方面對(duì)以上尼爾森精礦降鎂硅的試驗(yàn)方案進(jìn)行了對(duì)比分析。第一，從精礦產(chǎn)率，精礦品質(zhì)以及鎳、銅、金、鉑的回收率，尾礦品位等浮選指標(biāo)綜合分析認(rèn)為，三個(gè)方案研究得到的精礦MgO、SiO2含量差別不大，且均達(dá)到了冶煉的要求。搖床重選工藝精礦產(chǎn)率最低，精礦中金、鉑含量最高，但回收率也相對(duì)較低，相較浮選方案低約5%～6%，且該方案對(duì)鎳、銅基本無(wú)富集，回收率很低；浮選工藝精礦產(chǎn)率為35%，較重選工藝高約15%，精礦MgO、SiO2含量與重選工藝接近，但其對(duì)鎳、銅的回收率較高，達(dá)到87%～88%；重選—浮選工藝得到的總精礦中鎳、銅、金、鉑回收率均較高，但重選主要回收金、鉑，浮選則主要回收鎳、銅。第二，從工藝流程看，重選工藝中尼爾森精礦直接進(jìn)入搖床分選，工藝流程較為簡(jiǎn)單；浮選工藝為一段磨礦一段開路粗選，相較于常規(guī)浮選，其流程短且簡(jiǎn)單；重選—浮選工藝流程為前兩個(gè)工藝流程的串聯(lián)，流程相對(duì)較長(zhǎng)。第三，從生產(chǎn)成本費(fèi)用分析認(rèn)為，除去基本的原料費(fèi)、管理費(fèi)和財(cái)物費(fèi)，選礦加工費(fèi)用最低的為重選工藝，其次為浮選工藝，重選—浮選工藝費(fèi)用相對(duì)最高。第四，從可實(shí)施性看，重選方案的Gemeni搖床處理量較小，搖床臺(tái)數(shù)較多，占地面積相對(duì)較大；浮選流程較短，設(shè)備較少，占地相對(duì)較小。因此，綜合分析認(rèn)為浮選工藝是比較經(jīng)濟(jì)合理的尼爾森重選精礦降鎂硅選礦方案。

5 結(jié)論

1)通過(guò)對(duì)重選精礦特性的分析，該精礦既適宜采用選礦重選的方法也適宜采用浮選的方法進(jìn)行進(jìn)一步的貴金屬富集和降低鎂、硅含量。

2)三個(gè)方案得到的精礦MgO、SiO2含量均達(dá)到了冶煉的要求。綜合分析，認(rèn)為一段磨礦一段開路粗選的浮選工藝是比較經(jīng)濟(jì)合理的重選精礦降鎂、硅選礦方案。該工藝相對(duì)于火法或濕法冶金技術(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單、易操作、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。

3)重選精礦原樣鎳、銅品位為1.91%、0.82%，金、鉑品位為39.16、218.97 g/t，浮選得到的精礦產(chǎn)率為35.01%，浮選精礦鎳、銅品位分別為4.79%、2.08%，回收率為87.72%、88.78%，金、鉑回收率分別為99.04%、98.82%，浮選精礦中MgO、SiO2含量分別為4.65%、8.12%。