提高某铜镍矿石铜镍选矿指标的研究与实践.pdf

第5 6 卷第3 期 2004 年8 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e t a l s V d ．5 6 。N o ．3 A u g u s t2 0 04 提高某铜镍矿石铜镍选矿指标的研究与实践 尹文新1 ，一，代淑娟1 ，一，韩跃新2 1 ．沈阳有色金属研究院，沈阳1 1 0 0 2 3 ；2 ．东北大学，沈阳1 1 0 0 0 4 摘要研究提高某铜镍矿矿石选别指标的方法并应用于工业实践。通过工艺流程改进及应用新药剂组合，获得了较好的 铜镍矿石的选别指标。镍精矿镍品位和回收率分别由6 ．3 3 9 ％和8 5 ．1 9 ％提高到7 ．7 8 9 ％和8 6 ．0 0 ％。铜精矿铜品位和回收率分 别由2 3 ．0 4 ％和5 9 ．2 8 ％提高到2 4 ．2 3 ％和8 2 ．5 0 ％。镍精矿镍铜比由原来的9 ．2 0 提高到2 5 ．8 。 关键词选矿工程；铜镍矿；浮选；混合浮选；镍铜比；铜镍分离 中图分类号T D 9 2 3 ．7 ；T D 9 5 2 ；T D 9 2 3 ．1 文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 4 0 3 0 0 7 1 0 4 某矿主要可回收元素为镍，其次为铜，采用新流 程即原矿脱泥，开路精选，中矿返回磨矿，使用新型 捕收剂D 1 2 5 及其他适宜条件，在回收率和现场基 本一致的基础上，混合精矿镍品位有的明显提高。 混合精矿经脱药、再磨以及采用适宜的调整剂和捕 收剂，获得了较好的分离指标。小型试验，镍精矿镍 品位和回收率分别为9 ．3 3 8 ％和8 5 ．6 2 ％，铜精矿铜 品位和回收率分别为2 2 ．8 3 8 ％和8 9 ．1 0 ％。工业试 验，镍精矿镍品位和回收率分别达到7 ．7 8 9 ％和 8 6 ．0 0 ％，铜精矿铜品位和回收率分别达到2 4 ．2 3 ％ 和8 2 ．5 0 ％。 1矿石性质 该矿属于超基性熔离型硫化镍铜矿床。主要金 属矿物有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁 矿、针镍矿和紫硫镍铁矿等。主要含镍矿物为镍黄 铁矿和磁黄铁矿，占8 5 ．3 3 ％，其次为针镍矿和黄铁 矿，占9 ．9 ％。主要含铜矿物为黄铜矿。主要脉石 矿物有纤闪石、辉石、黑云母、蛇纹石、角闪石、滑石 及绢云母等，易泥化次生蚀变矿物较多。原矿金属 矿物合计含量达2 1 ．7 1 ％，硫化矿物含量占矿石总 量的2 0 ．3 3 ％，其中磁黄铁矿占硫化矿物总量的 6 5 ．8 6 ％。金属矿物相对含量 ％ 磁黄铁矿 1 3 ．3 9 、镍黄铁矿3 ．2 2 、针镍矿0 ．2 4 、紫硫镍铁矿 0 ．0 4 、黄铜矿1 ．9 2 、黄铁矿1 ．4 0 、磁铁矿1 ．3 8 、闪锌 矿0 ．0 9 、白铁矿0 ．0 3 。脉石矿物古矿石总量的 7 8 ．2 9 ％，非金属矿物相对含量 ％ 纤闪石1 4 ．2 4 、 收稿日期2 0 0 3 ～0 9 1 8 作者简介尹文新 1 9 6 2 一 ，男，沈阳市人，高级T * i 师，博士生，主 要从事科研管理矿物工程方面的研究工作。 辉石1 1 ．0 3 、黑云母1 0 ．6 8 、蛇纹石9 ．9 7 、角闪石 9 ．1 8 、浅色闪石8 ．5 4 、滑石5 ．6 9 、绢云母5 ．6 9 、斜长 石2 ．1 4 、石英0 ．7 1 、高岭土0 ．2 1 、绿泥石0 ．1 4 、木屑 石0 ．0 7 。 磁黄铁矿为矿区目的矿物的主要载体矿物，含 镍硫化物集合体与颗粒周边构成海绵晶铁结构，含 镍矿物均与磁黄铁矿共生关系非常密切。目的矿物 镍黄铁矿以粗细不均匀嵌布为主，针镍矿和紫硫镍 铁矿以偏细嵌布为主，基质矿物磁黄铁矿浸染粒度 比较粗大。镍矿物以硫化镍为主，占总镍的 9 5 ．6 0 ％。原矿多元素分析见表1 ，主要金属矿物的 嵌布粒度见表2 。 表1 原矿多元素分析结果． T a b l e1 C o m p o s i t i o no fr l l i l - o f f - m i n eo r e 元素 N ic uc 0F e S C r S i 0 2 含量／％1 ．8 6 0 ．5 3 50 ．0 4 21 0 ．9 35 ．7 30 ．0 8 44 4 ．5 6 垂鲞些旦塑塑皇墅丝二 含量／％5 ．9 44 ．1 91 1 ．1 30 ．0 0 0 2 7痕痕 一 除镍矿物含镍外，其他硫化物及脉石中都含有 一定量的镍。脉石矿物含镍为0 ．0 7 ％，可见镍元素 比较分散。磁铁矿及脉石中的镍均以类质同象混入 物形式存在或以离子渗透形式存在，选矿难以回收。 镍黄铁矿、磁黄铁矿及针镍矿中镍含量占含镍 总量的9 3 ．5 ％，为主要含镍矿物。其中磁黄铁矿占 1 7 ．4 8 ％，它的去向是影响镍回收率及精矿品位的主 要因素，黄铜矿几乎是含铜的唯一目的矿物。 2现场生产存在的问题 1 现场两段磨矿的磨矿细度分别为一7 4 ／L m 6 0 ％～6 5 ％和7 0 ％～7 5 ％，镍矿物的单体解离度仅 万方数据 有色金属第5 6 卷 为6 7 ．5 9 ％和7 2 ％，这自然是影响混合精矿镍品位 的关键因素之一 2 由现场镍精矿团矿考查计算得知，含镍矿物 量为3 3 ．8 4 ％，含铜矿物量为4 ．7 8 ％，磁黄铁矿等为 3 9 ．2 1 ％，脉石矿物2 2 ．1 7 ％。由此看出，大量的磁 黄铁矿和脉石等混入精矿致使精矿产率高达 2 8 ．8 9 ％，导致精矿品位降低。 3 磨细了的易泥化次生蚀变矿物，自然可浮性 好，进入到精矿中致使混合精矿镍品位难以提高。 4 过剩药剂影响铜镍分离。 5 铜镍分离只用石灰，对镍矿物抑制效果不甚 理想。 表2 主要金属矿物嵌布粒度 T a b l e2P a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no fd o m i n a n tm i n e r a l si no r e 3小型试验结果及分析 为宜。 铜镍矿浮选有优先浮选和混合浮选两大类方 一7 案。若采用优选浮选，虽然可利用黄铜矿可浮性好、 浮选速度快的特点，直接得到铜精矿和镍精矿两个 产品，但在浮选铜矿物时，被抑制过的镍矿物难以活 化，影响镍的回收率。而矿石中原矿含镍较高达 1 ．8 6 ％，含铜只有0 ．5 3 5 ％，也就是说，主要回收的 ㈣ 尾矿 是镍，试验方案首先应考虑镍精矿的质量和回收率。 因而采用铜镍混合浮选流程，考查适宜的混合浮选 条件 以镍指标为考查依据 ，获得镍精矿品位和回 收率指标较好的铜镍混合精矿。再考查适宜的条件 对铜镍混合精矿进行铜镍分离。部分含镍矿物易泥 化，尤其是细粒氧化速度更快，因而原矿矿泥对浮选 指标影响较大。参考现场，磨矿前预选脱出5 ％～ 6 ％的细泥，损失镍、铜近1 ．6 ％和0 ．5 ％。试验以脱 泥后原矿为原料。 3 ．1 铜镍混合浮选粗选条件试验 。粗选条件试验分别对磨矿细度、调整剂A S 用 量、抑制剂M C 用量、捕收剂C ．1 2 5 用量进行考查 只考查镍指标 。试验流程见图1 ，结果见表3 ～6 。 表3 ～6 数据表明，随着磨矿细度增加，粗精镍 回收率均保持在9 2 ％左右，粗精镍品位由4 ．9 1 ％提 高到5 ．2 2 ％，细度以一7 4 ／- m8 0 ％为宜。A S 用量以 1 0 0 0 9 A 为宜，此时粗精镍品位和回收率指标均为 最优，分别达5 ．2 6 ％和9 2 ．0 4 ％。M C 用量以2 0 0 9 ／ t 为宜。为兼顾品位和回收率，C - 1 2 5 用量以1 0 0 9 ／t 丁黄药 5 0 1 0 图1粗选条件试验工艺流程及条件 F i g ．2F l o w s h e e ta n dp a r a m e t e r sf o rr o u g h i n ge x p e r i m e n t 表3 磨矿细度试验结果表 T a b l e3R e s u l t so fm i l l i n ge x p e r i m e n t 表4 调整剂A S 用量试验结果 T a b l e4R e s u l t so fr e g u l a t o rd o s a g ee x p e r i m e n t 万方数据 第3 期尹文新等提高某铜镍矿石铜镍选矿指标的研究与实践 7 3 表5 抑制剂M C 用量试验结果 T a b l e5R e s u l t so fd e p r e s s a n td o s a g ee x p e r i m e n t 表6 捕收剂C ．1 2 5 用量试验结果 T a b l e6R e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g ee x p e r i m e n t 注表中C - 1 2 5 为粗一粗二总用量，粗二用量固定为3 0 g t _ 1 。 3 ．2 中矿处理方案比较试验 混合浮选中，进行不同中矿处理方案比较。方 案1 ，精尾逐一返回前一作业的正常返回流程。方 案2 ，因精尾中含太量脉石和磁黄铁矿 9 2 ．2 9 ％ ， 加之前述中镍矿物连生情况，这部分矿物如在精选 区循环，恶化精选区选别环境，影响选别指标，因此 进行了开路精选、精尾返回磨矿的试验流程。试验 药剂条件见图2 混合浮选部分，结果见表7 。 表7 中矿处理方案比较试验结果 T a b l e7R e s u l t sc o m p a r i s o nw i t hm i d d l i n g st r e a t m e n t 由表7 可知，方案2 较方案1 混合精矿镍品位 高0 ．9 4 ％，回收率低0 ．7 4 ％，因此开路精选流程较 适宜处理该矿石。 3 ．3 铜镍分离试验 铜镍分离进行活性炭脱药、混精再磨、分离抑制 剂、捕收剂试验。 混选中，为确保回收率，捕收剂、起泡剂等药剂 用量较大，以致过剩药剂进入铜镍混合精矿中，给铜 镍分离带来不利影响。因此，必须采取相应有效措 施，才能获得较好的铜镍分离指标。因而进行了活性 炭脱药试验。活性炭用量0 ，5 0 和1 0 0 9 ／t 试验结果表 明，不脱药，铜镍分离指标较低，脱药不充分也严重 影响铜镍分离的效果，活性炭用量1 0 0 9 ／t 时，铜镍分 离效果较好，铜镍回收率之和有大幅度提高。 试验中混合精矿镍、铜矿物及磁黄铁矿等矿物 解离度分别为9 2 ．8 5 ％，9 3 ．2 4 ％和8 9 ．1 8 ％，有部分 连生体。另再磨有清洁矿物表面作用，因而进行再 磨试验。由不再磨和不同再磨细度进行比较知，再 磨细度一3 8 t - m7 8 ％较为适宜。 铜镍分离以p H 调整剂6 0 0 0 9 ／t 石灰，抑制剂 9 0 0 9 ／t 硫酸锌和亚硫酸钠组合、4 5 0 9 ／t 高分子聚合 物Q ．1 ，捕收剂1 2 9 ／tZ 一2 0 0 分离指标最优。 3 ．4 闭路试验 闭路试验流程及条件见图2 ，试验结果见表8 。 表8 小型闭路试验结果 T a b l e8R e s u l t sf o rc l o s e d - c i r c u i te x p e r i m e n ti nl a b o r a t o r y 铜精矿镍精矿2 图2 闭路试验流程及条件 F i g ．2 F l o w s h e e ta n dp a r a m e t e r sf o r c l o s e d - c i r c u i te x p e r i m e n t 4工业试验 根据小型试验结果，结合现场实际生产能力、设 备、厂房和资金情况制定出一条切实可行的工业试 验方案。工业试验指标见表9 。 万方数据 7 4有色金属 第5 6 卷 表9 工业试验指标 ％ T a b l e9R ∞m 协f o rc o m m e r c i a ls c a l ee x p e r i m e n t 新工艺与铜精矿 原工艺差镍耩矿 原矿 5结语 采用混合浮选并增加磨矿细度，提高了矿物的 单体解离度。采用二段连续磨矿一浮选的工艺流 程，精选作业从1 次精选增加至3 次，又对精尾开路 精选，中矿返回磨矿作业，使精尾不在精选回路循环 参考文献 并且使中矿连生体可进一步得到解离。添加新的捕 收起泡剂C - 1 2 5 、调整剂A S 、抑制剂M C 等浮选药 剂组合，取消2 5 号黑药来强化浮选，克服了镍矿物 易泥化、易氧化和浮游速度慢的缺点，也克服了精选 区泡沫发粘的不足，既提高了精矿品位，又能保证镍 回收率基本持平。铜镍分离采用铜一镍混合精矿再 磨、脱药、异步浮选的新工艺，既提高铜镍矿物的单 体解离度，又克服了含镍矿物可浮性差的不足，为铜 镍分离创造良好的分选条件。采用石灰 硫酸锌 亚硫酸钠组合抑制剂强化了抑镍浮铜的效果，也克 服了单独使用石灰抑制镍矿物，造成泡沫发黏，机械 夹杂太多的缺点，再配合黄铜矿选择性捕收剂Z ． 2 0 0 ，强化铜矿物可浮性及细颗粒铜矿物的回收，使 镍精矿中镍铜比显著提高，新工艺无毒、无需加温。 在原矿品位接近的情况下，新工艺与原工艺相比， 铜、镍精矿品位分别提高1 ．1 9 ％和1 ．4 5 ％，铜、镍精 矿回收率分别提高2 3 ．2 2 ％和0 ．8 1 ％，镍精矿中镍 铜比由9 ．2 0 提高到2 5 ．8 。每年可为企业增加显著 的经济效益0 [ 1 ] 胡为柏．浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 8 2 8 7 2 9 4 ． [ 2 ] 朱建光．浮选药剂[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 3 ． [ 3 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 7 ． F l o a t a t i o nE f f i c i e n c yI n c r e a s ef o rC u - N iO r ef r o mAC o p p e r - n i c k e lM i n e Y I NW e n - x i n l 一，D A IS h u - j u a n l 一，H A NY u e - x i n 2 1 ．S h e n y a n gR e s e a r c hI n s t i t u t eo fN o n f e r r o u sM e t a l s ，S h e n y a n g1 1 0 0 2 3 ，C h i n a ； 2 。N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ，吼鲫弦穆g11 0 0 0 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h em a n n e rt oi n c r e a s ef l o a t a t i o ni n d e x e so fC u ．N io r ef r o mac o p p e r - n i c k e lm i n ei Sr e s e a r c h e da n da p p l i e d i 矗p r o d u c t i o n ．T h ea d v a n c e df l o a t a t i o ni n d e x e sf o rr e c o v e r ya n ds e p a r a t i o no fn i c k e la n dc o p p e ri sa c h i e v e db y i m p r o v e m e n to ff l o a t a t i o nt e c h n o l o g ya n da d o p t i o no ft h en o v e la g e n tc o n c e n t r a t i o n ．T h en i c k e lg r a d ea n dr e c o v ． c r yi nn i c k e lc o n c e n t r a t ei Si n c r e a s e df r o m6 ．3 3 9 ％a n d8 5 ．1 9 ％t o7 ．7 8 9 ％a n d8 6 ．0 0 ％r e s p e c t i v e l y ．A n dt h e c o p p e rg r a d ea n dr e c o v e r yi nc o p p e rc o n c e n t r a t ei sr a i s e df r o m2 3 ．0 4 ％a n d5 9 ．2 8 ％t o2 4 ．2 3 ％a n d8 2 ．5 0 ％ r e s p e c t i v e l y ．T h er a t i oo fn i c k e lt oc o p p e ri nn i c k e lc o n c e n t r a t ei su pt o2 5 ．8o nt h eb a s eo fo r i g i n f l l9 ．2 0 ． K e y w o r d s m i n e r a lp r o c e s s i n g ；c o p p e r - n i c k e lo r e ；f l o a t a t i o n ；b u l kf l o a t a t i o n ；r a t i oo fn i c k e lt oc o p p e r ；s e p a r a t i o no fn i c k e lf r o mc o p p e r 虬 一 ⋯ 一 龙仍 一 一 一．捻 一 万方数据