金平白马寨镍矿中贫矿强化浮选研究与实践.pdf

1 6 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第3 期 D O I 1 0 J 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 11 ．0 3 ．0 0 4 金平白马寨镍矿中贫矿强化浮选研究与实践 ． 谭程鹏1 ，冯其明2 ，欧乐明2 1 ．红河恒昊矿业股份有限公司金平分公司，云南红河6 5 4 4 0 0 ；Z 中南大学，长沙4 1 0 0 8 3 摘要针对金平白马寨镍矿中贫镍矿石因含滑石高而难选的问题，在工艺矿物学研究基础上，提出了贫镍矿 脱泥一浮选新工艺，并在此基础上开发了全泥强化浮选工艺，大幅度提高了金平白马寨难选贫镍矿的选矿技术指标。 镍精矿品位在3 ％左右，镍选矿回收率提高到7 5 ％～8 0 ％，铜总回收率达到9 0 ％以上。 ． 关键词镍矿石；滑石；浮选；新工艺 中图分类号T D 9 5 4 文献标识码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 1 0 3 0 0 1 6 - 0 4 T h eR e s e a r c ha n dP r a c t i c eo fE n h a n c e dF l o t a t i o no fL o w - g r a d eO r ea tJ i n p i n gB a i m a z h a i N i c k e lM i n e T A NC h e n g p e n 9 1 ，F E N GQ i m i n g s ，o uL e m i n 9 8 1 ．J i n p i n gB r a n c h 。H o n g h eH e n g h a oM i n i n gC o ．，L T D ，H o n g h eY u n n a na C e n t r a lS o u t h U n i v e r s i t y ，C h a n g s h a4 10 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t C o n s i d e r i n gt h a tt h el O W n i e k e lo r e si nJ i n p i n gB a i m a z h a in i c k e lr e s o u r c ea r ed i f f i c u l tt o r e c o v e rb e c a u s eo ft h eh i g ht a l c u ml e v e l ．w ec o m eu pw i t han e wt e c h n o l o g yo f d e s l i m i n g - f l o t a t i o no fl O W g r a d en i c k e lo r e s ，w h i c hi sb a s e do nt h et e c h n o l o g i c a lm i n e r a l o g ys t u d y ．O nt h i sc o n d i t i o n ，w ep u tf o r w a r d a na l l s l i m i n gi n t e n s i f i c a t i o nt e c h n o l o g y ．T h i sn e wm e t h o dc a nh i g h l yi m p r o v et h em a i nt e c h n i c a ld a t ao ft h e l o w g r a d en i c k e lo r e s i nJ i n p i n gB a i m a z h a i ，w i t hn i c k e lc o n c e n t r a t eg r a d ea s3 ％，t h en i c k e lr e c o v e r yr a t e i m p r o v e dt oo7 5 ％～8 0 ％a n dt h et o t a lc o p p e rr e c o v e r yo v e r9 0 ％． K e yw o r d s n i c k e lo r e s ；t a l c ；f l o t a t i o n ；n e wp r o c e s s 在硫化铜镍矿浮选中，滑石是主要的脉石矿物 之一⋯。滑石具有天然可浮性，质软，在磨矿过 程中容易形成大量易浮矿泥[ 2 ] 。泥化的滑石不但 影响精矿质量，而且也影响金属矿物的回收率。长 期以来，红河恒吴矿业股份有限公司金平分公司白 马寨镍中贫矿因其含镍磁黄铁矿与滑石成分高而以 难选著称。选厂浮选指标一直不稳定。选别3 号岩 体矿石，当原矿品位在0 ．6 ％以下时，回收率只有 6 0 ％～6 5 ％，原矿品位达到0 ．6 ％以上时回收率也只 在7 0 ％～7 2 ％；l 号岩体矿石指标，回收率大多在 6 0 ％以下。有关研究单位开展了多次研究，但均未 取得突破性的进展[ 川。 从2 0 0 3 年开始，中南大学与云南恒吴公司合 作，在国家9 7 3 和云南省省院省校项目的支持下， 开展贫镍矿高效选矿技术研究。在系统工艺矿物 学研究的基础上，根据矿石中有用矿物与脉石矿 物性质，从高效药剂制度、易浮脉石脱除与抑制、 浮选流程结构优化等方面进行深入研究，形成贫镍 矿浮选新技术。2 0 0 4 年，“脱泥一浮选新工艺” 投入工业应用，2 0 0 8 年开始实施“全泥强化浮选 新工艺”，大幅度提高了金平白马寨难选贫镍矿的 选矿技术指标，获得了显著的经济与社会效益。 1 矿石性质 1 ．1 主要特点 与其它硫化镍矿石比较，云南金平白马寨镍矿 基金项县国家重点基础研究发展计划 9 7 3 资助项目 2 0 0 7 C B 6 13 6 0 2 收稿日期2 0 1 1 0 1 - 0 5 作者简介谭鹏程 1 9 6 3 一 ，男，湖南新化人，高级工程师，红河恒吴矿业股份有限公司金平分公司镍矿矿长。 万方数据 2 0 1 1 年第3 期谭程鹏金平白马寨镍矿中贫矿强化浮选研究与实践 1 7 的矿石性质有以下特点 1 有用镍矿物为镍黄铁矿、含镍磁黄铁矿， 镍在磁黄铁矿中分布高达3 7 ．5 ％； 2 有用矿物中镍含量低，如含镍磁黄铁矿中 镍仅为0 ．8 9 ％，因而难以获得高品位镍精矿； 3 脉石矿物为绿泥石和滑石。滑石含量2 0 ％ 以上，对镍矿石浮选造成困难。 1 ．2 矿物组成及含量 矿石多呈稀疏浸染状一中等浸染状产出，部分 为致密块状，前者金属矿物分布零星，后者则具青 铜黄色，显金属光泽。矿石矿物组成较为复杂。金 属矿物主要是磁黄铁矿，其次有黄铜矿、镍黄铁 矿、磁铁矿、黄铁矿和褐铁矿，偶见铜蓝、闪锌矿、 方铅矿、辉钼矿和自然银零星分布。脉石矿物主要 是绿泥石、滑石，其次是黑云母、绢云母、石英、 透闪石、阳起石、方解石和蛇纹石等。见表l 。 表1原矿矿物组成及含量分析结果 T a b l elT h ea n a l y s i so fm i n e r a lc o m p o n e n ta n d c o n t e n to fI l l r 卜叼f _ m i n eore／％ 1 ．3 镍的物相分析结果 镍主要分布在黄铁矿与磁黄铁矿中。特别是 磁黄铁矿中镍分布率高达3 7 ．5 ％，因而为提高镍 回收率，必须回收镍黄铁矿与含镍磁黄铁矿。 表2原矿镍的物相分析结果 T a b l e2T h ea n a l y s i sr e s u l t so fn i c k e lp h a s e ，％ 镍相镍黄铁矿中镍磁黄铁矿中镍氧化镍硅酸盐【} J 镍合计 含量0 ．3 6 O ．2 40 ．0 1 40 ．0 2 60 ．6 4 分布率5 6 ．2 53 7 ．5 02 ．2 94 ．2 61 0 0 ．0 1 ．4 主要矿物的特征及嵌布关系 镍黄铁矿常呈不规则粒状，部分为等轴粒状。 概括起来，矿石中镍黄铁矿大致呈以下四种形 式产出。 1 呈粒度较粗的集合体嵌布在富含磁黄铁矿 的块状矿石中，集合体内部常发育细小的孔洞，粒 度变化较大，粗者大于0 ．6I T l I n ，细小者仅0 ．0 5 m m 左右，一般0 ．1 ～0 ．4m m 。沿集合体边缘及裂隙 可见黄铜矿充填分布。 2 呈半自形、他形粒状沿磁黄铁矿集合体的 边缘及裂隙分布，集合体形态变化较大，粒度 O ．0 2 ～0 ．1 5m l n 不等，少数大于0 ．2m m 。这种形式 的镍黄铁矿部分沿黄铜矿或磁铁矿边缘分布。 3 呈微细的火焰状、羽毛状或乳滴状见于部 分磁黄铁矿晶体内部，粒度通常在0 ．0 2m m 以下， 部分甚至小于0 ．0 0 5m m ，局部这种镍黄铁矿可呈 定向排列。显然，这是原先以类质同象形式赋存在磁 黄铁晶格中的镍因固溶体分离作用而形成的产物。 4 呈不规则状零星分布在脉石矿物中，粒度 通常较为细小，大多为0 ．0 1 ～0 ．0 6m m 。 上述四种类型的镍黄铁矿中，数量上以第一、二 种为主，四者的矿物含量比大致为3 0 6 5 4 1 。 可见以第一、二种形式产出的镍黄铁矿是选矿分选 镍矿物的主要对象。 黄铜矿是矿石中最主要的含铜硫化物。常呈不 规则粒状集合体分布在磁黄铁矿中，少数呈细脉 状、不规则状沿磁黄铁矿、镍黄铁矿或磁铁矿粒 间、裂隙充填。粒度变化较大，在富含磁黄铁矿的 块状矿石中，黄铜矿相对较粗，通常在0 ．1 5 ～0 ．6 m i l l 。而在浸染状矿石中的黄铜矿粒度大多较为细 小，一般为0 ．0 2 0 ．1 m m ，少数可呈微细的星散状嵌 布在脉石矿物中。局部黄铜矿可蚀变为铜蓝，其粒度 0 ．0 2 ～0 ．0 4m i n 。矿石中黄铜矿本身含镍很低，从理 论上来说，铜精矿的生产对镍的回收率影响不大。 磁黄铁矿广泛分布于各种类型的矿石中，是最 主要的金属硫化物。镜下显粉红色的棕黄色色调， 非均质性明显，半自形板片状，聚片双晶发育。在 块状矿石中，其结晶粒度较粗，常呈致密状集合体 出现，内部可包含镍黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿等其 它金属矿物。而在浸染状矿石中粒度随浸染浓度降 低而变细，而且产出形式极为复杂，除呈不规则状 外，部分还可呈细脉状或星散浸染状嵌布在脉石矿 物中。同时沿磁黄铁矿的边缘、裂隙及粒间常见镍 黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿等交代分布。尤其是大部 分磁黄铁矿集合体边部常被滑石、绿泥石等交代而 呈锯齿状的接触关系。矿石中磁黄铁矿普遍含有少 量的镍，平均占0 ．8 9 ％。这部分镍可能是呈类质同 象形式赋存在磁黄铁矿的晶粒中。 黄铁矿含量较低，但分布广泛，在富含磁黄铁 矿的块状矿石中，常呈自形、半自形粒状沿磁黄铁 矿的粒间分布。在二者的接触界面可见黄铜矿或镍 黄铁矿充填，粒度一般0 ．0 5 ～0 ．2m m ，少数可达 0 ．3m m 以上。在浸染状矿石中，磁铁矿的粒度通 常较为细小，部分沿磁黄铁矿集合体的边缘或裂隙 分布，部分呈粒状、条状散布在脉石矿物中。 万方数据 1 8 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第3 期 矿石中脉石矿物主要是绿泥石和滑石，其次是 黑云母、绢云母、石英、方解石、透闪石和阳起石 等。绿泥石和滑石常呈细小的鳞片状、纤维状产 出，二者构成集合体，部分呈毛发状、针状交代磁 黄铁矿和镍黄铁矿。黑云母、绢云母、石英、方解 石等其它脉石矿物多以星散状的形式较为均匀地嵌 布在绿泥石和滑石集合体中。 2 供矿现状 由于镍市场的历史原因，3 号岩体还保存有大 量较低品位的中贫矿石没有开采出来，为综合利用 已有矿产资源，延长矿山服务年限，从2 0 0 4 年开始， 矿山有f t - 戈, J 地逐步实施回采作业。目前， 3 号岩体 月平均供应给选厂残矿在2 0 0 0t 以上，矿石表面 略有发红，表明矿石表面存在一定程度的氧化现象。 3 号岩体矿石至少存在以下三个突出特点 1 原矿中含矿泥 滑石 高，达到2 0 ％以上。 2 含镍磁黄铁矿高。 3 镍矿物的易氧化性。3 号岩体由于开采多 年，近几年大量回采残矿，而残矿表面或多或少存在 一定的氧化现象，给浮选带来一定的影响。因此，针 对这部分不同程度存在表面氧化的残矿在进入浮选 作业区前应对其表面进行预处理，以提高其可浮性。 3 技术方案 金平镍矿矿石中由于可浮性好的滑石含量高， 磁黄铁矿含镍低、比例大，在多年的选矿生产中， 始终存在如何提高镍选矿回收率、而不降低精矿品 位的矛盾。 主要表现为滑石易浮难抑，进入精矿使精矿镍 品位低；同时磁黄铁矿可浮性差，难以浮选，使得 镍浮选回收率低，如磁黄铁矿得到回收，则镍精矿 品位更低。 针对上述问题，提出了阻止滑石进入镍精矿、 强化回收含镍磁黄铁矿，在保证镍精矿品位的前提 下，提高镍浮选回收率的技术路线。 为此，在工艺矿物学研究的基础上，系统研究 了滑石的浮选与抑制、含镍磁黄铁矿的浮选、硫化 矿物与含镁硅酸盐矿物的浮选分离、药剂的高效组 合与合理添加、流程结构的优化等。 于2 0 0 4 年形成了“脱泥一浮选新工艺”，通过 滑石脱泥浮选，有效消除了滑石对含镍硫化矿物浮 选的影响，在镍精矿品位保持在3 ％左右时，镍回 收率从6 0 ％～6 5 ％提高到7 0 ％～7 5 ％。于2 0 0 8 年形 成了“贫镍矿全泥强化浮选工艺”，通过对滑石的选 择性抑制，使滑石脱泥浮选中损失的镍得到回收， 镍浮选回收率提高到7 5 ％～8 0 ％。 4 贫镍矿强化浮选新工艺 4 ．1 滑石型贫镍矿脱泥一浮选新工艺 该工艺采用的主要技术措施为 1 脱泥浮选滑石i s ] ，为硫化镍矿物浮选创 造条件。利用滑石的天然可浮性，优选合适起泡 剂，在进入硫化镍矿浮选前，预先浮选滑石。在滑 石浮选中镍损失量可以控制在2 ％一4 ％。 2 选择含镁硅酸盐矿物的有效抑制剂，抑制 残留滑石及绿泥石的浮选【6 】。 3 采用高效组合捕收剂，实现镍黄铁矿和含 镍磁黄铁矿等含镍硫化矿物的同步浮选。 “ 优化镍浮选流程结构，使含镁硅酸盐矿物 尽早及时进入尾矿。 该r 艺的基本参数为，磨矿细度_ 7 4 “m7 0 v ／伊7 5 ％， 脱泥浮选、镍粗扫选、镍精选、铜镍混合精矿进行 铜镍分离，获得镍精矿与铜精矿。 表3滑石型贫镍矿脱泥一浮选新工艺工业调试结果 T a b l e3T h ei n d u s t r i a lo p e r a t i n gr e s u l to ft h en e w d e s l i m i n g - - f l o t a t i o nt e c h n o l o g yi nt a l c - - b e a r i n g l o wg r a d en i c k e lo r e s／％ 4 ．2 滑石型贫镍矿全泥强化浮选新工艺 在脱泥一浮选新工艺工业应用的基础上，结合 国家重大基础研究发展计划项目 9 7 3 获得的基 础研究成果，形成了滑石型贫镍矿全泥强化浮选新 工艺。主要采取的关键技术包括 1 含镁硅酸盐矿物 绿泥石、蛇纹石 固液 界面性质调控[ 7 1 ，阻止镁硅酸盐矿物与含镍硫化 矿物的异相凝聚，提高含镍硫化矿物的可浮性。 2 滑石表面润湿性调控[ s | ，使滑石表面从疏 水性转变为亲水性，抑制滑石上浮。 3 调控含镁硅酸盐矿物与含镍硫化矿物的相 互作用【引，防止异相凝聚发生，使几种含镁硅酸 盐表面亲水，处于分散状态。 通过小型试验、工业调试，形成了选择性抑制 万方数据 2 0 1 1 年第3 期 谭程鹏等金平白马寨镍矿中贫矿强化浮选研究与实践 1 9 滑石等含镁硅酸盐矿物浮选、强化含镍硫化矿物浮 选的高效药剂制度及合理添加方法，实现了滑石型 贫镍矿全泥浮选。 浮选工艺条件基本与前相似，药剂种类包括组 合捕收剂、以C M C 为主的组合调整剂、碳酸钠等。 从2 0 0 8 年开始工业实施，工艺条件与浮选流 程得到不断优化，获得了良好的技术经济指标。镍 选矿回收率提高到7 5 ％。8 0 ％，铜总回收率达到 9 0 ％以上，镍精矿镍品位保持在3 ％左右。 表4 滑石型贫镍矿全泥强化浮选工业应用结果 T a b l e4T h ei n d u s t r i a lo p e r a t i n gr e s u l to ft h ea l l - - s l i m i n g i n t e n s i f i c a t i o nt e c h n o l o g yi nt a l c - b e a r i n gl o w g r a d en i c k e lo r e s ／％ 5结语 1 影响金平白马寨贫镍矿选别指标的关键因 素是滑石以及含镍硫化矿的部分表面氧化。 2 解决了矿泥一滑石对浮选过程的影响，为 提高镍回收率创造了必要条件。 回收率。 参考文献 [ 1 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出 版社，1 9 9 2 ． [ 2 ] 董兴旺，刘俊，郑力，等．铜镍硫化矿浮选预脱泥的 试验研究[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 0 3 2 2 8 3 0 ． [ 3 ] 胡秀梅，戈保梁．金平镍矿I 号岩体镍矿石浮选矿泥处 理方式的探讨[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 6 3 3 1 - 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