从浮选尾矿综合回收镍新工艺研究.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年1 期2 1 从浮选尾矿综合回收镍新工艺研究 范兴祥1 ，韩守礼2 ，汪云华1 ，吴跃东1 1 ．昆明贵金属研究所，昆明6 5 0 1 0 6 ；2 ．贵研铂业股份有限公司，昆明6 5 0 1 0 6 摘耍通过磁选回收硫化镍矿尾矿中的镍并得到硫化镍精矿。硫化镍精矿采用配矿熔炼的方法获得低 冰镍。详细研究了磁选强度、熔炼温度、熔炼时间、熔剂配比等因素对镍收率的影响。结果表明，熔炼温 度对镍品位和镍收率有显著影响，熔炼时间和熔剂配比对镍品位和镍收率的影响较小。在合理的试验 条件下，镰收率达到9 7 ．9 0 ％，低冰镍产品含镍达到6 ．4 7 ％。 关键词尾矿；回收；富集；低冰镍 中图分类号T F 8 1 5文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 1 2 0 1 0 0 1 0 0 2 1 - - 0 2 S t u d yo nt h eN o v e lP r o c e s so fC o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yN i c k e lF r o mG a u g u e F A NX i n g - x i a n 9 1 ，H A NS h o u l i 2 ，W A N GY u n h u a l ，W UY u e - d o n 9 1 1 ．K u n m i n gI n s t i t u t eo fP r e c i o u sM e t a l s ，K u n m i n g6 5 0 1 0 6 。C h i n a ；2 ．S i n o - P l a t i n u mM e t a l sC o ．，L t d ，K u n m i n g6 5 0 1 0 6 。C h i n a A b s t r a c t N i c k e li se x t r a c t e df r o mc e r t a i nn i c k e ls u l f i d eo r e sg a u g u eb ym a g n e t i cd r e s s i n g ，a n dn i c k e ls u l - f i d ec o n c e n t r a t ei so b t a i n e d ．L o wm a t t ei so b t a i n e db ys m e l t in gp r o c e s s i n gt h i sc o n c e n t r a t e ．I na d d i t i o n ， t h ee f f e c t so ft h em a g n e t i ci n t e n s i t y ，s m e l t i n gt e m p e r a t u r e ，s m e l t i n gt i m e ，t h er a t i oo ff l u xo nn i c k e lr e - c o v e r yr a t ea r ed i s c u s s e di nd e t a i l ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e n i c k e lr e c o v e r yr a t ei se v i d e n t l ya f f e c t e db y s m e l t i n gt e m p e r a t u r e ．U n d e rt h eo p t i m u mp r o c e s sc o n d i t i o n ，n i c k e lr e c o v e r yr a t ei s9 7 ．9 0 ％a n dn i c k e l c o n t e n ti nl o wm a t t ep r o d u c t i o ni s6 ．4 7 ％． K e y w o r d s G a n g u e ；R e c o v e r y ；C o n c e n t r a t i o n ；L o wn i c k e lm a t t e 某硫化镍矿床在选矿过程中产生近3 0 万吨的 尾矿。该尾矿虽然含镍极低，但采用磁选可获得含 镍硫化矿，且含镁较低。目前，关于硫化镍矿处理有 火法熔炼‘1 2 ‘、加压浸出‘引、常压浸出[ 引、焙烧一酸 浸‘5 1 、生物浸出睁引、酸直接浸出‘8 3 等方法，如火法 熔炼和加压处理已成功应用在国内和国外的镍冶炼 厂。研究该矿的镍综合回收不仅具有重要的经济意 义，而且符合我国目前大力推行可用废弃物资源化 的产业政策。 1 原料及流程 1 ．I 原料分析 本原料来自某硫化镍矿山，经过衍射分析，该矿 中矿物组成相对较简单，主要的金属矿物有磁铁矿、 作者简介范兴祥 1 9 7 4 - - 。男，云南建水人。博士 磁镍黄铁矿、黄铁矿等；脉石矿物有大量的石英、少 量的氧化镁等，其主要化学成分如下 ％ N i0 ．1 5 、 F e9 ．7 5 、S i 0 24 7 ．3 0 、M g O6 ．5 0 、S3 ．8 4 。 1 ．2 工艺路线 由于该尾矿具有磁性，采用鼓式磁选机进行磁 选即可获得含镍硫化精矿，可抛弃9 0 ％的脉石；获 得的精矿含镁较低，采用配矿熔炼的方法在低温下 进行熔炼，可得到低冰镍。整个工艺路线见图1 。 2试验过程 2 ．1 磁选工序 由于该矿的主要金属矿物有磁铁矿．、磁镍黄铁 矿、黄铁矿等，脉石矿物主要有大量的石英、少量的 氧化镁等，因此采用湿法球磨和磁选方法可以抛弃 万方数据 2 2 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年1 期 原料 熔捌 图1 工艺流程图 F i g ．1 T h et e c h n o l o g i c a lf l o ws h e e t 9 0 ％的脉石，从而获得低镍硫化精矿。试验考察了 磁选强度对镍收率的影响，结果表明当磁选强度分 别为 0 e 10 0 0 、15 0 0 、20 0 0 、25 0 0 和30 0 0 时，镍 收率回收率分别为 ％ 5 0 ．4 7 、5 8 ．6 8 、7 0 ．3 6 、7 5 ．9 7 和8 4 ．0 1 。通过试验，确定磁选强度25 0 0 ～30 0 0 O e 较合适，因为磁选强度再升高，由于磁选夹带严 重，导致磁选精矿含镍降低。在试验条件下获得的 低镍硫化精矿的化学成分为 ％ N i1 ．6 7 、F e 5 2 ．7 1 、S i 0 21 ．7 8 、M g Oo ．4 6 、S2 5 ．9 8 。可以看出， 通过选矿，硫化镍矿氧化镁含量仅为o ．4 6 ％，为后 续低温熔炼奠定了基础。 2 ．2 氧化焙烧工序 氧化焙烧属于一种应用广泛的技术，其焙烧设 备有回转窑、沸腾炉等，已在有色金属火法冶炼厂得 到广泛应用。本文采用氧化焙烧磁选获得的低镍硫 化精矿，目的是脱出硫，使铁和镍以氧化物形式存 在，相关主要反应如下 2 N i S 3 0 2 - - ，2 N i O 2 S 0 2 千 1 4 F e S 2 1 1 0 2 2 F e 2 0 3 8 S 0 2 十 2 焙烧主要控制参数焙烧温度7 0 0 ～7 5 0 ℃、焙 烧时间3 ～4h 。在此条件下，硫脱出率达到 9 4 ．6 1 ％。 2 ．3 配矿熔炼工序 磁选获得的低镍硫化精矿由于含镍低含硫高， 直接进行熔炼，尽管配入造渣剂，但获得的低冰镍含 镍仅达到2 ．o ％～2 ．5 ％，富集倍数极低，可以说没 有富集，原因是含硫高，大量的铁以硫化铁进入锍 中，而没有进入渣中。为了提高富集倍数，需要进行 配矿熔炼，即焙烧矿与低镍硫化精矿配比熔炼。 获得的低镍硫化精矿中参与焙烧矿中的F e O 及配入的熔剂C a O 、S i O 。都有很高的熔点，浮选精 矿和焙烧中大部分F e O 参与造渣反应生成新的硅 酸盐[ 9 ] ，相关主要反应如下 2 F e O S i 0 2 - 2 F e 0 S i 0 2 3 C a O S i 0 2 ．- C a O S i 0 2 4 M g O S i 0 2 一M g O S i 0 2 5 造渣反应生成的2 F e 0 S i 0 2 、F e O C a 0 2 S i O 的熔点大大降低。 配矿熔炼过程，进行了熔炼温度、熔炼时间和熔 剂配比对镍品位和镍收率的影响试验，结果表明熔 炼温度对镍品位和镍收率有显著影响，熔炼时间和 熔剂配比对镍品位和镍收率的影响较小。 熔炼工序主要控制参数焙烧矿与低镍硫化精 矿配比为2 l 、石英配比为矿重的2 5 ％、石灰配比 为矿重的1 0 ％、熔炼温度13 5 0 ℃、焦碳配比为矿重 的3 ％、熔炼时间6 0r a i n 。在此条件下，获得低冰镍 产品含镍6 ．4 7 ％，渣含镍0 ．0 5o A ，富集比为3 ．8 7 倍，镍收率达到9 7 ．9 0 ％。 3结论 1 根据尾矿矿物组成及分析，采用磁选实现镍 与脉石的有效分离，为后续配矿熔炼提供了优质原 料； 2 采用配矿熔炼获得低冰镍产品，为尾矿的综 合利用开发一条经济可行的技术路线； 3 本技术路线过程简单、操作方便，最大的特 点是镍回收率高。 参考文献 [ 1 ] 曹战民，孙根生．金J I l 镍闪速熔炼渣的物相与铜镍分布 [ J ] ．北京科技大学学报，2 0 0 1 ，2 3 4 3 1 6 3 1 9 ． [ 2 ] 喻正军，冯其明，欧乐明．还原硫化法从镍转炉渣中富集 锫镍铜口] ．矿冶工程，2 0 0 6 ，2 6 1 4 9 5 1 ． [ 3 ] 李国成．奥托昆普哈贾瓦尔塔冶炼厂镍的加压浸出工艺 [ J ] ．甘肃冶金，2 0 0 5 ，2 7 1 2 3 2 5 ． [ 4 ] 李忠国，翟秀静，邱竹贤．硫化镍精矿常压浸出研究[ J ] ． 有色矿冶，2 0 0 5 t 2 1 5 2 8 3 0 ． [ 5 ] 姜宁．含镍硫化铜精矿制取铜和镍硫酸盐的试验研究 [ J ] ．有色矿山，2 0 0 1 ，3 0 4 2 9 3 2 ． [ 6 ] 张才学．硫化镰矿的细菌浸出机理[ J ] ．国外金属矿选 矿，2 0 0 3 ，4 0 7 9 一1 1 ． [ 7 ] 聂珍嫒，张在海，夏金兰．高碱脉石低品位铜镍复合矿的 诱变细菌浸出[ J ] ．有色矿冶。2 0 0 2 ，1 8 5 1 6 - - 1 9 ． [ 8 ] 谢燕婷，徐彦宾。同兰．铜镍硫化矿尾矿中有价金属的湿 法提取研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 6 4 1 4 1 7 ． [ 9 ] 刘时杰．铂族金属矿冶学[ M ] ．北京冶金工业出版社 2 0 0 1 ． 万方数据