某铜镍矿选矿富集镍的初步探索试验研究.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G 矾E E R D i G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 某铜镍矿选矿富集镍的初步探索试验研究① 李先海球，黄小芬1 ”，何婷1 ’2 ，张覃1 ，2 1 ．贵州大学矿业学院，贵州贵阳5 5 0 0 0 3 ；2 ．贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州贵阳5 5 0 0 0 3 摘要某地镍矿石中富含多种有价金属元素，其中铜镍矿物嵌布粒度极不均匀，且与其他硫化矿物和脉石矿物紧密共生，对镍铜 硫化矿物的可浮性有很大影响。在对原矿性质分析的基础上，进行了磨矿动力学试验、粗选正交试验以及分级浮选正交试验。 关键词i 铜镍矿；镍富集；浮选；探索试验 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 3 0 2 0 4 镍金属是一种重要的有色金属原料，主要用来生 产不锈钢、难热钢、合金结构钢和合金铸铁，广泛应用 于航天和国防工业及人们的日常生活。2 j 。目前硫化 镍矿仍是镍金属的主要来源，其比例超过6 0 ％。因此 从铜镍矿石中通过选矿富集镍的试验研究具有很重要 的意义。 某铜镍矿样不仅含有丰富的镍铜金属，还富含伴 生的金、银、钴及贵金属等多种金属元素，具有很高的 综合利用价值。该铜镍矿物嵌布粒度极不均匀，且与 其他硫化矿物和脉石矿物紧密共生，对铜镍硫化矿物 的可浮性有很大的影响。脉石矿物普遍遭受次生蚀 变，且金属硫化物性脆，在磨矿过程中脉石矿物易泥 化、硫化物易过粉碎，不利于镍的浮选分离。本文通过 磨矿动力学试验、粗选正交试验以及分级浮选正交试 验，总结了初步的研究成果，该成果对后续研究具有重 要的指导意义。 1 试样性质 通过化学分析，原矿铜、镍化学物相分析见表1 。 表1 原矿铜、镍化学物相分析 铜物相含量／％镍物相含量／％ 硫酸铜0 ．0 3 8氧化镍0 ．0 0 自然铜0 ．0 3 5硅酸镍0 ．0 0 硫化铜0 ．8 3硫化镍 1 ．2 9 氧化铜0 ．0 7 4总镍 1 ．3 1 总铜 1 ．0 2 量都非常高。金属镍主要集中在硫化镍矿中，其含量 为1 ．2 9 ％左右。铜主要以硫化铜的形式存在，同时也 有一定量的铜赋存在氧化铜、自然铜、硫酸铜中。 2 磨矿动力学试验 脉石矿物普遍遭受次生蚀变，且金属硫化物性脆， 在磨矿过程中脉石矿物易泥化、硫化物易过粉碎。由 于细泥具有较大的比表面积，在浮选过程中容易呈无 选择性吸附，优先与气泡结合而上浮，从而导致粗颗粒 矿物药剂量不足而难以上浮。同时极细颗粒易覆盖在 大颗粒表面，改变了颗粒的表面性质，影响浮选效果。 因此确定合适的磨矿粒度是很有必要的。 称取原矿10 0 0g ，磨矿浓度定为6 7 ％，采用X M B 型棒磨机，考察不同磨矿时间对磨矿粒度的影响，并绘 制磨矿动力学曲线，如图1 所示。 l ∞ 9 0 紧舯 删7 0 篓6 0 冀5 0 l4 0 夏3 0 o 穹2 0 1 0 0 磨矿时间／m i I I 图l 磨矿动力学曲线 在磨矿时间为8m i n 时，一0 ．0 7 4m i l l 粒级含量已 由表1 可见，镍元素的含量较低，只有1 ．3 1 ％，铜超过6 0 ％，但此时也有很多有用矿物未充分解离。磨 和钴分别只有1 ．0 2 ％和0 ．0 3 3 ％，而矿石中镁和硫含 矿时间为1 4m i n 时，一0 ．0 7 4m m 粒级含量已超过 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 2 5 基金项目贵阳市科技局大学生创业计划[ 筑科合 2 0 1 1 2 0 1 大一4 4 号] 作者简介李先海 1 9 8 8 一 ，男，贵州人，硕士研究生，主要研究方向为难选矿石的选矿技术及资源综合利用。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 李先海等某铜镍矿选矿富集镍的初步探索试验研究 8 5 ％。考虑到既要有用矿物充分解离，又不能让矿物 过粉碎、泥化，因此确定在磨矿时间为1 0r a i n 和1 4 m i n 的条件下进行浮选。 根据矿石中各矿物的性质和大量的探索试验，决 定采用硫酸铵、Z L - 2 和硫酸铜做调整剂，混合黄药和 丁铵黑药作为捕收剂，J - 6 2 2 作为起泡剂，采用一粗两 精的浮选流程。流程如图2 所示，试验结果如表2 所示。 原羲r 图2 浮选试验流程 表2 浮选试验结果 9 0 0g l t 2 3 0 9 ／t 1 0 0 9 ／t 1 2 0 9 ／t 2 0 0 m L ／t 1 5 9 ，t 由表2 可看出，无论是在磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占7 0 ．4 0 ％还是8 6 ．5 2 ％的条件下，精矿品位和回 收率都较低，尾矿中有用矿物损失较高。考虑到后期 试验决定磨矿粒度一0 ．0 7 4m m 粒级占7 0 ．4 0 ％为宜。 3 粗选正交试验 为更好地确定合适的磨矿时间和粗选药剂制度， 对粗选进行正交试验研究。试验流程图如图3 所示， 正交试验因素表见表3 ，结果列于表4 ，正交试验极差 分析结果列于表5 。其中A 为磨矿时间，B 为5 ％硫酸 铵，C 为5 ％Z L ．2 ，D 为5 ％硫酸铜，E 为1 ％混合黄药， F 为1 2 0 丁胺黑药，G 为J 石2 2 ，H 为刮泡时间，下同。 由表5 结果可知，无论是对镍的品位还是回收率， 丁胺黑药的用量影响较大。综合考虑，粗选的最优方 案为磨矿时间1 0m i n ，硫酸铵4 5 0g ／t ，Z L - 21 5 0g ／t ， 硫酸铜1 0 0g ／t ，混合黄药4 0g ／t ，丁胺黑药7 1m L ／t ， J 击2 21 0g ／t ，刮泡时间9m i n 。 原矿 硫酸铵 Z I ，2 ， 硫酸铜 混合黄药 丁胺黑药 ， J - 6 2 2 粗 选 图3 正交试验浮选流程 表3 粗选正交试验因素表 表4 粗选正交试验结果 万方数据 矿冶工程第3 2 卷 表5 正交试验极差分析结果 4 分级粗选正交试验 由于矿物粒度对浮选有很大的影响，并且在磨矿 过程中矿石易过粉碎、易泥化，因此将磨矿后的矿石进 行分级后再对粗粒级的和细粒级的矿石分别进行浮 选。粗粒粗选正交试验因素表、试验结果以及极差分 析表见表6 ～8 。 表6 粗粒粗选正交试验因素表 表7 粗粒粗选正交试验结果 表8 粗粒正交试验极差分析结果 由粗选正交试验可知，Z L - 2 和硫酸铜的用量相对 较大，所以在接下来的试验中其用量在相对较大的条 件下探索，而丁胺黑药、J - 6 2 2 和混合黄药等的用量在 相对较小的条件下探索。浮选流程与药剂种类如图2 所示。 细粒粗选正交试验因素表、试验结果、极差分析表 见表9 1 1 。 表9 细粒粗选正交试验因素表 表1 0 细粒粗选正交试验结果 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月李先海等某铜镍矿选矿富集镍的初步探索试验研究 表11细粒正交试验极差分析结果 由表可知，对粗粒和细粒最佳指标的浮选条件并 不一样，综合考虑，粗粒的浮选条件为1 0m i n ，硫酸铵 为2 2 5g ／t ，Z L - 22 2 5g ／t ，硫酸铜2 5 0g ／t ，黄药2 0g ／t ， 丁胺黑药4 8m L ／t ，J 石2 25g ／t ，刮泡时间7m i n 。细 粒的浮选条件为1 2m i n ，硫酸铵为1 7 5g ／t ，Z L - 21 2 5 g ／t ，硫酸铜2 0 0g ／t ，混合黄药3 0g ／t ，丁胺黑药4 8 m l M t ，J - 6 2 22 ．5g ／t ，刮泡时间7m i n 。粗粒的浮选能 够得到品位较高的镍精矿，而细粒的相对较低。总的 来说分级浮选也不能取得较高的镍品位，因此粗选不 必采用分级浮选。 5 结论 该铜镍矿物嵌布粒度极不均匀，且与其他硫化矿 物和脉石矿物紧密共生。在磨矿解离过程中矿石易过 粉碎、易泥化，导致无选择性上浮，恶化浮选效果，属于 难选的铜镍矿。通过对该铜镍矿选矿富集镍的初步探 索试验研究，得到如下结论 1 当前的药剂种类对镍的初步富集有一定的效 果，为提高镍精矿品位和回收率，在下一步探索中重点 探索粗精矿的精选和粗尾矿的扫选。 2 粗选阶段采用分级浮选不可取，通过正交试验 得到粗选的试验条件为磨矿时间为1 0m i n ，硫酸铵为 4 5 0g ／t ，Z L - 21 5 0g ／t ，硫酸铜1 0 0g ／t ，混合黄药4 0 g ／t ，丁胺黑药7 1m L ／t ，J - 6 2 21 0g ／t ，刮泡时间9m i n 。 3 磨矿粒度要合适，在一0 ．0 7 4m m 粒级占 7 0 ．4 0 ％时即可得到较好的指标。 4 工艺探索的过程中兼顾浮选药剂的探索。 5 矿石除含铜镍元素外还富含伴生的钻、金、银 及贵金属等多种金属元素，综合利用该矿石具有重要 的意义。 参考文献 [ 1 ] 冶金常识编写组．十种常用有色金属铜与镍[ M ] ．北京冶 金工业出版社，1 9 7 4 ． [ 2 ] 李小明，唐琳，刘仕良，等．红土镍矿处理工艺探讨[ J ] ．铁合 金，2 0 0 7 ，3 8 4 2 4 2 6 ． 万方数据