湿式红土镍矿选矿设计探讨

“湿型”红土镍矿选矿设计探讨

唐广群, 陈名洁

（中国恩菲工程技术有限公司，北京100038）

摘要：本文主要针对湿型红土镍矿的矿床特征，从选矿角度提出了需要回收这部分有用矿物时必须采用破碎设备才能实现的观点。论文还阐述了红土矿选矿的一般工艺流程及特点，重点提出了红土镍矿在选矿设计流程中破碎、洗矿方面需要特别注意的问题。论文从设计角度出发论述了破碎设备、破碎系统配置优化、洗矿设备选择及其改进措施等内容。

关键词：红土镍矿；破碎；洗矿；双齿辊筛分破碎机；混料机；设备配置优化

Wet type laterite nickel ore beneficiation design

discussion

TANG Guang-qun1，CHEN Ming-jie

(China ENFI Engineering Corporation，Beijing 100038)

Abstract: According to the wet type laterite nickel ore deposit features, from the perspective of mineral processing, the paper represented crushing equipment must be used if need to recover the valuable mineral. Paper also represented the general technological process and characteristics of laterite ore beneficiation, highlight the laterite nickel ore crushing, washing in the mineral processing design process need to pay more attention to the problems. From the design aspect，paper discussed the crushing equipment , crushing system configuration optimization, and washing equipment selection and improvement measures.

Key words: laterite nickel ore; crushing; washing; double toothed roll mineral sizer; mixer; equipment configuration optimization

1 “湿型”红土镍矿矿床特征

“湿型”红土矿主要是指那些在热带、亚热带或温带地域中岩石强烈风化作用下形成的富铁及低硅氧化物的表土层。红土矿一般都是风化残积矿石，母岩常为基性岩体，其岩石主要包括含镍镁橄榄岩或含镍纯橄榄岩。原岩经自然氧化、雨淋等作用，雨水将易溶于水的钙镁离子带走，剩下的

作者简介：唐广群（1968-），男，内蒙古宁城人，高级工程师，主要从事选矿咨询设计工作。

镍钴氧化物从而沉积了下来。在富镁岩石的物理和化学风化作用下能将镍含量富集几十倍以上，在局部地段则可形成红土型镍矿体。红土型镍矿床矿石因含铁高的原因多为红色或红褐色，含水硅酸盐质红土型镍矿床一般在构造活动频繁、排水系统相对发育及热带气候环境的地域内产出，镍含量较高（0.8%～2.5%），通常伴生含有钴、铬、铁等微量元素。赤道地区的巴布亚新几内亚、菲律宾、新喀里多尼亚、印度尼西亚、喀麦隆和加勒比海地区产出的红土型镍矿床均属此种类型，此类矿床通常称之为“湿型”红土矿床[1]-[2]。

2 “湿型”红土镍矿开采特点

红土镍矿成分复杂，大体可以分为褐铁矿型与硅镁镍型两大类，其有用矿物主要是镍、钴、锰等。红土镍矿采矿方法一般多采用露天采矿，矿体一般不需要凿岩、爆破，可直接利用挖掘机铲装矿石，个别较薄矿层先通过推土机集矿再铲装。大部分矿床最上部为腐殖土层和红色的褐铁矿层，其含镍品位较低，是矿床开采中需要预先剥离的废石层。为保护环境腐殖土层及地表废石层开采多采用集中堆存，并采取合理措施加以保护，用于复垦绿化。因腐殖土中含有大量的地表植物的根茎，尽管在开采时当作废石单独堆存起来，但仍会有残余的植物根茎存在于黄色褐铁矿的上表层[3]，这会对选矿生产中带来诸多麻烦，如管道、溜槽的堵塞问题。因此，在选矿工艺流程设计上应充分考虑植物根茎对矿浆输送及洗矿设备的影响，应尽可能设置除渣设施。

巴布亚新几内亚瑞木红土镍矿覆盖层以下为黄色褐铁矿层、残积层、含砾石的残积岩及纯橄榄岩基岩（见图1）；菲律宾诺诺克红土矿覆盖层

以下从上往下依次为褐铁矿层、过渡层、残积矿层及基岩（见图2）；喀

麦隆红土钴镍矿为红土层、角砾岩、铁铝土及蛇纹岩基岩。总的来说，红土矿中基本都含有砾石层的现象，还常伴有风化不完全的柱状岩石现象，

因柱状岩石之间往往有高品位矿石且块度、硬度比较大，从选矿角度来说，需要回收这部分矿石时必须采用碎磨设备才能实现。

图1 巴布亚新几内亚红土矿示意剖面

图2 菲律宾诺诺可红土镍矿示意剖面图

3 “湿型”红土镍矿选矿工艺及相关注意事项

3.1 红土矿选矿的工艺流程及特点

红土矿选矿工艺一般主要是由破碎、筛分、洗矿、重选除杂、磨矿及矿浆浓缩组成[2]。其有用矿物镍分布随着矿石性质不同而异，其有用矿大都富含在细粒级中，如巴布亚新几内亚瑞木红土矿其镍矿物主要富集在-53μm的细泥中。但也有国外文献表明[4]：有不常见的如喀麦隆钴镍锰红土矿，其有用矿物主要富集在+0.3mm以上的粒级中，菲律宾BNML镍

矿褐铁矿+50mm以上的矿石镍品位2.89%，矿石粒级越粗镍品位越高。3.2 缓冲矿堆

“湿型”红土矿多产自南纬15°至北纬15°之间，特别是赤道附近红土矿其规模大[5]、品位高。如菲律宾诺诺克红土矿、古巴毛阿红土矿、多米尼加红土矿等世界大型红土矿床。赤道附近的热带雨林气候对采矿的作业时间产生很大的影响，当白班或晚班遇到强降雨天气时被迫停止出矿，通过洗矿车间的原矿堆场可起到调节供矿，降低降雨对采矿影响的作用。因此，在设计时有必要在采场与选厂间设一座至少可贮存1d以上矿量的原矿堆。

3.3 红土矿破碎

3.3.1破碎设备

红土矿常伴有风化不完全的柱状岩石，块度有时可超过1m以上，如果不破碎仅通过原矿仓隔筛来控制洗矿的给矿粒度，岩石很容易卡于隔筛孔中影响正常供矿，红土矿的粘性也易在隔筛处下料不畅，形成结拱现象，从而影响整个系统的正常生产。因此，红土矿洗矿前建议应先经过破碎再洗矿效果更好。

传统破碎机如旋回、颚式、反击式、锤式、圆锥及辊式破碎机等，都有一个共同的不足就是不能有效处理含泥高、含水率高、粘性大的物料。双齿辊筛分破碎机可有效克服常规破碎机的不足，其工作原理是通过高扭矩、低转速的传动系统使剪切力直接作用在矿石物料上，使力沿着物料的薄弱易碎部位产生巨大破碎力使其破碎，形成了独特的破碎粒度控制技术。破碎机工作时，物料可以卸入在整个机器的上部，其给矿口尺寸比任何一种破碎机都大，不易产生堵塞，排矿口也非常大，几乎整个设备下部都可排出破碎后的产品。双齿辊齿牙运动使物料破碎并可强制排出，因此特别适用粘性物料和含水量高的物料，排料口不会被堵塞。