铜镍混合精矿铜镍分离的试验与生产实践

铜镍混合精矿铜镍分离的试验与生产实践

王 晓 杨进贵

(新疆亚克斯资源开发股份有限公司 哈密839000)

摘 要 依据矿石性质和铜镍的赋存特征,本试验在高pH状态下,应用活性炭脱药,形成铜矿物与镍矿物的可浮性差异,达到分选的目标,最终形成镍精矿镍品位5.93%,含铜品位0.48%;铜精矿含铜品位28.8%,含镍品位0.39%的良好分选效果。

关键词 铜镍混合精矿 浮选 石灰抑制、活性炭脱药 铜镍分离

新疆亚克斯资源开发股份有限公司500t/d车间始建于2000年,最初由于铜市场价格不高,分离条件不成熟等原因,没有设计铜镍分离生产工艺,生产最终产品为镍铜混合精矿。混合精粉销售过程中,铜作为镍精矿中附属金属计价,当镍精矿中铜品位 3%时,铜计价系数为金川铜挂牌价 30%,铜品位 3%时不计价。随着矿山生产顺序的推进,选厂入选矿石逐渐由早期香山矿区(含镍>0.56%,含铜0.34%)为主,变成黄山东矿区(含镍0.47%,含铜0.24%)为主。并且香山矿原矿逐渐减少,黄山矿供矿逐渐增多,选厂入选矿石含铜品位下降,致使镍精矿中附属金属铜品位下降<3%而不能在出售时计价的情况逐渐增多。随着经济的快速发展,市场对铜资源的大力需求,铜市场价格在2004年开始有较大升幅,铜精矿品位Cu 18%时,铜计价系数为金川挂牌价 80%。因此提高含铜产品质量,对提高经济效益变得尤为重要。通过论证试验,铜镍分离工艺成功,为实现上述增效目标寻找了一个有效的途径。1 矿石性质

含矿岩体由基性-超基性岩体组成,主要岩性为方辉橄榄岩、方辉辉石岩、辉橄岩、辉长岩、辉长闪长岩。造岩矿物主要为橄榄岩、辉石、角闪石、斜长石、蚀变矿物主要为绿泥石和滑石。矿石结构构造主要为半海绵晶铁构造、斑杂状构造、星点状构造、他形粒状结构、中细粒结构。金属硫化物中有用矿物主要有镍黄铁矿、含镍磁黄铁矿、紫硫镍矿、黄铜矿、斑铜矿等。金属硫化物在矿石中的存在形态大致有三种:一是单矿物分散于脉石(即硅酸盐矿物集合体)中,与其他两种硫化物呈连生关系;二是简单的并行连生;三是包裹连生,即在磁黄铁矿中包含有微粒镍黄铁矿或黄铜矿,共生组合主要为磁黄铁矿-镍黄铁矿、磁黄铁矿-黄铜矿、磁黄铁矿-镍黄铁-黄铜矿。金属硫化物多以单矿物存在于硅酸盐矿物中,其次才是与磁黄铁矿的连生体,互相包含、穿插的情况较少。

矿石多元素化学分析见表1。

表1 矿石多元素化学分析 %

元 素Ni Cu Co S MgO Fe Al2O3SiO2K Na CaO

含 量0.520.310.02 2.4411.00 6.9013.3047.940.17 1.30 2.11

2 选矿试验

铜镍矿进行铜镍分离是选矿业比较成熟的生产工

艺。其工艺根据铜镍成矿组分和结构不同,一般有优

先浮选铜,再回收镍金属方式和铜镍混合浮选得混合

精矿再进行浮选铜矿抑制镍矿物等多种分离方法。经

过多种小型试验后,确定本矿区镍铜矿采用先混选-

再分离的工艺最佳。分离浮选原则流程为一次粗选,

两次扫选,四次精选。试验样来自生产车间现场的混

合精矿样。图1 分离浮选原则流程图

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2.1 石灰条件试验

镍铜分离浮选,主要是对混合精矿中的镍黄铁矿、含镍磁黄铁矿等进行抑制,因此首先采用了石灰作为

抑制剂。

图2 石灰条件试验

试验显示,一定量的石灰对黄铁矿等有一定的抑制效果,但效果并不理想,主要是部分镍黄铁矿与黄铜矿的可浮性相当,石灰对其无明显的抑制效果。同时随着石灰用量的加大,对包括黄铜矿在内的所有硫化矿物都形成了抑制作用,无法形成有效的可浮性差异,同时石灰用量过大,整个矿化泡沫也出现粘滞现象,造成泡沫二次富集困难。由于是混合精矿中添加石灰,石灰中的残留物最终赋存在镍精矿中,因此提高石灰的品质对改善镍精矿的品位有一定的影响。结果表明,单一靠石灰不能起到良好的分选作用,矿浆pH 值控制在12~12.5之间较好。2.2 活性炭条件试验

由于混合精矿中残留大量的捕收剂及起泡剂等药剂,同时经过前期的混合浮选,镍矿物和铜矿物表面基本上都与相关药剂充分反应,矿物表面的可浮性都得到了强化,可浮性差异更加弱化。单一石灰已不能进行有效的抑制,因此消除前期药剂的影响,尽量恢复黄铁矿与黄铜矿等天然的可浮性差异,显得很重要。试验采用了活性炭脱药的方法,取得了明显的效果,铜镍

精矿中镍铜的互含量得到了较大的降低。但使用过量的活性炭,会导致矿浆脱药过量,所有矿物都被抑制,

无法形成矿化泡沫的现象,因此试验对比认为活性炭用量在40g/t 较好。试验中由于采用了不同的活性炭,结果表明活性炭的孔隙度、吸附率等品质不同,对矿浆脱药效果有很大的差异,因此选用适合矿浆现状

的活性炭比较关键。

图3 活性炭条件试验

2.3 磨矿细度条件试验

由于矿物嵌布粒度不均匀,在试验中出现部分铜

镍无法分离,而形成高品位铜高品位镍的混合产品。这部分产品不论归入铜精矿或镍精矿都将影响合格精

矿品质及各自的回收率,对这部分中间矿物进行镜下观察,发现相当一部分是镍铜矿物及黄铁矿连生体没有单体解离,直接影响分选的效果。因此提高磨矿细度,为分选提供解离充分的矿物单体在镍铜分离中起着重要的作用,考虑到整个磨矿细度的成本及生产规模,认为混合精矿的磨矿细度达到-200目>90%较

为理想。图4 磨矿细度条件试验

2.4 硫铵脂条件试验

混合精矿经过抑制剂的处理后,少部分的黄铜矿等铜矿物也由于可浮性本身较弱而被滞留在了矿浆中,不能得到有效回收。因此使用了具有选择性较好、起泡性较弱的硫铵脂作为捕收及起泡。试验结果表明,硫铵脂对被抑制的铜矿物有较好的选择性捕收,用量在0.6~1mL/t 较好。

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2010年 新 疆 有 色 金 属