銅鎳混合精礦分離技術(shù)

1、銅鎳混合精礦的分離梁經(jīng)冬（長沙礦冶研究院）幾乎所有的硫化鐐礦都是硫化銅與硫化鐐的共生礦石。在銅鐐礦選礦實踐中，銅鐐 混合-分離浮選是目前普遍采用的方案，具有鐐回收率高、設(shè)備簡化等優(yōu)點。國內(nèi)外浮選廠銅鐐分離有兩種方式，即混合精礦浮選分離和高冰鐐選礦分離。影響 銅鐐分離方式的主要因素有：礦石性質(zhì)、銅鐐比值、冶煉對產(chǎn)品質(zhì)量的要求及銅鐐分離 過程中貴金屬和鉑族元素的分布等。一般來說，對于易分選的礦石，多采用從混合精礦 中直接分離；富的銅鐐礦石，或用浮選法難分離的混合精礦，則先熔煉成高冰鐐，然后 再行分離。由于硫化銅礦物的可浮性遠高于硫化鐐礦物，故實踐中混合精礦的分離均采用抑鐐 浮銅。當(dāng)?shù)V石中含有大量磁

2、黃鐵礦需分離時，除了通常的浮選手段外，磁選亦頗為有效。 在處理含有大量礦泥的難選礦石的過程中，有機抑制劑（羧甲基纖維素與古耳膠等）和 無機電解質(zhì)（如焦磷酸鈉與六偏磷酸鈉等）獲得了廣泛的應(yīng)用。高冰鐐的分離，則由于 存在合金（富集了貴金屬），通常采用浮-磁或磁-浮聯(lián)合流程。為便于參考，將國內(nèi)外的 主要銅鐐分離方法歸納于表1，將生產(chǎn)中行之有效的脈石和礦泥的抑制劑列于表2。一、銅鎳混合精礦的分離方法1、石灰法磐石鐐礦用該法進行生產(chǎn)。原礦石含Ni1.48、Cu0.35、Tfe9.85、S4.56、SiO243.34、 MgO17.3%。主要金屬礦物為磁黃鐵礦、黃銅礦、輝鐐鐵礦及黃鐵礦等，氧化程度較低;

3、脈石礦物為頑火輝石、纖閃石、橄欖石等。當(dāng)磁黃鐵礦與銅鐐礦物一起進入混合精礦時， 給銅鐐分選帶來一定困難。該礦采用先磁（選出磁黃鐵礦）后浮（選出銅鐐混合精礦， 然后用石灰分段抑鐐浮銅）流程效果較好。銅精礦中的銅鐐比和鐐精礦中的鐐銅比均超 過了 10： 1。前者銅回收率為62%左右，后者鐐回收率83%以上。該礦工業(yè)生產(chǎn)實踐證 明，采用此工藝流程比在冶煉廠進行高冰鐐浮選分離銅鐐，能降低金屬損失和冶煉成本， 減少基建投資，有利于生產(chǎn)指標(biāo)的提高。用石灰分段抑制鐐礦物是基于該礦物本身有難易浮之分。在銅粗選時，先加少量石 灰，使pH保持10-11.5，先抑制易抑的鐐礦物，然后在第一次銅精選作業(yè)加大量石灰，

4、將pH值提高到12.5以上抑制易浮鐐礦物。分段抑鐐法有利于防止中礦（銅一精尾）的表1 銅鎳主要分離方法分離對象分離方法特點實例銅鐐混合精礦石灰法磐石鐐礦、蘇聯(lián)貝阡加鐐公司石灰-糊精法協(xié)同抑制作用芬蘭科特拉蒂，加拿大湯姆遜石灰-氰化物鐐精礦中含銅較高時加拿大林湖、銅崖石灰-蒸汽加溫硫化礦較難控制時蘇聯(lián)諾里爾斯克1號選廠石灰-氰化物-加溫同上加拿大國際鐐公司礦漿充氣蘇聯(lián)、加拿大石灰-活性炭電化學(xué)法強化浮選過程蘇聯(lián)、加拿大亞硫酸-石灰亞硫酸-硫化鈉亞硫酸鈉-硫代硫酸鈉蘇聯(lián)諾里爾斯克混合精礦中的磁 黃鐵礦磁選法分離六方磁黃鐵礦加拿大、鷹橋、銅崖、澳大利亞浮選法石灰法抑磁黃鐵礦浮銅加拿大哈提選廠硫酸-硫

5、酸銅活化磁黃鐵礦和黃鐵礦磁選-浮選法從磁選精礦中浮鐐黃鐵礦澳大利亞勘巴爾達選廠高冰鐐磁-浮-磁聯(lián)合流程獲四個產(chǎn)品：銅精礦、含銅低的鐐精礦、含銅鐐精礦、鐐銅合金加拿大銅崖冶煉廠磁-浮選銅鐐精礦、鐐精礦、合金我國某鐐公司冶煉廠電化學(xué)法蘇聯(lián)、加拿大等表2 易浮脈石的抑制劑抑制劑名稱脈石性質(zhì)實例有機抑制劑羧甲基纖維易泥化、浮選活性高的硅蘇聯(lián)貝阡加選廠、我國磐石鐐礦 及西北等礦、加拿大選廠磺化纖維素酸鹽礦物、如輝石型含鎂脈石，蛇紋石型含鎂脈石纖維素銅氨溶液古爾膠刺槐豆及其衍生物滑石為主澳大利亞勘巴爾達選廠CeKoLE 及 FinnflX300含鎂脈石瑞典、芬蘭無機抑制劑焦磷酸鈉硅酸鹽礦泥我國及蘇聯(lián)的一些

6、選廠六偏磷酸鈉同上氧化物二氧化硫滑石等高堿度礦漿返回銅粗選作業(yè)時，使之pH值過高，導(dǎo)致鎳精礦中的銅損失增多。蘇聯(lián)貝阡加鎳公司1花選礦廠用石灰法分離銅鎳混合精礦，得到高品位銅精礦及銅鎳 混合精礦，并用磁選進一步回收浮選尾礦中的鎳，使鎳回收率提高2.75%。加拿大利沃克選礦廠用石灰法分離銅鎳混合精礦的指標(biāo)是：銅精礦含 Cu30%， Nil%;鎳精礦含 Ni9%，Cu1%。2、石灰-氤化鈉法加拿大國際公司的兩個選廠（林湖和銅崖）均采用該法分離銅鎳混合精礦。該兩廠 的長期生產(chǎn)實踐表明，在高堿度下，當(dāng)黃藥濃度高時，氤化鈉可改善分選效率（有效抑 制磁黃鐵礦和鎳黃鐵礦）；在精選階段礦漿加溫到35C左右，以消

7、除氤化物對黃銅礦的 暫時抑制現(xiàn)象，或者浮選前，將礦漿攪拌充氣，也能達到這種效果。3、石灰-糊精法芬蘭柯達拉蒂選廠用該法生產(chǎn)。1973年以前采用先混合浮選得到鎳銅混合礦，然后 從尾礦中選出大量磁黃鐵礦。銅鎳混合精礦用石灰-糊精法分離，得到的鎳精礦與磁黃 鐵礦合并為總鎳精礦。1973年以后，為了提高鎳回收率，改為在pH為5.5的酸性礦漿 中全浮鎳黃鐵礦、黃銅礦和磁黃鐵礦，然后分段添加抑制劑進行銅鎳分離。其要點是先 用少量抑制劑抑制難浮鎳礦物，然后強烈抑制易浮鎳礦物。該廠銅鎳分選為（%）：銅精礦含Cu28.45,Ni0.77,銅回收率64.6；鎳精礦含Ni5.61， Cu0.65，鎳回收率 93.2

8、 （原礦含 Ni0.7，Cu0.3）。4、石灰-蒸汽加溫法蘇聯(lián)采用該法有效地解決了易浮鎳礦物的銅鎳分離。該法要點是：往濃度較高（40%） 的礦漿中添加石灰，同時通入蒸汽，使礦漿溫度升至67-75C，攪拌15-20分鐘，以加 速捕收劑等從鎳礦物和磁黃鐵礦表面解吸，并在這些礦物表面生成比較穩(wěn)定的氧化膜， 從而加強對它們的抑制。礦漿加溫后，稀釋到32+2%固體，進行銅的快速浮選，尾礦為 鎳精礦。蘇聯(lián)諾里斯克選廠采用該法獲得良好效果，免去以往的四段濃密機脫藥工藝，不僅 提高了生產(chǎn)能力，改善了分選指標(biāo)，還使鎳精礦含銅降低了 15%。國際鎳公司銅崖選廠也采用此法生產(chǎn)，當(dāng)控制pH值在9.8-10范圍內(nèi)，可有

9、效抑 制磁黃鐵礦，使銅鎳混合精礦品位由原來的Cu4.6, Ni4.4分別提高到8和6%。5、礦漿充氣法該法是基于銅、鎳礦物和磁黃鐵礦三者之間的氧化性質(zhì)不同，通過選前礦漿充氣來 擴大它們的可浮性差異。蘇聯(lián)諾里斯克礦區(qū)的塔那赫礦選廠（1981年投產(chǎn)）進行了該法 的半工業(yè)試驗，獲得了良好結(jié)果：銅精礦品位由19.25%提高到28.44%；鎳精礦的鎳銅 比由1.78%增至2.15%，鎳回收率由57.64提高到70.09%。加拿大國際鎳公司采用礦漿 預(yù)先充氣和添加微量氤化鈉和分選出部分難選中礦作單獨處理等措施，使銅精礦含鎳降 至0.79%，鎳精礦含銅降至0.07%。6、電化學(xué)法有人用碳酸鈉為調(diào)整劑將銅鎳混

10、合精礦礦漿的pH值調(diào)至10，并添加抑制劑氤化 鈉，將礦漿的氧化還原電位控制在-390微伏，經(jīng)15-20分鐘充氣攪拌后，氧化還原電位 升至-330微伏，添加黃藥優(yōu)先浮選鎳黃鐵礦，捕收劑添加量與鎳品位成正比；之后，再 添加硫酸銅調(diào)整劑，使其與氤離子反應(yīng)生成金屬鹽，使電位上升至-240至-200微伏， 在該條件下無需加捕收劑黃銅礦便上浮，其最終浮選尾礦為磁黃鐵礦。據(jù)稱該工藝可用 于處理高品位物料，能從混合精礦中生產(chǎn)含鎳28%的鎳精礦和含銅30%以以上的銅精礦。二、銅鐐混合精礦脫除黃鐵礦和磁黃鐵礦的方法1、浮選法我國某鎳公司的銅鎳混合精礦中，黃鐵礦含量達12.86%，其中含鎳0.06%，采用 活性炭或

11、硫化鈉脫藥、加溫氧化以及用石灰與亞硫酸等抑制的結(jié)果均不佳。但當(dāng)混合精 礦再磨后，添加20克/噸氤化鉀，可使銅鎳混合精礦品位由5.86%提高到8.488%，黃鐵 礦含鎳0.93%，含硫28.11%。國際鎳公司薩德伯里礦有一種可浮性較高的、無磁性的磁黃鐵礦（六方晶系，F(xiàn)e 0.87S），加大量石灰抑制，則影響鉑族金屬的回收；用蘇打加氤化物的效果雖好，但 污染環(huán)境；而利用磁黃鐵礦與銅鎳礦物之間浮選速度的差別，采取控制浮選時間、薄泡 沫層和低礦漿面等措施后，脫除磁黃鐵礦的效果較好（作業(yè)脫除率為75%），銅、鎳和鉑 族金屬的回收率分別為75，70和50%。2、磁選法國際鎳公司薩德伯里選礦廠于1985年將

12、磁選機場強由750奧提高到1000奧后， 可將磁黃鐵礦的脫除率提高到20%，而銅、鎳和鉑族金屬的回收率不降低。三、銅鐐混合精礦脫除浮選活性高的脈石的方法當(dāng)?shù)V石中含有大量易泥化的浮選活性高的硅酸鹽礦物時，礦石很難選。國內(nèi)外生 產(chǎn)實踐和科學(xué)研究表明，高分子化的（如羧甲基纖維素等）和無機電解質(zhì)（焦磷酸鈉與 六偏磷酸鈉等）是這類礦泥的有效抑制劑。蘇聯(lián)貝阡加鎳公司2噸廠采用磺化纖維素代替羧甲基纖維素后，精礦中鎳的回收 率平均增加0.89%，最好的班可達3%,同時藥劑用量減少15%。加拿大謝邦德選礦廠生產(chǎn)的鎳精礦品位含鎳4-5%，含氧化鎂11-12%，由于使用了 新型有效含鎂脈石抑制劑CeKo 1（瑞典出

13、口品）及FinnflX300 （芬蘭出品），鎳含量混 合精礦中氧化鎂含量降至202%，鎳含量升高至14%。該兩種抑制劑單獨或混合使用均可 獲得良好效果。磐石鎳礦的實踐表明，用蘆葦紙漿制成的羧甲基纖維素，可有效抑制輝石型含鎂 脈石；該藥劑對西北某鎳礦物質(zhì)富礦石中蛇紋石類型的含鎂脈石也有較好的抑制作用。 某鎳礦則采用六偏磷酸鈉抑制蛇紋石、橄欖石、輝石和綠泥石等脈石礦物。四、高冰鐐銅鐐分離方法1、浮選分離法浮選法是目前國內(nèi)外廣泛采用的方法，它與分層熔煉法相比，具有分離指標(biāo)較好、 鉑族金屬富集程度高、經(jīng)濟效果和勞動條件均得到改善等優(yōu)點。2、浮-磁聯(lián)合法這是高冰鎳浮選分離技術(shù)的一項進展，特點是磁選能有效

14、地分選出富含鉑族元素 的合金。該工工藝的基本過程是：在氫氧化鈉或石灰造成的高堿度介質(zhì)中（pH12-13） 抑鎳浮銅（我國幾個鎳公司以丁黃藥為捕收劑，加拿大和美國則采用二苯胍）；二段磨 礦的分級返砂則進行磁選，得到富集了鉑族元素的合金。加拿大銅崖冶煉廠的高冰鎳分 離流程是這類方法的一個典型例子（見圖1）破碎磁選圖1加拿大銅崖冶煉廠高冰鐐分離流程高冰鎳47%Ni,30%Cu,22%S浮選4 磁選 1磁選磁性非磁性銅浮選磨礦95%-325 目銅浮選磨礦合金（富含貴金屬）65% Ni20% Cu磨礦磁選75%-325 目分級_銅精礦Cu 73%Ni 5%鎳精礦鎳精礦Ni 74%Ni 73%Cu 3%C

15、u 0.6%3、電化學(xué)法|蘇聯(lián)北方鎳公司進行高冰鎳分離時，用電化學(xué)法取得了下述效果：。提高了銅鎳分 離的選擇性，使鎳精礦和銅精礦的互含量分別降低0.40.45和0.80.9%； Q使輝銅礦 的浮選速度加快，提高生產(chǎn)能力50%；Q精、掃選次數(shù)減少，浮選機縮減35%，黃藥用 量由800克/噸降至500克/噸，氫氧化鈉用量亦有所降低。加拿大也在這方面進行了研究，結(jié)果不但降低了浮選藥劑耗量，還降低了銅精礦的 含鎳量。電化學(xué)的基本原理是，往礦漿中通入定向電流，使其在礦物表面產(chǎn)生吸附-脫附現(xiàn) 象。當(dāng)往礦漿中充正電荷時，能使硫化鎳表面的雙黃藥脫附，而轉(zhuǎn)向硫化銅礦物表面吸 附，從面改善銅鎳分離的選擇性。小結(jié)1、浮選法在銅鎳分離生產(chǎn)實踐中獲得了普遍應(yīng)用，是分層熔煉分離法的一大進步。由于磁選能有效而經(jīng)濟地脫除磁黃鐵礦和綜