用電化學(xué)調(diào)控浮選方法提高某難選鎳礦選礦指標(biāo)

張 威 王宇斌 余 樂(lè) 李 帥 彭祥玉

(西安建筑科技大學(xué)材料與礦資學(xué)院，陜西 西安 710055)

用電化學(xué)調(diào)控浮選方法提高某難選鎳礦選礦指標(biāo)

張 威 王宇斌 余 樂(lè) 李 帥 彭祥玉

(西安建筑科技大學(xué)材料與礦資學(xué)院，陜西 西安 710055)

陜西某鎳礦石屬巖漿熔離型低品位硫化鎳礦石，鎳品位為0.53%。由于礦石中的主要脈石礦物蛇紋石和滑石易泥化、可浮性好，且有用礦物和脈石礦物難以充分單體解離，因此，現(xiàn)場(chǎng)采用3粗2掃1精1掃精、中礦順序返回閉路流程僅能獲得鎳品位為5.12%、鎳回收率為68.40%的鎳精礦。為提高資源的利用率和企業(yè)的效益，對(duì)該礦石進(jìn)行了電化學(xué)調(diào)控浮選試驗(yàn)。結(jié)果表明，以DHN為電化學(xué)調(diào)控劑，在磨礦細(xì)度和選礦工藝流程不變的情況下，獲得了鎳品位為5.20%、鎳回收率為73.78%的鎳精礦，與現(xiàn)場(chǎng)精礦比較，鎳品位提高了0.08個(gè)百分點(diǎn)，但鎳回收率大幅度提高了5.38個(gè)百分點(diǎn)。該提高精礦指標(biāo)的方案不僅效果突出，而且便于在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

難選鎳礦 電化學(xué)調(diào)控浮選 電化學(xué)調(diào)控劑DHN

硫化礦電化學(xué)調(diào)控浮選是通過(guò)電勢(shì)-pH值的匹配、調(diào)節(jié)和控制來(lái)改變硫化礦物表面的疏水性和親水性，從而實(shí)現(xiàn)浮選分離的選礦方法[1-2]。20世紀(jì)80年代以來(lái)，電化學(xué)調(diào)控浮選工藝在前蘇聯(lián)的許多選礦廠(chǎng)得到了廣泛應(yīng)用，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益[4-7]。國(guó)內(nèi)也對(duì)該工藝進(jìn)行了大量研究，西安建筑科技大學(xué)曾對(duì)安慶銅礦和梅山鐵礦進(jìn)行了電化學(xué)調(diào)控浮選研究，并取得了一定成果[3-6]。陜西某鎳礦選廠(chǎng)藥劑制度復(fù)雜，中礦量較大，精礦品位和回收率指標(biāo)均不理想。為了充分回收鎳礦資源，提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，對(duì)該復(fù)雜難選鎳礦進(jìn)行了電化學(xué)調(diào)控浮選試驗(yàn)。

1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦石為巖漿熔離型低品位硫化鎳礦石，其礦物成分較復(fù)雜，各礦物嵌布粒度均較細(xì)，共生關(guān)系密切。礦石中的脈石礦物主要是菱鎂礦、滑石、蛇紋石等，有用礦物主要是鎳黃鐵礦，部分鎳黃鐵礦發(fā)生了氧化蝕變，礦石中硫化鎳僅占總鎳的75.40%。

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，鎳物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

由表1可知，礦石中有回收價(jià)值的元素為鎳，其他元素不具備回收價(jià)值。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Main chemical composition analysis of raw ore %

表2 礦石鎳物相分析結(jié)果Table 2 Nickel phase analysis of raw ore %

由表2可知，礦石中的鎳主要為硫化鎳，占總鎳的75.40%，可采用浮選工藝回收，其中的硅酸鎳和硫酸鎳回收難度較大。

2 現(xiàn)場(chǎng)工藝流程及生產(chǎn)指標(biāo)

現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程及藥劑制度見(jiàn)圖1，生產(chǎn)指標(biāo)見(jiàn)表3。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)流程

表3 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)指標(biāo)

分析研究表明，造成現(xiàn)場(chǎng)精礦鎳品位和回收率不高的主要原因是礦石中的有用礦物和脈石礦物共生關(guān)系密切、嵌布粒度較細(xì)，且主要脈石礦物蛇紋石和滑石易泥化、可浮性好。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 條件試驗(yàn)

為了便于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化改造，試驗(yàn)盡可能參考現(xiàn)場(chǎng)工藝流程及條件，所用藥劑丁基黃藥、甲基異丁基甲醇(MIBC)、羧甲基纖維素、電化學(xué)調(diào)控劑DHN均為工業(yè)級(jí)純度，六偏磷酸鈉和硫酸銅為化學(xué)純。條件試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2。

圖2 條件試驗(yàn)流程

3.1.1 DHN用量試驗(yàn)

DHN用量試驗(yàn)的丁基黃藥總用量為240 g/t(粗選1、粗選2、粗選3的用量比為3∶2∶1，下同)，硫酸銅總用量為360 g/t(粗選1、粗選2、粗選3的用量比為5∶3∶2，下同)，六偏磷酸鈉總用量為350 g/t(粗選1、粗選2、粗選3的用量比為3∶3∶2，下同)，羧甲基纖維素總用量為500 g/t(粗選1、粗選2、粗選3的用量比為2∶2∶1，下同)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 DHN用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可知，隨著DHN用量的增加，鎳粗精礦鎳品位和鎳回收率均先上升后降。綜合考慮，確定鎳粗選DHN的用量為150 g/t。

3.1.2 丁基黃藥用量試驗(yàn)

丁基黃藥用量試驗(yàn)的DHN用量為150 g/t，硫酸銅總用量為360 g/t，六偏磷酸鈉總用量為350 g/t，羧甲基纖維素總用量為500 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可知，隨著丁基黃藥用量的增大，粗精礦鎳品位先大幅上升后小幅下降，粗精礦鎳回收率呈先快后慢的上升趨勢(shì)。因此，確定粗選丁基黃藥的總用量為240 g/t。

3.1.3 硫酸銅用量試驗(yàn)

硫酸銅用量試驗(yàn)的DHN用量為150 g/t，丁基黃藥總用量為240 g/t，六偏磷酸鈉總用量為350 g/t，羧甲基纖維素總用量為500 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可知，隨著硫酸銅用量的增大，粗精礦鎳品位和回收率呈先快后慢的下降趨勢(shì)。硫酸銅用量變化對(duì)鎳回收影響較大的原因在于硫酸銅與DHN發(fā)生反應(yīng)會(huì)消耗DHN解離出的硫離子[7]，使得電化學(xué)調(diào)控劑DHN在電化學(xué)浮選中效果不明顯。因此，確定硫酸銅的總用量為20 g/t 。

3.1.4 六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)

六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)的DHN總用量為150 g/t，丁基黃藥總用量為240 g/t，硫酸銅總用量為20 g/t，羧甲基纖維素總用量為500 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖6可知，隨著六偏磷酸鈉用量的增加，粗精礦鎳品位呈先快后慢的上升趨勢(shì)，鎳回收率呈先慢后快的下降趨勢(shì)。綜合考慮，確定六偏磷酸鈉的總用量為270 g/t。

3.1.5 羧甲基纖維素用量試驗(yàn)

羧甲基纖維素用量試驗(yàn)的DHN用量為150 g/t，丁基黃藥總用量為240 g/t，硫酸銅總用量為20 g/t，六偏磷酸鈉總用量為270 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7 羧甲基纖維素用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖7可知，隨著羧甲基纖維素用量的增加，粗精礦鎳品位上升，鎳回收率下降。綜合考慮，確定羧甲基纖維素的總用量為200 g/t。

3.2 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開(kāi)路試驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合選廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況，確定的閉路試驗(yàn)流程見(jiàn)圖8，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

由表4可知，采用現(xiàn)場(chǎng)相同的浮選工藝流程，在添加電化學(xué)調(diào)控藥劑DHN后，最終獲得了鎳品位為5.20%、鎳回收率為73.78%的鎳精礦。與現(xiàn)場(chǎng)精礦比較，鎳品位提高了0.08個(gè)百分點(diǎn)，但鎳回收率大幅度提高了5.38個(gè)百分點(diǎn)。

4 結(jié) 論

圖8 閉路試驗(yàn)流程

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果

(1)陜西某鎳礦石屬巖漿熔離型低品位硫化鎳礦石，鎳品位為0.53%。礦石中礦物成分較復(fù)雜，各礦物嵌布粒度均較細(xì)，共生關(guān)系密切。礦石中的脈石礦物主要是菱鎂礦、滑石、蛇紋石等，有用礦物主要是鎳黃鐵礦，部分鎳黃鐵礦發(fā)生了氧化蝕變，礦石中硫化鎳僅占總鎳的75.40%。

(2)現(xiàn)場(chǎng)采用3粗2掃1精1掃精、中礦順序返回流程處理該礦石，最終僅獲得鎳品位5.12%、鎳回收率68.40%的鎳精礦。造成現(xiàn)場(chǎng)選礦指標(biāo)不理想的原因是礦石中的主要脈石礦物蛇紋石和滑石易泥化、且可浮性好，同時(shí)有用礦物和脈石礦物共生關(guān)系密切、嵌布粒度較細(xì)，難以充分單體解離。

(3)在磨礦細(xì)度和選礦工藝流程不變的情況下，采用電化學(xué)調(diào)控浮選的方法可獲得鎳品位5.20%、鎳回收率73.78%的鎳精礦，與現(xiàn)場(chǎng)精礦比較，鎳品位提高了0.08個(gè)百分點(diǎn)，但鎳回收率大幅度提高了5.38個(gè)百分點(diǎn)。

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(責(zé)任編輯 羅主平)

Electrochemical Control Flotation on Improving Separation Indexes of a Refractory Nickel Ore

Zhang Wei Wang Yubin Yu Le Li Shuai Peng Xiangyu

(CollegeofMaterials&MineralResources，Xi'anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi'an710055，China)

A certain magmatic liquation nickel sulfide ore is from Shaanxi Province with nickel grade of 0.53%.Serpentine and talc，as the main gangue minerals，is easy to be slimed and have good floatability，and the valuable minerals are not easy to be liberated from the gangues.By adopting the process of three roughing-one cleaning-two scavenging and middling back to the flowsheet in turn，nickel concentrate could be obtained with only 5.12% Ni and 68.40% recovery.In order to increase the resources utilization and enterprise's benefits，electrochemical control flotation experiments were carried out.The results indicated that：using DHN as electrochemical control agent，nickel concentrate with nickel grade of 5.20% and recovery of 73.78% was obtained under the same grinding fineness and process.Compared with the on-site concentrate，nickel grade was increased by 0.08 percentage points，while the recovery rate was increased by 5.38 percentage points.The method has good performance in improving the concentrate amd is easy to be put into practice as well.

Refractory nickel ore，Electrochemical regulating flotation，Electrochemical control agent DHN

2015-03-10

陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2014SJ-04)，河南省科技廳基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(編號(hào)：102300410215)，西安建筑科技大學(xué)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)基金項(xiàng)目(編號(hào)：XK201205)。

張 威(1991—)，男，碩士研究生。通訊作者 王宇斌(1972—)，男，副教授，博士后。

TD952，723+.7

A

1001-1250(2015)-05-093-04