某高鎂銅鎳礦石浮選試驗

胡志凱 談偉軍 曾克文 孫志健 萬 麗

(1．北京礦冶研究總院，北京102628；2.礦物加工科學與技術國家重點試驗室，北京102628；3.青海黃河礦業有限責任公司，青海 西寧 817000)

對于鎳精礦來說，降低冶煉能耗，首先必須降低MgO含量。鎳精礦MgO含量過高，除了會因冶煉爐溫升高，增加冶煉成本，還會因爐渣的黏度增大，降低鎳的冶煉回收率，影響熔煉效果，對于閃速爐來說，還會造成爐內結瘤，爐體局部腐蝕，并產生漏爐。

目前開采的硫化鎳礦床中的脈石礦物多為含鎂硅酸鹽礦物等，含鎂硅酸鹽礦物易泥化，可浮性好，因而鎳精礦普遍氧化鎂含量較高[1-7]。因此，降低鎳精礦鎂含量對提高熔煉生產效率、降低生產成本十分有效。

1 礦石性質

某高鎂銅鎳礦石中銅礦物主要為黃銅礦，鎳礦物主要為鎳黃鐵礦，鐵礦物主要為磁鐵礦，脈石礦物主要有透閃石、滑石、蛇紋石，橄欖石、透輝石及綠泥石等少量，有害雜質組分滑石、蛇紋石及綠泥石等的含量高達42%。礦石主要化學成分分析結果見表1，銅的化學物相分析結果見表2，鎳的化學物相分析結果見表3。

表1 礦石主要化學成分分析結果

表2 銅的化學物相分析結果

表3鎳的化學物相分析結果

Table3Nickephaseanalysisresultsoftheore%

鎳相別含 量占有率硫化鎳0．7598．68氧化鎳0．011．32總 鎳0．76100．00

由表1可知，礦石中有回收價值的元素主要為銅、鎳、鈷和鐵，其中鈷主要以類質同象形式賦存在鎳黃鐵礦中，在回收鎳的同時同步富集；浮選尾礦中的磁鐵礦將通過弱磁選工藝富集，本文不作介紹。

由表2可知，礦石中銅的氧化率較低，原生硫化銅占總銅的87.50%。

由表3可知，礦石中的鎳主要為硫化鎳，占總鎳的98.68%。

2 試驗結果與討論

2.1 條件試驗

條件試驗采用2次粗選流程，實現銅鎳同步富集。由于黃銅礦可浮性較好，且鎳的品位較高，因此條件試驗效果的評價以鎳的指標為依據。

2.1.1 磨礦細度試驗

為考查磨礦產品粒度對浮選指標的影響進行了磨礦細度試驗，1次粗選的丁基黃藥用量為60 g/t，2#油為32 g/t，2次粗選的藥劑用量減半，試驗結果見圖1。

圖1 磨礦細度試驗結果

從圖1可以看出，粗精礦鎳品位隨磨礦細度的提高而降低，回收率卻隨之升高；當磨礦細度達到-0.074 mm占70%以后再提高磨礦細度鎳回收率增加緩慢。因此，確定銅鎳混合粗選的磨礦細度為-0.074 mm占70%。

2.1.2 精選條件試驗

精選試驗的給礦為2次粗選的混合粗精礦，試驗流程為1次精選流程。

2.1.2.1 抑制劑種類試驗

含鎂銅鎳礦浮選的常用抑制劑有檸檬酸、CMC、淀粉、六偏磷酸鈉，下面對這幾種藥劑及北京礦冶研究總院研發的改性CMC進行抑制效果對比試驗。試驗的抑制劑用量(對原礦，下同)均為300 g/t，丁基黃藥用量為30 g/t，試驗結果見圖2。

從圖2可以看出，改性CMC的抑制效果最佳，因此，后續試驗以改性CMC為抑制劑。

2.1.2.2 改性CMC用量試驗

改性CMC用量試驗的丁基黃藥用量為30 g/t，試驗結果見圖3。

從圖3可以看出，改性CMC用量增大，銅鎳混合精礦鎳品位上升，鎳回收率先上升后下降。綜合考慮，確定精選1的改性CMC用量為300 g/t。

圖2 抑制劑種類試驗結果

圖3 改性CMC用量試驗結果

2.2 開路試驗

以條件試驗為基礎進行的開路試驗流程見圖4，結果見表4。

圖4 開路試驗流程

從表4可以看出，采用圖4所示的流程處理礦石，可獲得銅品位為2.56%、鎳品位為12.15%、銅回收率為61.28%、鎳回收率為61.23%的銅鎳混合精礦。

表4 開路試驗結果

2.3 閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎上進行了閉路試驗，試驗流程見圖5，結果見表5。

圖5 閉路試驗

從表5可以看出，采用圖5所示的流程處理礦石，可獲得銅品位為2.28%、鎳品位為11.81%、銅回收率為70.37%、鎳回收率為76.20%的銅鎳混合精礦，精礦MgO含量僅為4.38%，較好地抑制了含鎂礦物的上浮。

3 結 論

(1)含鎳0.76%、銅0.16%、氧化鎂25.12%的某高鎂銅鎳礦石中銅礦物主要為黃銅礦，鎳礦物主要為鎳黃鐵礦，鐵礦物主要為磁鐵礦，脈石礦物主要有透閃石、滑石、蛇紋石，橄欖石、透輝石及綠泥石等少量，有害雜質組分滑石、蛇紋石及綠泥石等的含量高達42%。礦石中有回收價值的元素主要為銅、鎳、鈷和鐵，其中鈷主要以類質同象形式賦存在鎳黃鐵礦中。礦石中銅、鎳的氧化率均較低，原生硫化銅占總銅的87.50%，硫化鎳占總鎳的98.68%。

(2)礦石在磨礦細度為-0.074 mm占70%的情況下，采用2粗2掃2精，精選1尾礦連續2次精掃選，精選2尾礦與精掃選1精礦合并返回，其他中礦順序返回流程處理，可獲得銅品位為2.28%、鎳品位為11.81%、銅回收率為70.37%、鎳回收率為76.20%、氧化鎂含量僅為4.38%的銅鎳混合精礦。

(3)改性CMC可以有效抑制礦石中的含鎂硅酸鹽礦物，精選段總共添加480 g/t的改性CMC即可高效抑制含鎂脈石礦物，最終精礦MgO含量僅為4.38%，達到一級品質量標準。

(4)試驗確定的流程具有生產穩定，藥劑成本低，精礦銅、鎳品位高，氧化鎂含量低等優點，是該礦石處理的高效、低成本流程。

[1] 李玄武，張亞輝，雷治武，等.基于檸檬酸-改性淀粉的金川銅鎳精礦降鎂提質[J].金屬礦山，2015(7):64-68.

Li Xuanwu，Zhang Yahui，Lei Zhiwu，et al.Magnesium decrease and quality improvement of nickel-copper mixed concentrate in jinchuan based on citric acid-modified starch combination[J].Metal Mine，2015(7):64-68.

[2] 任允超，劉瑞強，楊 瑋.某低品位鎳礦石提鎳降鎂工藝研究[J].有色金屬：選礦部分，2011(6):31-33.

Ren Yunchao，Liu Ruiqiang，Yang Wei.Study on process of depressing magnesium and improving nickel grade for low grade nickel ore[J].Nonferrous Metals：Mineral Processing Section，2011(6):31-33.

[3] 張亞輝，熊學廣，張 家，等.用檸檬酸和六偏磷酸鈉降低金川銅鎳精礦鎂含量[J].金屬礦山，2013(5):67-74.

Zhang Yahui，Xiong Xueguang，Zhang Jia，et al.Decreasing the content of MgO in Jinchuan copper-nickel concentrate by citric acid and (NaPO3)6[J].Metal Mine，2013(5):67-74.

[4] 黃俊瑋，張亞輝.銅鎳硫化礦浮選技術難點研究進展[J].有色金屬：選礦部分，2014(4):75-79.

Huang Junwei，Zhang Yahui.Research progress on floatation technological difficulties of copper-nickel sulfide ore[J].Nonferrous Metals：Mineral Processing Section， 2014(4):75-79.

[5] 萬 磊，王 偉，岳守艷.巴布新幾內亞馬當省某銅鎳礦的選礦試驗[J].礦冶，2014(2):14-17.

Wan Lei，Wang Wei，Yue Shouyan.Experimental research on bnefication of a copper-nickle ore in Madang province of Papua New Guinea[J].Mine and Metallurgy，2014(2):14-17.

[6] 趙開樂，王昌良，鄧 偉，等.某富鎂貧銅鎳礦石選礦新工藝研究[J].金屬礦山，2013(12):73-77.

Zhao Kaile，Wang Changliang，Deng Wei，et al.Study on new beneficiation process of mg-rich copper-nickel lean ore[J].Metal Mine，2013(12):73-77.

[7] 周賀鵬，李運強，雷梅芬，等.某難選微細粒銅鎳硫化礦選礦新工藝研究[J].礦冶工程， 2015(2):35-38.

Zhou Hepeng，Li Yunqiang，Lei Meifen，et al.New beneficiation technique for certain refractory fine copper-nickel sulfide ore[J].Mining and Metallurgical Engineering， 2015(2):35-38.