提高鎳銅礦精礦品質的選礦工藝實踐

王曉 朱明遠 趙靜波 買靈

（新疆亞克斯資源開發股份有限公司 哈密 839000）

哈密黃山西銅鎳礦群礦石量6677萬噸，品位Ni 0.44%,Cu 0.27%,鎳金屬含量29.4萬噸，銅金屬含量18.1萬噸。4000噸/日選礦廠工藝采用一段閉路磨礦-銅鎳混合浮選-再鎳銅分離流程進行鎳精礦與銅精礦的選別富集。由于礦石來源不同礦體不同區段中，賦存的礦石可選性質存在較大的差異，總體來說屬于種類多、成份復雜、低品位、難選礦石。

在鎳銅精礦富集的過程中，常常伴隨對含鎂礦物的控制分離。目前對降鎂的研究途徑比較多。一是工藝流程解決：如銅鎳混浮-混合精礦脫藥再磨-銅鎳分離工藝流程，并最終獲得合格銅精礦與鎳精礦等等；二是采用高效抑制劑對原礦、精礦中的含鎂脈石進行選擇性抑制，獲得合格銅精礦與鎳精礦。

本生產實踐通過分析生產期數據、現場生產狀況，結合不同時期對黃山礦石的研究資料，實施生產流程改造、浮選藥劑優化等措施，經多次改造調整后，生產穩定，技術指標改善，鎳精礦鎳品位提高、鎳精礦含氧化鎂明顯降低，達到了冶煉生產要求，經濟效益顯著，證明了改造后的流程及技術參數符合亞克斯黃山銅鎳礦的分選性質，可供類似礦山生產時參考。

1 銅鎳礦石性質與生產流程

1.1 礦石基本性質

各礦體為輕微氧化的中低品位銅鎳硫化礦石，礦物種類較多，形態變化較大，嵌布關系復雜，具不均勻細粒嵌布的特征，且鎳黃鐵礦的粒度相對較細，難于單體解離。金屬礦物是鎳黃鐵礦、黃銅礦和磁黃鐵礦為主；脈石礦物以輝石、橄欖石為主；鎳主要以鎳黃鐵礦為主，少量或微量紫硫鎳礦、方硫鐵鎳礦、針鎳礦的形式存在，并在磁黃鐵礦、方銅礦和部分脈石礦物中少量存在。鎳黃鐵礦多呈形態各異的粒狀沿黃銅礦或磁黃鐵礦的邊緣、粒間、裂隙及孔洞充填交代而構成較為復雜的鑲嵌關系。礦石中各礦物的可碎性和可磨性等機械性能差異較大，礦石具星散浸染狀構造，結構較為松疏，極易生成細泥而使分選環境惡化。

1.2 礦石研究參數

表1 主要雜質化合物含量統計表（XRF結果） %

表2 各礦體主要多元素化學成分(%)

表3 各礦體中鎳的化學物相分析結果 %

1.3 銅鎳礦浮選改造前工藝流程

改造前流程為：原礦經調漿后進入粗選一段，產出粗選泡沫作為混合精礦1，浮選機為4臺KYF-40、XCF-40組合。粗選一段中礦進入粗選二、三段，產出粗選泡沫，浮選機為4臺KYF-40、XCF-40組合。粗選泡沫進行3次精選，產出混合精礦2，浮選機為8臺KYF-10、XCF-10組合。粗選三段中礦進入掃選一段，產出的掃選泡沫返回粗選三段再選，浮選機為3臺KYF-40、XCF-40組合。掃選一段中礦依次進入掃選二段、掃選三段、掃選四段，分別產出掃選泡沫，逐次返回上級掃選段再選，浮選機分別為3臺、2臺、2臺KYF-40、XCF-40組合。混合精礦1、混合精礦2合并后進入鎳銅分離流程，見圖1。

2 浮選作業的生產問題與技術改造

圖1 改造前流程

2.1 選礦廠的生產現狀與問題

隨著生產推進，入選銅鎳礦品位低，嵌布細，脈石礦物蛇紋石化、綠泥石化、滑石化的影響逐漸加劇，含鎂脈石礦物摻雜到浮選精礦中的含量越難剔除，造成選廠的鎳精礦鎳品位在＞5.5%時，含氧化鎂仍在10%-12%，屬于最低等級五級品，對后續冶煉造成了嚴重的影響。

2.2 現場流程改造措施與效果

流程改造總體貫徹“有用礦物早出早收，分段出礦分段精選”的原則。

（1）改造前粗選一段混合精礦較高，直接當作最終精礦回收。當原礦性質發生變化，原礦含鎂升高時，采用纖維素等抑制劑很難將精礦的鎂降到合格的程度。并且原礦中的易浮脈石量大，當加大抑制劑的用量時，反過來又對有用礦物的上浮形成了影響。因此通過新增浮選槽，對粗選一段泡沫進行了兩次精選作業，使得以上問題在粗選段得到解決。在實踐操作中同時把粗選二段泡沫與粗選一段泡沫合并進行了精選。

表4 粗選一段精選改造前后鎳精礦品位

（2）實踐操作中，原有粗選二、三段泡沫共用的精選作業槽生產能力偏小，常出現礦漿過量，精選作業跑槽，單槽富集回收率很差的狀況。通過對流程的考察，粗選一段的第3、4槽泡沫與粗選二段的泡沫品位近似，鎳品位基本在2%～4%左右波動。于是對粗選二、三段的精選作業槽來料進行了重新流程分配，將粗選二段泡沫與粗選一段泡沫合并進行精選。并將粗選三段泡沫進行強化精選，由原來的3次精選增加到4次精選。

同時掃一泡沫不再進入粗選三段，掃二泡沫不再進入掃選一段，合并掃一、二泡沫將其引入新增的浮選槽，對其進行1次精選后，其精礦泡沫與粗選三段的泡沫合并進行4次精選。讓各段泡沫量與品質得到了較好的操作平衡。

通過技改，本流程段的精礦下降的原因主要是來礦泡沫品位下降的原因。原來較高品位的粗選二段泡沫（Ni%=2%-3%）不再進入本段精選流程，造成入選泡沫品位降低到Ni%=1.5%以下。

表5 粗選三段精選改造前后鎳精礦品位

（3）實際操作中掃選各段對精礦的富集作用不大，大量的低品位礦物及脈石在各段之間重復循環，相互惡性影響，惡化了浮選環境。

表6 掃選各段流程考察指標

由于掃選四基本是對有用礦物與脈石緊密共生的連生體礦粒進行取舍式的回收。把這部分低鎳高鎂的泡沫返回前端流程不僅對這部分礦粒不易選別回收，也影響了前端較好品質的礦粒選別，因此新增精選槽對其進行了單獨精選，直接出精礦加以回收，其尾礦也不返回前端流程，重新再回到掃選四段，避免對上一級流程的干擾。

表7 掃四段精選改造前后鎳精礦品位

（4）銅鎳礦浮選改造后工藝流程:通過對以上三個方面的改造，共新增了粗選一、二段精選槽3臺，型號為SF-16。掃選一、二段精選槽2臺，型號為SF-16。掃選四段精選槽2臺，型號為XCF-10。粗選三段精選槽8臺數量不變，由3段精選拆分組合為4段精選。最終形成新流程見圖2。

2.3 現場藥劑調整措施與效果

在磨礦作業中加入捕收劑及調漿劑盡早調漿。在各段加藥點上，對抑制劑實行非飽和給藥，減少了捕收劑、起泡劑、抑制劑等相互之間的內耗。藥劑及流程調整后，綜合藥劑單耗由4.04Kg/噸礦下降為3.26Kg/噸礦。

圖2 改造后流程

表8

3 現場綜合效益分析

選礦廠浮選采用多分段回收金屬，多分段單獨提鎳降鎂，組合抑制劑抑制易浮脈石的工藝流程已運行了1年以上，期間經歷了礦山采區的各種礦石，基本包含了公司所擁有各種礦性鎳礦。分別對藥劑消耗、產品品質、尾礦含鎳等項目指標，進行了實測和記錄；積累了大量現場數據。由于現場資料內容比較充實，具有一定的代表性，數據結果對比證明此項精礦提鎳降鎂的系列技術改造實踐是成功的。

表9 精礦提鎳降鎂改造前后指標對比

本次技改取得了很好的成效，企業效益顯著提高，表現如下幾方面：

（1）降低了操作工人的勞動強度和脫水作業各項費用（水電費及材料消耗）。以全年生產鎳金屬3500噸計算，按前期5.58%品位生產時，精粉約62724噸；當以技改成功后的6.81%品位生產時，精粉約51395噸。在金屬量不減的情況下，鎳精粉減少11329噸，降低鎳壓濾勞動強度18.1%，降低鎳壓濾系統生產成本18.1%。

（2）節約了運輸費用，精礦鎳品位提升，減少鎳精粉11329噸：按每噸鎳精粉運輸費用21元計，則每年可為公司節約28.32萬元。

（3）綜合藥劑單耗由4.04Kg/噸礦下降為3.26Kg/噸礦，綜合藥劑成本年節約134萬元。

（4）給冶煉廠輸送了高品位精料，降低冶煉噸金屬成本。通過提高原料鎳品位一項就可以為冶煉廠一年少入爐鎳精粉中的雜質11329噸，相當于冶煉廠一月有余的產量。按每噸鎳精粉冶煉成本750元計，則每年可為冶煉廠節約849.68萬元。

（5）含鎂的有效降低，含硫的有效提高，不僅能提高冶煉廠的單位生產能力，還能減少入爐輔助材料等的消耗。冶煉廠目前實際生產顯示，鎳精礦原料品質得到大幅提升，投入爐熔煉以來，對冶煉廠生產經營帶來了顯著的提升。

4 總結

很多提高精礦品位方案都要通過不同程度除雜降鎂來實現，而降鎂勢必造成鎳精礦回收率的損失。若是為了單純提高精礦品位則大幅度降鎂，導致過多地損失回收率，在經濟上是不合理的。對于低品位礦山資源，在考慮降鎂滿足冶煉要求的同時，不能過多損失鎳、銅回收率，要特別注意整體指標的優化。

本次技術改造實踐的關鍵技術點主要有：⑴對粗精礦進行了再精選作業；⑵全流程進行多分段回收鎳金屬，多分段精選降鎂作業。創新點主要有：⑴在各段加藥點上，對抑制劑實行非飽和給藥；⑵在磨礦作業中加入捕收劑及調整劑及時調漿。