剛果(金)某低鈷礦選礦新工藝研究

毛 競， 薛 偉， 易運來， 李曉東

(湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410100)

由于鈷金屬具有良好的物理化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用與航空航天、電池材料、催化劑、醫(yī)藥行業(yè)等，隨著新能源汽車的發(fā)展，鋰電池的需求越來越大，全球已探明鈷的資源量為2 500萬噸，儲量720萬噸，其中剛果(金)約占50%以上[1-3]。

剛果(金)雖然鈷資源豐富，但是大部分屬于低品位礦和伴生礦，回收率低。隨著易選鈷礦資源的日益減少，難選鈷資源的開發(fā)利用已引起國內(nèi)外選礦科技工作者的高度重視，開展難選氧化鈷資源的選礦研究，開發(fā)出高效環(huán)保，易于實施的選礦工藝對難選氧化鈷礦開發(fā)利用具有十分重要的意義[4-5]。

1 礦石性質(zhì)

剛果(金)低品位鈷礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，礦石中的鈷的化學(xué)物相分析見表2，礦石中的主要礦物組成MLA分析結(jié)果見表3。

表1 礦石的化學(xué)多元素分析結(jié)果(%)

表2 礦石中鈷的化學(xué)物相分析結(jié)果

表3 礦石中的主要礦物組成(MLA)分析結(jié)果

工藝礦物學(xué)研究表明，該礦鈷礦鈷氧化率高，高達98%；綠泥石含量為14.91%，磨礦過程中極易泥化，導(dǎo)致浮選過程大量消耗藥劑，嚴(yán)重惡化浮選體系，降低鈷礦物回收率；滑石含量接近11%，具有天然疏水性，嚴(yán)重干擾目的礦物上浮，極易進入精礦，影響精礦品位。

2 原則工藝流程

鑒于原礦中含有較高含量的滑石和綠泥石，浮選之前需進行易浮脈石的脫除，以消除其對目的礦物浮選的影響，提高目的礦物上浮速度和精礦品位。選礦回收目的礦物主要為水鈷礦、含鈷孔雀石、銅鈷錳氧化結(jié)合物和少量硫化銅鈷礦。該礦氧化程度高，試驗擬采用硫氧混浮工藝獲得鈷精礦。

因此，該礦的原則工藝流程為原礦-磨礦-易浮脈石脫除-鈷浮選-鈷精礦。

3 試驗結(jié)果對比

目前，硫化浮選法仍是處理氧化鈷礦有效的選礦工藝。隨著近幾年來藥劑開發(fā)研究的深入，特別是難選氧化鈷礦物的系列活化劑的開發(fā)與應(yīng)用，為世界鈷礦的開發(fā)利用提供了新的思路。本文對傳統(tǒng)浮選工藝和高效浮選新工藝進行對比與分析。

3.1 開路試驗結(jié)果對比

試驗進行了詳細的磨礦細度條件試驗，硫化劑、活化劑種類與用量等條件試驗。確定了適宜的磨礦細度為-0.074 mm占72.4%，硫化鈉作為硫化劑，戊基黃藥作為捕收劑。

在條件試驗的基礎(chǔ)上進行了開路試驗對比，結(jié)果對比見表4。

從表4新工藝與傳統(tǒng)硫化黃藥法開路試驗結(jié)果可知，前者精礦鈷的品位和回收率大幅提高，且新工藝浮選段數(shù)明顯減少。可見高效活化劑CCMA611能提高目的礦上浮速度，并且能促進目的礦物有效礦化，不易掉槽。

3.2 閉路試驗結(jié)果對比

硫化-活化-黃藥法新工藝閉路試驗流程見圖1，試驗指標(biāo)見表5。

表4 兩種工藝的開路試驗指標(biāo)

圖1 高效浮選新工藝閉路試驗流程

表5 兩種工藝的閉路試驗指標(biāo)

表5結(jié)果表明，該礦通過高效活化劑CCMA611浮選新工藝流程選別，獲得的精礦中鈷品位4.63%，鈷回收率為70.08%，較傳統(tǒng)硫化黃藥法精礦品位提高的同時，鈷回收率提高了17.58%。

4 結(jié)論

(1)剛果(金)低品位鈷礦具有高氧化率、高鈣鎂、易浮脈石礦物含量高且等特點。針對礦石特點開發(fā)出了新型高效活化劑CCMA611，在原礦磨礦脫除易浮物后，進行“一次粗選、兩次掃選、三次精選”氧硫混浮新工藝，較傳統(tǒng)硫化黃藥法相比，工藝流程短，且獲得的鈷精礦品位較高，同時鈷的回收率提高了17%以上。

(2)本試驗開發(fā)出的氧化鈷活化劑—CCMA611，能使目的礦物上浮速度大大加快，不易掉槽；開發(fā)出的新工藝流程短，易于穩(wěn)定和工業(yè)化。對高氧化、高鈣鎂型且高含易浮脈石型的氧化鈷礦適用性強，在世界特別是剛果(金)銅鈷礦區(qū)具有很強的示范和推廣價值，將為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。