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  • 1 # 使用者7424076759961

    該型別礦石多為岩漿熔離型銅鎳礦,其中含鎳3%以上的富礦石可供直接冶煉;含鎳小於3%的礦石,則需選礦處理。

    則需選礦處理。

    (1)硫化銅鎳礦的礦物組成和選礦方法

    該類礦石中常見金屬礦物有:磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦,此外還有磁鐵礦、黃鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、墨銅礦、銅藍、輝銅礦、斑銅礦以及鉑族礦物等;脈石礦物有:橄欖石、輝石、斜長石、滑石、蛇紋石、綠泥石、陽起石和雲母等,有時還有石英和碳酸鹽等。

    銅鎳礦石中銅主要以黃銅礦形態存在;而鎳主要呈鎳黃鐵礦、針硫鎳礦、紫硫鎳鐵礦等遊離硫化鎳形態存在,有相當一部分鎳以類質同像賦存於磁黃鐵礦中,還有少量矽酸鎳。

    硫化銅鎳礦石的選礦方法,最主要的是浮選,而磁選和重選通常為輔助選礦方法。

    (2)主要鎳礦物的可浮性及銅鎳礦石的浮選特點

    鎳黃鐵礦、針硫鎳礦和含鎳磁黃鐵礦均可用丁基或戊基等高階黃藥有效浮選。鎳黃鐵礦和針硫鎳礦的可浮性介於黃銅礦與磁黃鐵礦之間。鎳黃鐵礦在弱酸性、弱鹼性或中性介質中均能獲得較好浮選;針硫鎳礦在弱酸性、中性或弱鹼性介質中也可用丁基黃藥較好浮選;含鎳磁黃鐵礦適於在酸性或弱酸性介質中浮選,但浮選速度較慢。

    鎳黃鐵礦、針硫鎳礦和含鎳磁黃鐵礦三者均可用石灰抑制,但其程度不同。磁黃鐵礦較易抑制,而抑制鎳黃鐵礦和針硫鎳礦則要求過量石灰。與磁黃鐵礦和黃鐵礦不同,其他鹼不抑制鎳黃鐵礦和針硫鎳礦。單獨使用石灰分離鎳黃鐵礦和黃銅礦的效果不夠好,通常需加少量氰化物來抑制鎳黃鐵礦。鎳黃鐵礦能較快地被空氣中的氧所氧化,在其表面生成氫氧化鐵膜,可浮性下降,磁黃鐵礦比鎳黃鐵礦在空氣中氧化更快。硫酸銅是鎳黃鐵礦,尤其是磁黃鐵礦的活化劑。鎳礦物被石灰(而不是被氧化物)抑制後,可用硫酸銅再活化。為了改善硫酸銅對鎳礦物的活化,有時需預先新增少量硫化鈉。

    矽酸鎳礦物目前尚不能用工業浮選法選出,因此,礦石中的矽酸鎳含量的多少是影響鎳回收率高低的重要因素。

    基於銅鎳礦石的性質,其浮選工藝具有下列特點:浮選流程較簡單、浮選時間長、精選次數少、分散精選多點出精礦,儘早回收鎳礦物;鎳精礦品位一般為4~8%,高者可達13~15%。脫除磁黃鐵礦以及滑石、綠泥石、陽起石、蛇紋石、雲母等易浮脈石是改善鎳精礦質量的關鍵;為強化鎳礦物浮選,常採用混合捕收劑;為脫除磁黃鐵礦常採用浮選和磁選聯合流程。

    (3)銅鎳礦石的浮選流程

    浮選硫化銅鎳礦石時,常採用浮選硫化銅礦物的捕收劑和起泡劑。確定浮選流程的一個基本原則是,寧可使銅進入鎳精礦,而儘可能避免鎳進入銅精礦。因為銅精礦中的鎳在冶煉過程中損失大,而鎳精礦中的銅可以得到較完全的回收。銅鎳礦石浮選具有下列四種基本流程:

    (4)直接優先浮選或部分優先浮選流程

    當礦石中含銅比含鎳量高得多時,可採用這種流程,可把銅選成單獨精礦。該流程的優點是,可直接獲得含鎳較低的銅精礦。

    (5)混合浮選流程

    用於選別含銅低於鎳的礦石,所得銅鎳混合精礦直接冶煉成高冰鎳。

    (6)從礦石中混合浮選銅鎳,再從混合精礦中分選出含低鎳的銅精藏和含銅鎳精礦。該鎳精礦經冶煉後,獲得高冰鎳,對高冰鎳再進行浮選分離。

    (7)混合-優先浮選並從混合浮選尾礦中再回收部分鎳

    當礦石中各種鎳礦物的可浮性有很大差異時,銅鎳混合浮選後,再從其尾礦中進一步回收可浮性差的含鎳礦物。

    (8)銅鎳分離

    銅是鎳冶煉的有害雜質,而在銅鎳礦石中銅品位又具有工業回收價值,因此銅鎳分離技術是銅鎳礦石選礦中的一個重要課題。銅鎳分離技術分為銅鎳混合精礦分離和高冰鎳分離工藝兩種。通常,銅鎳礦物粒度較粗且彼此嵌布關係不甚緊密的礦石,多采用混合精礦分離方法;而對銅鎳礦物粒度細且彼此嵌布十分緻密的礦石,則多采用高冰鎳分離工藝。

    (9)銅鎳混合精礦分離工藝

    目前,該工藝最常用的分離方法為石灰-氰化物法和石灰-硫化鈉法,有時採用礦漿加溫措施會改善分離效果。此外,還有亞硫酸氫鹽法等。

    (10)高冰鎳混合精礦分離工藝

    該工藝比分離熔鍊和水冶處理方法有更好的技術經濟效果,故應用較廣。

    高冰鎳的組成主要有硫化銅(Cu2S)和硫化鎳(Ni3S2),其次是Cu-Ni合金,此外還有鈷和鉑族金屬以及一些鐵雜質。高冰鎳的組成可在冶煉過程中人為的控制。含鐵量和冷卻速度是高冰鎳浮選分離的兩個主要因素,它們不僅影響高冰鎳的物質組成,而且影響其晶體結構。

    鐵是高冰鎳分離浮選的有害雜質,它可導致高冰鎳的組成複雜化。當含鐵量﹤1%時,會出現類似斑銅礦和鎳黃鐵礦的化合物,而不利於浮選,並影響鈷的回收;當鐵含量﹥4%時,不僅使高冰鎳組成更為複雜,晶體結構也變得更細,而不利於浮選。生產經驗表明,高冰鎳中鐵含量以控制在2~4%範圍內為宜。

    高冰鎳的冷卻速度對其分離也有很大影響。當其從800℃緩慢冷卻至200℃時,銅和鎳礦物的結晶粒度變粗,特別是當緩冷溫度降至510~520℃時,硫化鎳發生晶變,由-NiS2轉變為a-Ni3S2,使溶於硫化鎳中的硫化銅析出,從而有利於降低硫化鎳礦中的含銅量。因此,保證高冰鎳的緩冷速度,可以改善高冰鎳浮選的分離效果。

    氧化鎳礦處理

    氧化鎳礦中的鎳紅土礦含鐵高,含矽鎂低,含鎳為1~2%;而矽酸鎳礦含鐵低,含矽鎂高,含鎳為1.6~4.0%。目前,氧化鎳礦的開發利用是以鎳紅土礦為主。由於氧化鎳礦中的鎳常以類質同象分散在脈石礦物中,且粒度很細,採用機械選礦方法直接處理,難以獲得良好效果。礦石經焙燒處理改變礦物結構後,雖可取得較好技術指標,但費用較高,尚未用於工業生產。

    目前,氧化鎳礦處理多采用破碎、篩分等工序預先除去風化程度弱、含鎳低的大塊基岩礦塊,富集比較低。

    近年來,由於煉鎳技術的不斷髮展和鎳消耗量的增加以及硫化鎳富礦資源的不斷減少,氧化鎳礦的開發利用日益受到重視。氧化鎳礦床一般埋藏較淺,適於露天大規模開採,亦可進行選擇性開採。由於採礦成本較低,與硫化鎳礦相比,具有一定的競爭能力。

    氧化鎳礦的冶煉富集方法,—可分為火法和溼法兩大類。火法冶煉又可分為造鋶熔鍊、鎳鐵法和粒鐵法。溼法冶煉又有還原焙燒—常壓氨浸法、高壓酸浸法等。

    火法冶煉中的迴轉窯粒銑法,屬於古老方法,其缺點是,流程複雜,粒鐵含鎳低,鎳回收率低,不能回收鈷;電爐熔鍊的特點是鎳回收率高,一部分鑽進入鎳鐵,可在精煉過程中回收,該法適於處理矽鎂鎳礦。當其用於含鐵高的紅土礦時,鐵的回收率較低,且電能消耗較大。

    溼法冶煉中的常壓氨浸法,具有鈷回收率較低的缺點;而高壓酸浸法適合於處理含矽酸鎂低的氧化鎳礦。

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