常用鎳礦石選礦方法及鎳礦選礦工藝流程介紹
[日期：2023-05-05] 來源：云南技能考試網(wǎng) 作者：云南技能考試網(wǎng) 閱讀：333次
鎳礦石主要分硫化銅鎳礦和氧化鎳礦，由于不同的鎳礦石種類不同，所用到的鎳礦選礦方法和鎳礦選礦工藝流程也是不相同的。
該類型礦石多為巖漿熔離型銅鎳礦，其中含鎳3%以上的富礦石可供直接冶煉；含鎳小于3%的礦石，則需選礦處理。 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、陽起石和云母等，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(tài)存在；而鎳主要呈鎳黃鐵礦、針硫鎳礦、紫硫鎳鐵礦等游離硫化鎳形態(tài)存在，有相當一部分鎳以類質(zhì)同像賦存于磁黃鐵礦中，還有少量硅酸鎳。 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。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級黃藥有效浮選。鎳黃鐵礦和針硫鎳礦的可浮性介于黃銅礦與磁黃鐵礦之間。鎳黃鐵礦在弱酸性、弱堿性或中性介質(zhì)中均能獲得較好浮選；針硫鎳礦在弱酸性、中性或弱堿性介質(zhì)中也可用丁基黃藥較好浮選；含鎳磁黃鐵礦適于在酸性或弱酸性介質(zhì)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，其他堿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）抑制后，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(yù)先添加少量硫化鈉。硅酸鎳礦物目前尚不能用工業(yè)浮選法選出，因此，礦石中的硅酸鎳含量的多少是影響鎳回收率高低的重要因素。基于銅鎳礦石的性質(zhì)，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(shù)少、分散精選多點出精礦，盡早回收鎳礦物；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、云母等易浮脈石是改善鎳精礦質(zhì)量的關(guān)鍵；為強化鎳礦物浮選，常采用混合捕收劑；為脫除磁黃鐵礦常采用浮選和磁選聯(lián)合流程。 浮選硫化銅鎳礦石時，常采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，而盡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(yōu)先浮選或部分優(yōu)先浮選流程當?shù)V石中含銅比含鎳量高得多時，可采用這種流程，可把銅選成單獨精礦。該流程的優(yōu)點是，可直接獲得含鎳較低的銅精礦。 用于選別含銅低于鎳的礦石，所得銅鎳混合精礦直接冶煉成高冰鎳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(jīng)冶煉后，獲得高冰鎳，對高冰鎳再進行浮選分離。 （7）混合-優(yōu)先浮選并從混合浮選尾礦中再回收部分鎳當?shù)V石中各種鎳礦物的可浮性有很大差異時，銅鎳混合浮選后，再從其尾礦中進一步回收可浮性差的含鎳礦物。銅是鎳冶煉的有害雜質(zhì)，而在銅鎳礦石中銅品位又具有工業(yè)回收價值，因此銅鎳分離技術(shù)是銅鎳礦石選礦中的一個重要課題。銅鎳分離技術(shù)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(guān)系不甚緊密的礦石，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致密的礦石，則多采用高冰鎳分離工藝。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，有時采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。該工藝比分離熔煉和水冶處理方法有更好的技術(shù)經(jīng)濟效果，故應(yīng)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(zhì)。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(zhì)組成，而且影響其晶體結(jié)構(gòu)。 鐵是高冰鎳分離浮選的有害雜質(zhì)，它可導致高冰鎳的組成復雜化。當含鐵量﹤1%時，會出現(xiàn)類似斑銅礦和鎳黃鐵礦的化合物，而不利于浮選，并影響鈷的回收；當鐵含量﹥4%時，不僅使高冰鎳組成更為復雜，晶體結(jié)構(gòu)也變得更細，而不利于浮選。生產(chǎn)經(jīng)驗表明，高冰鎳中鐵含量以控制在2～4%范圍內(nèi)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(jié)晶粒度變粗，特別是當緩冷溫度降至510～520℃時，硫化鎳發(fā)生晶變，由-NiS2轉(zhuǎn)變?yōu)閍-Ni3S2，使溶于硫化鎳中的硫化銅析出，從而有利于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。氧化鎳礦中的鎳紅土礦含鐵高，含硅鎂低，含鎳為1~2 %；而硅酸鎳礦含鐵低，含硅鎂高，含鎳為1.6~ 4.0%。目前，氧化鎳礦的開發(fā)利用是以鎳紅土礦為主。由于氧化鎳礦中的鎳常以類質(zhì)同象分散在脈石礦物中，且粒度很細，采用機械選礦方法直接處理，難以獲得良好效果。礦石經(jīng)焙燒處理改變礦物結(jié)構(gòu)后，雖可取得較好技術(shù)指標，但費用較高，尚未用于工業(yè)生產(chǎn)。目前，氧化鎳礦處理多采用破碎、篩分等工序預(yù)先除去風化程度弱、含鎳低的大塊基巖礦塊，富集比較低。近年來，由于煉鎳技術(shù)的不斷發(fā)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(fā)利用日益受到重視。氧化鎳礦床一般埋藏較淺，適于露天大規(guī)模開采，亦可進行選擇性開采。由于采礦成本較低，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，可分為火法和濕法兩大類�；鸱ㄒ睙捰挚煞譃樵祜橙蹮挕㈡囪F法和粒鐵法。濕法冶煉又有還原焙燒—常壓氨浸法、高壓酸浸法等。火法冶煉中的回轉(zhuǎn)窯粒銑法，屬于古老方法，其缺點是，流程復雜，粒鐵含鎳低，鎳回收率低，不能回收鈷；電爐熔煉的特點是鎳回收率高，一部分鉆進入鎳鐵，可在精煉過程中回收，該法適于處理硅鎂鎳礦。當其用于含鐵高的紅土礦時，鐵的回收率較低，且電能消耗較大。濕法冶煉中的常壓氨浸法，具有鈷回收率較低的缺點；而高壓酸浸法適合于處理含硅酸鎂低的氧化鎳礦。目前，氧化鎳的處理多采用電爐煉冰鎳法；而回轉(zhuǎn)窯煉粒鐵法已少見。濕法冶煉方法，如氨浸和酸浸法等已在工業(yè)上應(yīng)用。其他氧化鎳新冶煉方法，如高溫氯化、硫酸化焙燒等提取工藝，目前仍處于研究階段，已取得一定進展。
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