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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。


1.硫化銅鎳礦選礦
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。
 (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。
 (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。
 (3) 銅鎳礦石的浮選流程
 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。                          
(5)混合浮選流程
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
(6)混合-優(yōu)先浮選流程
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。
(8)銅鎳分離
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。
(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。
(10)高冰鎳混合精礦分離工藝
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。
 2. 氧化鎳礦處理
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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