攀西某銅鎳混合精礦浮選分離試驗

趙開樂 王昌良 顧幗華 廖祥文

(1.中南大學資源加工與生物工程學院，湖南 長沙410083;2.中國地質科學院礦產綜合利用研究所，四川 成都610041)

銅鎳硫化礦物的浮選分離一直是銅鎳硫化礦選礦的一個重要課題。銅鎳礦難分離的原因主要有銅鎳硫化礦物致密共生，且嵌布粒度微細等［1-2］。目前，銅鎳浮選分離主要采用抑鎳浮銅法，因此，選擇鎳礦物的高效抑制劑是實現銅鎳分離的關鍵。國內外關于鎳礦物抑制劑的研究表明，2 種或2 種以上的抑制劑組合使用可產生協同效應，達到1+1 ＞2 的效果［4-5］。

攀西某銅鎳礦石屬細粒嵌布的銅鎳礦石。礦石中的主要金屬礦物為磁黃鐵礦，次為鎳黃鐵礦、黃銅礦。其中，鎳礦物主要為鎳黃鐵礦、含鎳磁黃鐵礦，銅礦物主要為黃銅礦。脈石礦物主要為輝石、角閃石、蛇紋石等?，F場以硫酸銅為活化劑，混浮獲得銅鎳混合精礦，但該精礦分離難度較大［3］。為解決該銅鎳混合精礦的浮選分離問題，進行了選礦試驗研究。

1 試樣的性質

試樣為現場銅鎳混合精礦，銅鎳主要以硫化物形式存在，還含有少量的鎂硅酸鹽脈石。試樣主要化學成分分析結果見表1，粒度篩析結果見表2。

表1 試樣主要化學成分分析結果Table 1 Main chemical composition analysis results of the sample %

表2 試樣粒度篩析結果Table 2 The grain size analysis results of the sample

從表1 可以看出，試樣銅品位為3.60%、鎳品位為7.91%，有害成分MgO 含量為8.01%。

從表2 可以看出，試樣中－0.074 mm 粒級銅分布率占75.59%、鎳分布率占79.45%，－0.045 mm 粒級銅分布率占55.97%、鎳分布率占60.69%，試樣粒度雖然較細，但粗粒級鎳品位較低，表明連生體較多，要保證銅鎳礦物高效分離，前提是要提高試樣的單體解離度，因此有必要對試樣進行再磨。

2 銅鎳精礦浮選分離試驗

銅鎳混合精礦的有效分離除了要解決銅鎳礦物的單體解離問題，還需要解決混合精礦的脫藥問題，并篩選出鎳礦物的有效抑制劑和銅礦物的選擇性捕收劑［3］。下面將逐一開展研究。

2.1 銅鎳分離粗選條件試驗

銅鎳分離粗選條件試驗流程見圖1。

圖1 條件試驗流程Fig.1 Flowsheet of flotation conditioning tests

2.1.1 活性炭+硫化鈉用量試驗

探索試驗表明，銅鎳混合精礦中殘存的浮選藥劑宜采用加活性炭和硫化鈉磨礦—濃縮工藝加以脫除，活性炭與硫化鈉的最佳用量比為1 ∶1?；钚蕴?硫化鈉用量試驗的磨礦細度為－0.026 mm 占81.70%，石灰用量為1 000 g/t，亞硫酸為3 000 g/t，硫代氨基甲酸酯為25 g/t，試驗結果見表3。

從表3 可以看出，隨著活性炭+硫化鈉用量的增大，銅粗精礦銅品位上升、鎳品位和銅回收率變化不大，鎳回收率小幅下降。綜合考慮，確定活性炭+硫化鈉的用量為500+500 g/t。

表3 活性炭+硫化鈉用量試驗結果Table 3 The results on dosage of active carbon+sulfide sodium

2.1.2 磨礦細度試驗

磨礦細度試驗的活性炭+硫化鈉用量為500+500 g/t，石灰為1 000 g/t，亞硫酸為3 000 g/t，硫代氨基甲酸酯為25 g/t，試驗結果見表4。

表4 磨礦細度試驗結果Table 4 The results at different grinding fineness %

從表4 可以看出，隨著磨礦細度的提高，銅粗精礦銅品位和銅回收率上升、鎳品位變化不大、鎳回收率下降。綜合考慮，確定磨礦細度為－0.026 mm 占76.00%。

2.1.3 抑制劑用量試驗

石灰是抑鎳浮銅銅鎳分離的主要抑制劑，一方面具有調節礦漿pH 值的作用，另一方面可從礦物表面解析藥劑，但往往需要其他藥劑配合，產生協同作用，強化對鎳礦物的抑制［10］。探索試驗表明，石灰+亞硫酸共同抑鎳效果較好，因此，分別進行了石灰、亞硫酸用量試驗。

2.1.3.1 石灰用量試驗

石灰用量試驗的磨礦細度為－0.026 mm 占76.00%，活性炭+硫化鈉用量為500+500 g/t，亞硫酸用量為3 000 g/t，硫代氨基甲酸酯為25 g/t，試驗結果見表5。

表5 石灰用量試驗結果Table 5 The results on dosage of lime

從表5 可以看出，隨著石灰用量的增大，銅粗精礦銅品位上升，銅回收率、鎳品位和鎳回收率下降。綜合考慮，確定銅鎳分離粗選的石灰用量為1 500 g/t。

2.1.3.2 亞硫酸用量試驗

亞硫酸用量試驗的磨礦細度為－0.26 mm 占76.00%，活性炭+硫化鈉用量為500+500 g/t，石灰用量為1 500 g/t，硫代氨基甲酸酯為25 g/t，試驗結果見表6。

表6 亞硫酸用量試驗結果Table 6 The results on dosage of sulfurous acid

從表6 可以看出，隨著亞硫酸用量的增大，銅粗精礦銅品位上升，銅回收率、鎳品位和鎳回收率下降。綜合考慮，確定銅鎳分離粗選的亞硫酸用量為2 000 g/t。

2.1.4 硫代氨基甲酸酯用量試驗

探索試驗表明，硫代氨基甲酸酯選擇性優異，泡沫持續穩定且礦化程度高，因此進行了硫代氨基甲酸酯用量試驗。試驗的磨礦細度為－0.26 mm 占76.00%，活性炭+硫化鈉用量為500+500 g/t，石灰用量為1 500 g/t，亞硫酸為2 000 g/t，試驗結果見表7。

表7 硫代氨基甲酸酯試驗結果Table 7 The results on dosage of ethyl thiocyanate

從表7 可以看出，隨著硫代氨基甲酸酯用量的增大，銅粗精礦銅品位下降，銅回收率、鎳品位和鎳回收率均上升。綜合考慮，確定硫代氨基甲酸酯粗選用量為30 g/t。

2.2 閉路試驗

在條件試驗及開路試驗基礎上進行銅鎳分離閉路試驗，試驗流程見圖2，試驗結果見表8。

圖2 閉路試驗流程Fig.2 The flow-sheet of closed-circuit tests

表8 閉路試驗結果Table 8 The results of closed-circuit tests %

從表8 可以看出，采用圖2 所示的流程處理試樣，可獲得銅品位為28.88%、含鎳0.78%、銅回收率為84.55% 的銅精礦和鎳品位為8.75%、含銅0.62%、鎳回收率為98.96%的鎳精礦。

3 結 論

(1)攀西某銅鎳礦選礦廠的銅鎳混合精礦銅、鎳品位分別為3.60%和7.91%，銅鎳主要以硫化物形式存在，銅鎳礦物嵌布關系密切、嵌布粒度微細，屬難分離銅鎳混合精礦。

(2)在對試樣進行磨礦的過程中加活性炭和硫化鈉脫藥，在磨礦細度為－0.026 mm 占76.00%的情況下，采用1 粗3 精2 掃、中礦順序返回流程處理，可獲得銅品位為28.88%、含鎳0.78%、銅回收率為84.55%的銅精礦和鎳品位為8.75%、含銅0.62%、鎳回收率為98.96%的鎳精礦，較好地實現了銅鎳混合精礦的分離。

［1］ 李福蘭，劉斯佳，柏亞林. 新疆某銅鎳硫化礦銅鎳回收試驗［J］.金屬礦山，2014(11):71-74.

Li Fulan，Liu Sijia，Bai Yalin. Experiments of copper and nickel recovery from a copper-nickel sulfide ore in Xinjiang［J］. Metal Mine，2014(11):71-74.

［2］ 邢方麗，肖寶清. 新疆某低品位銅鎳礦選礦試驗研究［J］. 有色金屬:選礦部分，2010(1):21-25.

Xing Fangli，Xiao Baoqing. Experimental study on a low-grade copper-nickel ore in Xinjiang［J］. Nonferrous Metals:Mineral Processing Section，2010(1):21-25.

［3］ 趙開樂，王昌良. 攀西某銅鎳混合精礦分離試驗研究報告［R］.成都:中國地質科學院礦產綜合利用研究所，2012.

Zhao Kaile，Wang Changliang. The Experimental Research on Flotation Separation of a Copper-nickel Mixed Concentrates from West Panzhihua［R］. Chengdou:Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources，CAGS，2012.

［4］ 劉 豹，孫乾予，劉 淼，等. 云南某低品位銅鎳硫化礦浮選試驗［J］. 金屬礦山，2014(3):80-83.

Liu Bao，Sun Qianyu，Liu Miao，et al. Floatation experiment on a low grade Cu-Ni sulfide ore from Yunnan Province［J］. Metal Mine，2014(3):80-83.

［5］ 馮 博，馮其明，盧毅屏. 強攪拌調漿在金川硫化銅鎳礦浮選中的作用機制研究［J］. 稀有金屬，2014(5):861-863.

Feng Bo，Feng Qining，Lu Yiping. Action mechanism of high intensity conditioning in flotation of Jinchuan nickel sulphide ore［J］. Chinese Journal of Rare Metals，2014(5):861-863.

［6］ 趙開樂，王昌良，鄧 偉，等. 某富鎂貧銅鎳礦石選礦新工藝研究［J］. 金屬礦山，2013(12):73-77.

Zhao Kaile，Wang Changliang，Deng Wei，et al. Study on new beneficiation process of Mg-rich copper-nickel lean ore［J］. Metal Mine，2013(12):73-77.