降低镍精矿中氧化镁含量的研究与应用.pdf

第 3 0卷第 5期 有色矿山 Non／ e F r ousM i ne s Se p ． 2 001 3 0 No 5 降低镍精 矿 中氧化镁 含 量 的研 究 与应 用 王景 旭 ， 李长 贵 ’ ， 耿 隽 蒿 ， 汪 景 歧 吉林 镍 业 公 可 ， 吉 林 磐 石 1 3 2 3 1 I ；2 ． 东 北 大学 ．辽 宁 沈 阳 1 1 0 0 1 5 [ 关键词]镎精矿 ；Mg O；抑制剂 A B [ 摘要 ]本文 介 绍 了采 用组 台 抑制 剂 A B 降低 镲精 矿 中 Mg o 古量 的 试 验指 标 及 机理 试 验 结 果表 明 ， 该 药剂 对 含 Mg硅 酸 盐 矿物 有 特 殊的 抑制 效 果 、 而 且选 择 性强 ， 对 Ni 硫 化 矿基 本 上无 抑 制 作用 ， 对 矿 泥 的分 散效 果 亦 较好 [ 中圉分 类号 ]TD 9 2 3 [ 文献标识码]A[ 文章编号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 5 0 0 2 8 0 3 St ud y and a ppl i c at i on of l o we r i ng M gO i n ni c ke l c o nc e nt r at e W ANG J i n g xu ‘ ， I I Ch a n g g u i ‘ ，GENG J t m s o n g ， W , A 4 G J i n g q i 1． J i l i n Ni c k e l I n du s t r y C o mp a n y， Pan s b i 1 3 2 3 1 1 ， Chi n a； 2． No r t h e a s t Un i v e r s i t y， S h e n 2 mn g 1 1 0 0 1 5 ， Ch i n a Ke y WO r d s mc k e 1 c o n c e n t r a t e；M g O；AB c o mb i n e d i n h i b i t o r Ab s t r a c t Th i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e me c h a n i s m a n d t e s t i n d e x e s O f u s i n g AB c o mb i n e d i n h i b i t o r t O l o we t M g O i n ni c k e 1 c o n c e n t r a t e Th e t e s t r e s u l t i nd i c a t e d t h a t t h e AB i n h i b i t o r h a s s p e c i a l i n h i b i t i o n e f f e c t a n d s t r o n g s e l e c t i v i t y t o Mg c o n t a i n i n g s i l i c a t e s ，a n d a l mo s t h a s n o t i n h i b i t i o n t O n i c k e I s u l p h i d e ，a n d h a s g o o d e ffe c t t o d i s p e r s e o r e s l i me 吉林镍业 公 司与东北 大学 合作研 究 的降 Mg O药剂及 工艺 ， 经过 数 个月 的小型试 验 及 优 化条件试 验之 后， 于 2 0 0 0年 1 0月 至 1 1月 进行 了 5 2天 的 工业 试验 ， 取 得 了很 好效 果 。 工业 试验 的 指标 为 镍 精 矿 中 Mg O 含 量 从 1 0 ． 3 8％降 至 6 ． 4 5 ％， 镍 品位 从 7 ． 0 4％提 至 1 0 ． 2 2 ％． 镍 的作 业掼失率 1 ． 3 8 ％， 现 已 用于 工 业 生 产 。 对 于镍精 矿 来说 ， 降 低冶炼能 耗 ， 首先 必 须 降低镍精 矿 中 Mg O含量 。镍 精 矿 中 Mg O 含量 过高 。 使 冶炼 炉 温升 高 ， 成本 增 加， 炉 渣 粘度增 大 ， 使 冶 炼 回 收 率 降 低 ； 采 用 闪速 炉 [ 收稿 日期 ]2 0 0 1 0 3 2 7 【 作者简介 ]王 景旭 I 9 5 3 ， 男， 吉林四平市 人 ， [程 师 ， 吉 林镲 业 公 司技 术 中 心副 主 任 时， 会造 成 因炉 渣相 粘 度 过大 而导致 闪速 炉 结瘤 ， 局部腐 蚀炉体 产生漏炉 。 因此 ， 生产镍 的企 业 一直把 降低 镍 精 矿 中 Mg O含 量作 为 攻 关 目标 。 为 了 降低 本 公 司镍 精 矿 中 M 含量 ， 曾 试 用 了 各 种 抑 制 含 Mg O 矿 物 的药 剂， 但均 未达 到 理 想 的效 果 。通过 反 复试 验 研 究， 研 制 成 一种 新型 组 合抑 制 剂 AB ， 对 含 Mg O 硅酸盐 矿物 有特殊地 抑制 效果 ， 而且 选 择性 强 ， 对镍矿物 基本 上没表 现 出抑 制作 用， 取 得 了较理 想的试 验效 果。 1 镍精矿中 Mg O含量高的原因 1 ． 1矿石性 质的影 响 铜镍 矿 石的 成矿母 岩为基性 岩 辉石 类 铁 镁钙硅 酸盐 ， 其蚀 变产物 为滑 石 、 绿 泥 石 、 角闪石 、 蛇 纹 石 、 黑云母等 ， 这 些矿物基 本 维普资讯 第 5期 王景旭 等 降 低镍 精 矿 中 氧化 镁 含量 的研 究与 应 用 2 9 上 都是 含 Mg O 的硅 酸 盐 矿 物， 而且 含 Mg O 高 ， 原 矿 Mg O含 量一般 都在 2 5 ％ 以上 。 1 ． 2浮选 中含 Mg脉石 矿物的 原因 铜镍 矿 石 的 造 别 工 艺 为 原 矿经 两 段 磨 矿 ， 进行铜镍 的混 合浮 选 ， 得 CuNi 混 合 精 矿 ； 混合精 矿 再 经 石 灰 处 理 进 行 c uNi 分 离 浮选 ， 产 出 cu 、 N， 精矿 。 在 原矿 中占 8 O％的脉 石矿 物 、 绝 大 部分 都是 易泥 化 的含 Mg硅 酸盐 脉石 矿 物 ， 其 中 滑石 是脉 石矿物 的主要 成分 。 占 4 O％左右 。 滑石的 分子 式 为 Mg 3 S i 4 Ol 0 OH 1 2 ， 理 论 Mg O含 量 3 1 ． 8 8 ％， 呈 片状 集合 体 产 出。 滑石是 自然 界最 软 的矿 物之 一 。 经 磨矿 后 基 本上 全部泥化 。滑石 又是 天然 可浮性好 的矿 物之一 ， 洋选 中不 加捕 收剂 只加起泡剂 。 就 可 很完全 的浮 出。这 样 ， 易泥 化可 浮性 好 的 滑 石在浮选 中要 先 于 c u 、 Ni 硫 化矿 物 浮 出进 入 精矿 ， 而且难 抑制。 导致 Ni 精矿 中 Mg O 含 量 过 高 。 2 降 Mg O试验方 案的确定 2 ． 1 直 接从 Ni 精矿 中降 Mg O 通 过加入 抑制剂 AB ， 使 含 Mg的脉 石矿 物受到 有效 地抑制 ， 精矿 再浮选时将 其脱除 ， 从 而达 到 降低 t 精 矿 中 Mg O 含 量 的 目的。 但 Ni 精 矿是 CuNi 混 合精 矿 浮 选 分 离 的 产 品， 在 分离浮选 中加入 _r大量 的 c a O 来抑 Nj 浮 c u 。 _＼t 矿物 的一 个显著特性 就是 易被 C a O抑制 ， 而 且 被抑 制后 不 易被 活 化。 根 据 这 一 特 性，一 般 选Ni的 浮 选 工 艺 多 是 C uNi 混 合 浮 选 ， 很 少 采 用 优 先 浮 选 。 因 此， Ni 精矿 中 加 八抑 制 剂 AB后 。 再 浮选 时 Ni 矿物仍 处于抑制状 态， Nj 矿 物 与脉石矿 物 分选效 果 不好 。试驻结果 表 明。 直接 从 Nj 精 矿 降 Mg O采 用浮选 工艺 是不可取 的 2 ． 2 从混 合精矿降 Mg O 为避 免滑 石 等易浮 矿 泥 对 浮选 的影 响 ， 在粗 选 作 业 中 加 入 C MC来 抑 制 该 部 分 矿 泥， 困 C MC 有 抑 制 Ni硫 化 矿 的 作 用， 故 C MC加入量不 能过大 ， 这 样在浮 选 中仍有 部 分 可浮性 好 的脉 石 矿物进入 精矿 。混合精矿 中的 Ni 硫化矿 没有 受到 抑制 。 仍保持 着较好 的可 洋性 。通过 加 入 有选 择性 地 抑制 含 Mg 脉石矿物 的抑制 剂， 再浮选 时 Ni 矿物 与脉石 矿物就能 实 现较 好 地分 选 ， 故 从 混 合 精矿 中 降 Mg O 是 合适的 。 3 工业试验流程及药剂制度 流程 与药 剂制度 如 图 1 所 示 。 量宣 A 药剂月量抱g n 1 一 精矿 圉 1工 业试 验流 程 现有 2 ． 8 m0的 浮 选 机 二 列 2 O台。 根 据 流程 的要求 ， 粗选 、 二粗 、 扫选及 精选 各 5台 。 4 工业试验指标 工 业试 验共 分 三 个 阶段 第 一 阶段 为 闭 路试验 ， 即 降镁流 程 的精 矿 、 尾 矿全部返 回分 离作业 ； 第二 阶段 为降镁尾矿 返 回三 次粗选 ； 第三阶段 为 降镁 尾矿 直接 排放 的开路 试验 。 三个 阶段 试 验 指 标 汇 总 加 权 平 均 如 下 。 Mg O的降 低 9 2个班 加 权 平 均值 ， 混 精 中 Mg O 1 0 ． 3 9 ％； 精 矿 中 gg o 6 ． 4 5 ％， 则 Mg O 降低 3． 9 4％。 Ni 精 矿品 位 的提 高 1 1 2个班 加 权 平均 值， 混精 中 Nj 品位 7 ． o 4 ％； 精 矿 中 Ni 品位 1 0 ． 2 2 ％， 则精 矿 Ni 品 位提 高 3 ． 1 8 ％。 精矿 Ni 品 位 9 ％以上 的试样 中 Mg O 平 维普资讯 有色矿山 2 0 0 1芷 均 含 量 为 5 ． 8 1 ％ ， Nt 为 1 0 ． 4 5 ％ 。 Ni作 业 回 收 率 混 精Ni品 位 为 7 ． 1 7 0％； 精 矿 Ni 品 位 为 9． 9 8 6 ％ ； 尾 矿 Nl 品位 为 0． 3 3 9 ％ ； Ni 回收率 为 9 8 ． 6 2 ％。 5 组合 抑制剂与矿物的作用机理 在选 别成分 复杂 的矿石及粒 度极不均 匀 的矿石 时， 在浮 选过 程 中 要 同时 达到 多个 目 标。 比如铜 镍硫 化矿 石 中， 含 C u 、 Ni 的硫 化 矿只 占 2 0 ％， 而 占 8 0 ％的脉 石矿物 中滑石 矿 物 占的 比例 较 大 ， 滑 石与 其 他 脉石 矿 物 的性 质 不同 ， 前者可 浮性 好 ， 后者 可浮性 差。从矿 物 表面的 电位 电性来 看， 在正常 浮选条 件下， 蛇纹 石与方 解石 荷 正 电， 而 其他 的 脉 石矿 物 则荷 负 电， 电性 差异很大 。在硫 化矿物 中， 黄 铜矿 与镍 黄铁矿 的可 浮性 较好 ， 而 含 Nl 磁黄 铁 矿 的可浮性 差 ， 它们之 间的性 质 差异 较 大。 这 就是说 ， 矿 石 中含有 多种矿物 ， 各 矿物之 间 的性质不 同 ， 要 同时达 到多种 目的 ， 必须 使用 组 合药剂 来实现 。 新型组 合抑制剂 A B， 根据 试验效 果的分 析 ， 具有 以下 良好的性 能 1 对 含 Mg的硅酸 盐 矿物 有特 殊地 抑 制效 果。根据 AB药剂 的结构特性 ， 与含 Mg 硅酸盐 矿物 有较 强 的键 合 能 力， 能 够选 择性 地附着 在该 类 婀 石 矿物 表 面， 使 其 呈较 强 的 亲水性 而受到抑 制。该药剂 在选 别难 以提高 Ni 精 矿 品 位的 矿 石 时， 效 果 愈 显著 ， 例 如 现 场在 处理外 购 矿 时， 有 的矿 石 在现 场 的选 别 条件 下 ， 原矿 含 Ni 1 ． 4 1 ％， 精矿 品位 只达到 3 ． 4 5 ％， 而 加入 抑 制剂 AB后 精 矿 品位 提 高 到 6 ． 6 2％， 提高将近 1倍 。 2 药剂 用量对 抑制 效 果影 响不大 目 前所使用的抑制含 Mg硅酸盐 的抑制剂有六 偏磷酸钠 、 水 玻 璃 、 硅 氟 酸钠 、 羧 甲基 纤 维 素 等， 都有一 定的抑制效 果 ， 但用 量超过一 定值 对 Nj 矿物 却产生 较强的抑制 作用 ， 从而 限制 了这些药 剂 的 应 用， 但 抑 制 剂 AB在 用 量 波 动较大 的情况 下 ， 对 N 矿物仍 没有显示 出抑 制 的作用 ， 说 明该药剂 有很强 的选择性 。 3 对 矿泥有 良好 的分 散作 用 。泥 化是 蚀变 的 基 性 、 超 基 性 岩 矿 物 的 基 本 特 征 ． C uNi 矿石 中的绝 大 部分 脉 石 矿 物， 磨 矿 之 后基本 上是 以矿 泥 状 态 出现 的， 所 使 用 的抑 制剂必 须对矿 泥 有 良好 的 分 散性 ， 使 其不 能 粘 附于矿 粒和 气 泡表 面， 对 已附着 在矿 粒 上 的矿泥 应 能 从 矿 物表 面 解 离下 来。 抑制 剂 AB完全 具 备 了上 述 性 能 ， 使 硫 化 矿 物 与 矿 泥充分地 分离 ， 改善 了分选条 件 ， 达到 了理 想 的分 选 效 果 。 4 能 有 效 地 抑 制 金 属 离 子 的 活 化 作 用 。在硫化 矿物 的 蚀变 过 程 中， 围岩 也发 生 蚀变 ， 并 有大量 的可溶性 盐析 出， 在选 矿过 程 中可 溶 于 矿 浆 内， 造 成矿 浆 中 C a 2 ’、 Mg 、 Fe ” 、F e ] 等 离子 浓 度过 高， 于扰 浮选 过 程。 其 中 c a 2 、 Mg 、 F e 对 石英 及含 Mg硅 酸 盐 脉石矿物 的活 化 作用 ， 是 使有 用矿 物 与 丑 j 石 矿物分 离不好 的原 因之 一 。如能使 用某 种 药剂 将这些 溶液 中起 活化作用 的金 属 离子束 缚 起来， 使它 们不 能再 在脉石矿 物表面 吸 附， 使 有用矿物 与脉石 矿物得 以有效的 分离 。 新型组合 抑制剂 AB， 能够 与含 Mg硅酸 盐 矿 物 表 面 的 、 或 溶 液 中 的 c a 2 、 M 、 F e 产生 螫 合 作 用 ， 生 成 亲 水 的 螯 合 离 子 ， 或覆盖 在脉 石矿 物 表面 ， 使 之亲 水 并阻 碍 与 黄药的 作用， 从 而 消 除上述 金 属 离 子 的有 害 作 用 。 6 结语 镍精 矿降 Mg O的 工业 试 验取 得 r较 理 想的效果 ， 镍精 矿的 Mg O含 量从 1 0 ． 3 8 ％降 至 6 ． 4 5 ％， Ni 精 矿 品 位 从 7． 0 4 ％ 提 高 到 1 0． 2 2 ％， 这是 一 项 突破性 的成 果 ， 说 明新 型 组合抑 制剂 的研制是 成功 的。 工业试 验 的 N 作 业 损 失 率 为 1 ． 3 8 ％． 但实际 指标还 应低于此 值 。因为工业试 验条 件还 存在着 一定缺陷 ，一方面是 浮选时 间不 下 转 第 4 3页 维普资讯 第 5期 r启圣 带 式 真 空过 滤 机 的 研 制与 应 用 4 3 2 ． 3 控 制滤布 跑偏的光 电传感 器装置 本机 自行设计 的光 电传感 器控 制调偏 装 置属 国内首 列， 应用效 果十 分理 想。该 控 制 方法具 有以 下先 进性 ① 滤 布调 偏 装置性 能 稳定 ， 调 偏效 果 好 ； ② 使 用 范 围广， 特别 适 用 于潮湿 环境 ； ③滤布 自动调偏 系统结 构简单 ． 安 装维 修方 便 ， 便于 推广。 2 ． 4 扩 布蓑置 本机滤 布宽 达 两米， 这样 宽的 滤 布在 运 行 中常会 发 生打 褶 现象 ， 使 机器 不 能正 常 运 转。为此 ， 本 机设 计 了 一种 独 特 的滤 布扩 幅 装置， 利用 弓形辊控 制滤布， 自动扩 幅， 消 除打 褶。该装置 应用在带式过滤机上属 国内首列 。 2 ． 5电控 系统 的 自控 与联锁机 构 本机电控 系 统设 计 为 自控 与联 锁 机 构 ， 并有操 作程 序 的模拟 显示 ， 从 而 使 带 滤机 的 操作变得 简 单、 直 观 、 安 全， 可 以防 止 事故 隐 患 ， 真 正实现 了安 全操 作 。其 电控 系 统 又分 别 采用 了继 电器和可 编程 序控制 器两种控 制 方式 ， 手 动和 自动操作可 以随 意切换 。 D U3 0 ／ 1 8 0 0型 固 定 室 带 式 真 空过 滤 机 在金 川二矿全 尾砂膏 体充 填新技术工 业化 生 产中取 得了 满意 效 果， 其 过 滤 系统 连 续运 转 正 常 ， 过 滤效 果 和生 产 能 力均 达 到 了设 计要 求 。过 滤 机 的带 速 可 在 0 ． 5～5 m／ rai n范 围 内任意调整 ， 在 真空度 为 0 ． 0 5 3 MP a情况 下 ． 滤饼 厚 度 为 2 0～3 0 r n m， 滤 饼 平均 含 水 率 为 2 2 ％ ～2 5 ％， 单机 滤饼 干 产品可达 2 0 t ／ h ， 采 取两 台即可满 足膏体 充填对过 滤机 的生产要 求。该 机的橡胶 滤带和 环形摩擦 带寿命 超过 国外 同类 产 品， 极 大地 降 低 了 生 产成 本。 滤 布 的 自动调 偏 和 扩 幅系 统新 颖 、 灵 敏 、 准 确 ． 提高 了机 器 的可 靠性 。 电控 系 统操 作 简 便 ， 具 有模拟显 示 ， 实现了安 全操作和 手动 、 自动 操作 随意切换 ， 提 高了 自动化水平 。 本 机在尾砂 过 滤 中 的 良好 表 现 ， 成 功 地 在 国内实现 了全尾砂 充填矿井 。这一 新技术 可以大大 减少或 消灭尾 矿库， 减少 占地 ， 节省 矿山投 资， 减 少了尾矿 对地 面 环境 的 污染 。 对 于降 低采 矿成 本 ， 实现 矿山可持续 发 展。 具 有 显著 的经济效 益和 巨大 的社会 效益 。 经工 业生 产验 证 ， Du3 0 ／ 1 8 0 0型 固 定 室 带 式真 空过滤机 结构设计 合理 、 技术 先进 、 性 能可靠 ， 具 有过 滤效率 高 生产 量大 、 滤布连 续 清 洗 、 操 作安全灵 活 ， 运行和 维修 费用低等 优 点 ， 达 到 了 国外 同类 产品 的先 进 水 平 。该 机 过滤 面积规 格填 补 了 国 内空 白， 为 国 内工 业 生产提供 了 一个 新 的机 型 ， 为 我 国大 型过 滤 机 的研制 ， 创 出了一 条新路 。 3结 语 固定室带式真 空过滤 机属 薄 层快速过 滤 设备 ， 适 用于含粗 颗粒高 浓度 的料浆， 和密 度 大 沉 降快的 料浆 ， 以及 滤 饼 需要 多次 洗 涤 的 物料 。 目前 ， 带 滤 机 已在 国 内 外 的 铜 矿 、 铀 矿 、 金矿 、 磷 灰 石矿 、 铁矿 、 煤 炭 生 产等有色金 属 矿 山、 非金属 矿 山、 黑 色金属 矿山和煤 矿得 到 了应 用， 并有 不少 好的应用 实例 。在抬金 、 石油 、 化 工 、 纺 织 、 造纸 、 食 品、 医 药和 环 保 等 工业 部 门的推 广 应用也有极 广 阔的前 景 。 上 接 第 3 0页 够， 再 一方 面是 浮选 浓 度太 低 ， 两 次取样 的平 均值 为 5 ． 4 ％ ， 这 么低 的矿 浆 浓 度 易 造成 含 Ni 硫化矿 物 的 自然沉降 ， 而损 失 于尾矿 中。 试验 表明 ， 所 使用 的 组 合 抑 制剂 AB ， 能 够有效 且选 择 性 地 抑 制 含 Mg的 硅 酸盐 矿 物 ， 使混 合精 矿 中的 硫 化矿 物 与 脉石 矿 物 充 分 地分离 ， 易浮的脉 石矿物被 强烈地 抑制． 使 Ni 精矿 中 Mg O含 量大 幅度 降 低， Ni 精 矿 品 位可达 1 2 ％以上 ， 可根 据需 要 通过 调 节精 选 的刮泡量 ， 来 获得所需 要的精 矿品位 。 最终的精矿品位与入选的混精 品位有关， 但也受工艺流程的结构制约， 当混合精 矿 品位 低时， 要达到较 高 的精 矿 品位 ， 需 要 在流 程结 构上作适 当调 整， 二粗 泡 沫不 直接给 精 选， 可 返至粗选作 业 ； 精选 作业可 由一次变为两次 维普资讯