镍矿的选矿方法

1.硫化铜镍矿选矿

该类型矿石多为岩浆熔离型铜镍矿，其中含镍3%以上的富矿石可供直接冶炼;含镍小于3%的矿石，则需选矿处理。

(1) 硫化铜镍矿的矿物组成和选矿方法

该类矿石中常见金属矿物有：磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，此外还有磁铁矿、黄铁矿、钛铁矿、铬铁矿、墨铜矿、铜蓝、辉铜矿、斑铜矿以及铂族矿物等;脉石矿物有：橄榄石、辉石、斜长石、滑石、蛇纹石、绿泥石、阳起石和云母等，有时还有石英和碳酸盐等。

铜镍矿石中铜主要以黄铜矿形态存在;而镍主要呈镍黄铁矿、针硫镍矿、紫硫镍铁矿等游离硫化镍形态存在，有相当一部分镍以类质同像赋存于磁黄铁矿中，还有少量硅酸镍。

硫化铜镍矿石的选矿方法，最主要的是浮选，而磁选和重选通常为辅助选矿方法。

(2)主要镍矿物的可浮性及铜镍矿石的浮选特点

镍黄铁矿、针硫镍矿和含镍磁黄铁矿均可用丁基或戊基等高级黄药有效浮选。镍黄铁矿和针硫镍矿的可浮性介于黄铜矿与磁黄铁矿之间。镍黄铁矿在弱酸性、弱碱性或中性介质中均能获得较好浮选;针硫镍矿在弱酸性、中性或弱碱性介质中也可用丁基黄药较好浮选;含镍磁黄铁矿适于在酸性或弱酸性介质中浮选，但浮选速度较慢。

镍黄铁矿、针硫镍矿和含镍磁黄铁矿三者均可用石灰抑制，但其程度不同。磁黄铁矿较易抑制，而抑制镍黄铁矿和针硫镍矿则要求过量石灰。与磁黄铁矿和黄铁矿不同，其他碱不抑制镍黄铁矿和针硫镍矿。单独使用石灰分离镍黄铁矿和黄铜矿的效果不够好，通常需加少量氰化物来抑制镍黄铁矿。镍黄铁矿能较快地被空气中的氧所氧化，在其表面生成氢氧化铁膜，可浮性下降，磁黄铁矿比镍黄铁矿在空气中氧化更快。硫酸铜是镍黄铁矿，尤其是磁黄铁矿的活化剂。镍矿物被石灰(而不是被氧化物)抑制后，可用硫酸铜再活化。为了改善硫酸铜对镍矿物的活化，有时需预先添加少量硫化钠。

硅酸镍矿物目前尚不能用工业浮选法选出，因此，矿石中的硅酸镍含量的多少是影响镍回收率高低的重要因素。

基于铜镍矿石的性质，其浮选工艺具有下列特点：浮选流程较简单、浮选时间长、精选次数少、分散精选多点出精矿，尽早回收镍矿物;镍精矿品位一般为4~8%，高者可达13~15%。脱除磁黄铁矿以及滑石、绿泥石、阳起石、蛇纹石、云母等易浮脉石是改善镍精矿质量的关键;为强化镍矿物浮选，常采用混合捕收剂;为脱除磁黄铁矿常采用浮选和磁选联合流程。

(3)铜镍矿石的浮选流程

浮选硫化铜镍矿石时，常采用浮选硫化铜矿物的捕收剂和起泡剂。确定浮选流程的一个基本原则是，宁可使铜进入镍精矿，而尽可能避免镍进入铜精矿。因为铜精矿中的镍在冶炼过程中损失大，而镍精矿中的铜可以得到较完全的回收。铜镍矿石浮选具有下列四种基本流程：

(4)直接优先浮选或部分优先浮选流程

当矿石中含铜比含镍量高得多时，可采用这种流程(下图)，可把铜选成单独精矿。该流程的优点是，可直接获得含镍较低的铜精矿。

直接优先浮选或部分优先浮选流程

(5)混合浮选流程

用于选别含铜低于镍的矿石，所得铜镍混合精矿直接冶炼成高冰镍(下图)。

混合浮选流程

从矿石中混合浮选铜镍，再从混合精矿中分选出含低镍的铜精藏和含铜镍精矿。该镍精矿经冶炼后，获得高冰镍，对高冰镍再进行浮选分离。该流程如下图所示。

混合-优先浮选流程

(7)混合-优先浮选并从混合浮选尾矿中再回收部分镍

当矿石中各种镍矿物的可浮性有很大差异时，铜镍混合浮选后，再从其尾矿中进一步回收可浮性差的含镍矿物(下图)。

混合-优选浮选并从混合浮选尾矿中再回收部分镍

(8)铜镍分离

铜是镍冶炼的有害杂质，而在铜镍矿石中铜品位又具有工业回收价值，因此铜镍分离技术是铜镍矿石选矿中的一个重要课题。铜镍分离技术分为铜镍混合精矿分离和高冰镍分离工艺两种。通常，铜镍矿物粒度较粗且彼此嵌布关系不甚紧密的矿石，多采用混合精矿分离方法;而对铜镍矿物粒度细且彼此嵌布十分致密的矿石，则多采用高冰镍分离工艺。

(9)铜镍混合精矿分离工艺

目前，该工艺最常用的分离方法为石灰-氰化物法和石灰-硫化钠法，有时采用矿浆加温措施会改善分离效果。此外，还有亚硫酸氢盐法等。

(10)高冰镍混合精矿分离工艺

该工艺比分离熔炼和水冶处理方法有更好的技术经济效果，故应用较广。

高冰镍的组成主要有硫化铜(Cu2S)和硫化镍(Ni3S2)，其次是Cu-Ni合金，此外还有钴和铂族金属以及一些铁杂质。高冰镍的组成可在冶炼过程中人为的控制。含铁量和冷却速度是高冰镍浮选分离的两个主要因素，它们不仅影响高冰镍的物质组成，而且影响其晶体结构。

铁是高冰镍分离浮选的有害杂质，它可导致高冰镍的组成复杂化。当含铁量﹤1%时，会出现类似斑铜矿和镍黄铁矿的化合物，而不利于浮选，并影响钴的回收;当铁含量﹥4%时，不仅使高冰镍组成更为复杂，晶体结构也变得更细，而不利于浮选。生产经验表明，高冰镍中铁含量以控制在2～4%范围内为宜。

高冰镍的冷却速度对其分离也有很大影响。当其从800℃缓慢冷却至200℃时，铜和镍矿物的结晶粒度变粗，特别是当缓冷温度降至510～520℃时，硫化镍发生晶变，由-NiS2转变为a-Ni3S2，使溶于硫化镍中的硫化铜析出，从而有利于降低硫化镍矿中的含铜量。因此，保证高冰镍的缓冷速度，可以改善高冰镍浮选的分离效果。

2.氧化镍矿处理

氧化镍矿中的镍红土矿含铁高，含硅镁低，含镍为1~2 %;而硅酸镍矿含铁低，含硅镁高，含镍为1.6~ 4.0%。目前，氧化镍矿的开发利用是以镍红土矿为主。由于氧化镍矿中的镍常以类质同象分散在脉石矿物中，且粒度很细，采用机械选矿方法直接处理，难以获得良好效果。矿石经焙烧处理改变矿物结构后，虽可取得较好技术指标，但费用较高，尚未用于工业生产。

目前，氧化镍矿处理多采用破碎、筛分等工序预先除去风化程度弱、含镍低的大块基岩矿块，富集比较低。近年来，由于炼镍技术的不断发展和镍消耗量的增加以及硫化镍富矿资源的不断减少，氧化镍矿的开发利用日益受到重视。氧化镍矿床一般埋藏较浅，适于露天大规模开采，亦可进行选择性开采。由于采矿成本较低，与硫化镍矿相比，具有一定的竞争能力。

氧化镍矿的冶炼富集方法，可分为火法和湿法两大类。火法冶炼又可分为造锍熔炼、镍铁法和粒铁法。湿法冶炼又有还原焙烧-常压氨浸法、高压酸浸法等。

火法冶炼中的回转窑粒铣法，属于古老方法，其缺点是，流程复杂，粒铁含镍低，镍回收率低，不能回收钴;电炉熔炼的特点是镍回收率高，一部分钻进入镍铁，可在精炼过程中回收，该法适于处理硅镁镍矿。当其用于含铁高的红土矿时，铁的回收率较低，且电能消耗较大。

湿法冶炼中的常压氨浸法，具有钴回收率较低的缺点;而高压酸浸法适合于处理含硅酸镁低的氧化镍矿。

目前，氧化镍的处理多采用电炉炼冰镍法;而回转窑炼粒铁法已少见。湿法冶炼方法，如氨浸和酸浸法等已在工业上应用。其他氧化镍新冶炼方法，如高温氯化、硫酸化焙烧等提取工艺，目前仍处于研究阶段，已取得一定进展。