某低品位铜镍矿选矿试验研究_百科知识_行业资讯

新疆某铜镍矿原矿中的镍、铜品位不高，分别为0.39％、0.26％，矿石中镍、铜的氧化率也不高，对镍、铜而言，该矿为原生硫化矿。其中主要金属矿物为磁黄铁矿，其次为黄铜矿、镍黄铁矿、磁铁矿，还有少量的墨铜矿、黄铁矿，偶尔可见辉铜矿、蓝辉铜矿、闪锌矿、尖晶石等矿物。脉石矿物主要为滑石、蛇纹石、碳酸盐类矿物，其次为绿泥石、云母类矿物，还有少量的辉石、橄榄石等矿物。

一、原矿性质

（一）原矿的化学成分分析

原矿主要化学成分分析结果见表1。

表1 矿石主要化学成分分析结果

元素	Ni	Cu	Pb	Al₂O₃	S	Fe	CaO	Co	As	SiO₂	MgO	K₂O	Na₂O	Ag*	Au*
质量分数	0.39	0.26	0.023	3.74	2.29	10.56	3.88	0.016	0.16	39.97	29.41	0.20	0.84	6.47	0.10

*Au、Ag为g/t

（二）铜、镍、铁物相分析

矿石中铜、镍、铁的化学物相分析结果见表2。

表2 铜、镍、铁化学物相分析结果

相别	氧化铜中铜	硫化铜中铜	墨铜矿中铜	总铜	氧化镍中镍	硫化镍中镍	硅酸盐中镍
含量	0.011	0.222	0.025	0.258	0.016	0.341	0.032
点有率	4.26	86.05	9.69	100.0	4.11	87.66	8.23
相别	总镍	磁性铁中铁	赤褐铁矿中铁	硅酸盐中铁	硫化铁中铁	总铁
含量	0.389	3.37	0.49	1.91	4.79	10.56
点有率	100.0	31.91	4.64	18.09	45.36	100.0

（三）矿石的结构构造及矿物组成

该铜镍矿矿石主要呈细脉浸染构造，有价矿物呈细脉状弥散于矿石中。矿石最主要结构为海绵晶铁结构，即显微镜下有用矿物充填在脉石矿物颗粒粒间空隙中。镍黄铁矿、磁黄铁矿及黄铜矿以粒状结构共生，组成硫化物脉。硫化矿物存在半自形、它型结构，出现在脉石矿物中；磁铁矿以粗细不等的脉状穿插结构，但主要是细脉穿插结构出现在镍黄铁矿解理中；黄铜矿以细脉充填结构出现在脉石矿物裂隙中；墨铜矿以镶边结构存在于黄铜矿、磁黄铁矿及镍黄铁矿磁铁矿表面。滑石以细脉穿插、镶边结构出现在脉石矿物裂隙中或周边。

金属矿物主要为磁铁矿、磁黄铁矿，其次为镍黄铁矿、黄铜矿，还有少量的墨铜矿、黄铁矿，偶尔可见辉铜矿、蓝辉铜矿、尖晶石、紫硫镍矿、方铅矿等矿物。脉石矿物主要为橄榄石、闪石类矿物，其次为蛇纹石、滑石、辉石类矿物，有一些绿泥石、碳酸盐类矿物，还有少量的长石、云母类矿物，以及微量的其他矿物。矿物组成及相对含量见表3。

表3 原矿的矿物组成及相对含量

金属矿物		脉石矿物
矿物名称	含量	矿物名称	含量
镍黄铁矿	1.03	橄榄石	30.60
紫硫镍矿	1.03	闪石	15.78
黄铜矿	0.72	滑石	10.69
辉铜矿		蛇纹石	10.21
蓝辉铜矿		辉石	10.05
墨铜矿	0.13	绿泥石	5.48
磁黄铁矿	3.19	碳酸盐	3.20
黄铁矿	3.19	长石	2.10
磁铁矿	4.65	云母	1.92
方铅矿	0.03	其它	0.23
总计	100.0

二、流程方案的选择

该矿氧化镁含量高达29.41%，脉石矿物以滑石、蛇纹石为主。针对矿石的特点，进行了两种工艺流程的探索试验：铜镍混选一铜镍分离和预先脱滑石一铜镍混选一铜镍分离。考虑到铜镍混选前不进行预先脱除滑石，部分易浮滑石、蛇纹石进入到粗精矿中，容易造成中矿产率大、精选效率低、药剂用量大，且铜镍精选作业中部分易浮的滑石、蛇纹石不容易被CMC抑制，造成铜镍分离后镍精矿中氧化镁含量偏高。为了降低滑石、蛇纹石对选别过程的影响，利用其浮游性好的特点，预先将其先选别出来，会降低这些矿物对流程的影响。因此后续试验采用预先浮选滑石-铜镍混浮一混合精矿分离工艺流程。

三、选矿工艺研究

（一）滑石浮选捕收剂种类试验

表4 滑石浮选捕收剂种类试验结果

捕收剂种类及用量/(g·t^－1)	产品名称	产率	品位		回收率
捕收剂种类及用量/(g·t^－1)	产品名称	产率	Cu	Ni	Cu	Ni
MIBC 30＋20	滑石	11.98	0.28	0.23	12.79	7.10
	尾矿	88.02	0.26	0.41	87.21	92.90
	原矿	100.0	0.26	0.39	100.0	100.0
BK204 30＋20	滑石	9.46	0.18	0.11	6.51	2.66
	尾矿	90.54	0.27	0.42	93.49	97.34
	原矿	100.0	0.26	0.39	100.0	100.0
BK205 30＋20	滑石	13.66	0.33	0.31	17.28	10.93
	尾矿	86.34	0.25	0.40	82.72	89.07
	原矿	100.0	0.26	0.39	100.0	100.0
松醇油 30＋20	滑石	14.50	0.35	0.33	19.19	12.28
	尾矿	85.50	0.25	0.40	80.81	87.72
	原矿	100.0	0.26	0.39	100.0	100.0

从表4的试验结果可以看出，BK－204作为滑石的捕收剂，对该矿石中的滑石具有较好的选择性，损失在滑石中的铜、镍矿物最少。因此，后续试验采用BK－204作为滑石的捕收剂。

（二）铜镍混合粗选条件试验

1、碳酸钠用量试验

固定条件：原矿磨至－74μm占70%，水玻璃用量l000g/t，CMC用量100g/t，Z－200与乙基黄药作铜镍矿物捕收剂，用量分别为20g/t和30g/t，起泡剂BK－204用量10g/t。

图1 碳酸钠用量试验结果

1一铜品位；2一镍品位；3－MgO品位；

4一铜回收率；5一镍回收率；下同

从图1的试验结果看，随着碳酸钠用量的增加，铜镍粗精矿品位变化不大，但铜镍回收率逐渐增加，铜镍粗精矿MgO含量逐渐降低，综合考虑后续试验碳酸钠用量选用l000g/t。

2、CMC用量试验

由于矿石中含MgO高达29.41%，且大部分以极易上浮的滑石、蛇纹石形式存在于矿石中，为提高混合精矿品位并降低精矿中Mg0的含量，进行了CMC用量试验。固定条件：原矿磨至－74μm占70%，水玻璃用量1000g/t，碳酸钠用量l000g/t，采用Z－200与乙基黄药作铜镍矿物捕收剂，用量分别为20g/t和30g/t，起泡剂BK－204用量log/t。

从图2中可以看出，随着CMC用量的增加，铜镍混合精矿品位也随之提高，MgO含量降低，但铜镍回收率随着减少。合适的CMC用量为100g/t。

图2 CMC用量试验结果

3、水玻璃用量试验

固定条件：原矿磨至－74μm占70%，碳酸钠用量l000g/t，采用Z－200与乙基黄药作铜镍矿物捕收剂，用量分别为20g/t和30g/t，起泡剂BK－204用量10 g/t。

图3 水玻璃用量试验结果

从图3的试验结果可以看出，随着水玻璃用量的增加，铜镍混合粗精矿品位逐渐提高，MgO含量降低，但水玻璃用量过大对铜、镍矿物有所抑制，合适的水玻璃用量为1000g/t。

4、六偏磷酸钠用量试验

固定条件：原矿磨至－74μm占70%，碳酸钠用量1000g/t，水玻璃用量l000g/t，采用Z－200与乙基黄药作铜镍矿物捕收剂，用量分别为20g/t和30g/t，起泡剂BK－204用量10g/t。

图4 六偏磷酸钠用量试验结果

从图4的试验结果可以看出，随着六偏磷酸钠用量的增加，铜镍混合精矿中，MgO含量变化不大，且铜、镍回收率都有所下降，当六偏磷酸钠用量从0g/t，增加到160g/t时，镍回收率从70.17%下降到65.24%。因此后续试验不加六偏磷酸钠。

5、浮选温度试验

固定条件：原矿磨至－74μm占70%，碳酸钠用量l000g/t，水玻璃用量l000g/t，CMC用量100g/t。采用Z－200与乙基黄药作铜镍矿物捕收剂，用量分别为20g/t和30g/t，起泡剂BK－204用量l0g/t。

图5 浮选温度试验结果

1一铜品位；2一镍品位；3一铜回收率；4一镍回收率；下同

从图5的试验结果可以看出，随着浮选温度的升高，损失在滑石中的铜镍矿物有所增加，尤其是铜矿物从5℃的3.47%上升到41℃的6.94%。

6、捕收剂种类试验

本试验选择了几种典型的捕收剂进行了对比试验，表5的试验结果表明，铜镍混浮采用Z－200与丁基黄药组合药剂作捕收剂，所获得的混合精矿铜镍回收率都高。在后续的试验中选用Z－200与丁基黄药组合作为铜镍混选的捕收剂。

表5 捕收剂种类试验结果

捕收剂种类及用量 /（g·t^－1）	产品名称	产率	品位		回收率
捕收剂种类及用量 /（g·t^－1）	产品名称	产率	Cu	Ni	Cu	Ni
Z－200 50＋30	铜镍混合粗精矿	19.69	1.01	1.43	73.78	67.35
	尾矿	80.31	0.088	0.17	26.22	32.65
	滑石浮选尾矿	100.0	0.27	0.42	100.0	100.0
乙基黄药 50＋30	铜镍混合粗精矿	9.63	1.89	2.25	67.49	52.15
	尾矿	90.37	0.97	0.22	32.51	47.85
	滑石浮选尾矿	100.0	0.27	0.42	100.0	100.0
丁基黄药 50＋30	铜镍混合粗精矿	13.30	1.43	2.10	73.03	66.81
	尾矿	86.70	0.081	0.16	26.97	33.19
	滑石浮选尾矿	100.0	0.27	0.42	100.0	100.0
SN－9 50＋30	铜镍混合粗精矿	9.67	1.89	2.24	68.27	52.14
	尾矿	90.33	0.094	0.22	31.73	47.86
	滑石浮选尾矿	100.0	0.27	0.42	100.0	100.0
Y－89 50＋30	铜镍混合粗精矿	13.36	1.42	2.19	71.80	69.24
	尾矿	86.64	0.086	0.15	28.20	30.76
	滑石浮选尾矿	100.0	0.27	0.42	100.0	100.0
BJ－301A 50＋30	铜镍混合粗精矿	20.35	1.01	1.43	75.44	69.54
	尾矿	79.6	0.084	0.16	24.5	30.46
	滑石浮选尾矿	100.0	0.27	0.42	100.0	100.0
Z－200 20＋10 丁基黄药 30＋20	铜镍混合粗精矿	16.61	1.26	1.84	76.29	72.36
	尾矿	83.39	0.078	0.14	23.71	27.64
	滑石浮选尾矿	100.0	0.27	0.42	100.0	100.0
Z－200 20＋10 乙基黄药 30＋20	铜镍混合粗精矿	15.55	1.30	1.87	74.48	69.65
	尾矿	84.45	0.082	0.15	25.52	30.35
	滑石浮选尾矿	100.0	0.27	0.42	100.0	100.0

7、磨矿细度试验

从图6可以看出，随磨矿细度的增加，滑石所占铜、镍回收率变化不大，铜、镍粗选回收率有所增加，—74μm占70%时，铜、镍的回收率分别为71.54%、69.51%，当细度再增加时，铜、镍回收率变化不大。确定后续试验选用－74μm占70％的磨矿细度。

图6 磨矿细度试验结果

8、硫酸铜用量试验

从前面的试验可以看出，原矿中铜矿物的可浮性要优于镍矿物，因此本次试验考察硫酸铜对镍矿物的活化效果。试验流程见图7。结果表明，随着硫酸铜用量的增加，铜、镍回收率下降。因此后续试验中不添加硫酸铜。

图7 硫酸铜用最试验结果

（三）精选条件试验

1、精选碳酸钠用量试验

图8 精选碳酸钠用量试验结果

1一铜品位；2一镍品位；3－MgO品位；4一铜回收率；5－镍回收率

图8的试验结果表明，随着碳酸钠用量的增加混合精矿品位提高，氧化镁含量降低，合适的碳酸钠用量为500g/t。

2、精选CMC用量试验

图9表明，随着CMC用量的增加，混合精矿的品位也随着提高，Mg0含量也逐渐降低，但CMC用量过大对铜、镍矿物均有抑制作用，合适的CMC用量是50g/t。

图9 精选CMC用量试验结果

（四）铜镍分离试验

1、铜镍分离石灰用量试验

由于在不同pH值条件下，铜镍硫化矿的可浮性存在明显的差异，因此进行了铜镍分离石灰用量试验，试验结果见表6。

表6 铜镍分离石灰用量试验结果

石灰用量 /（g·t^－1）	产品名称	产率	品位		回收率
石灰用量 /（g·t^－1）	产品名称	产率	Cu	Ni	Cu	Ni
500 pH11.7	铜精矿	46.63	8.38	5.91	69.65	33.69
	镍精矿	53.37	3.19	10.16	30.35	66.31
	铜镍混合精矿	100.0	5.61	8.18	100.0	100.0
800 pH12.5	铜精矿	32.85	12.41	3.38	72.27	13.59
	镍精矿	67.15	2.33	10.51	27.73	86.41
	铜镍混合精矿	100.0	5.64	8.17	100.0	100.0
1200 pH12.8	铜精矿	30.11	14.05	1.68	75.26	6.17
	镍精矿	69.89	1.99	11.01	24.74	93.83
	铜镍混合精矿	100.0	5.62	8.20	100.0	100.0
3000 pH13.0	铜精矿	28.80	14.80	1.46	75.82	5.14
	镍精矿	71.20	1.91	10.91	24.18	94.86
	铜镍混合精矿	100.0	5.62	8.19	100.0	100.0

从表6可以看出，随着石灰用量的增加，矿浆pH值升高，铜精矿中铜品位升高、镍品位降低，铜精矿中镍损失率减少。但试验结果同时表明，单独使用石灰抑镍浮铜效果不是很理想，部分易浮的镍矿物进入铜精矿。对铜镍精矿分别进行工艺矿物学研究表明，铜精矿中的镍矿物及镍精矿中的铜矿物绝大部分都以单体存在，只有极少数的铜镍连生体。为了寻求进一步改善铜镍分离效果的工艺措施，试验考察了先添加活性炭脱药后再加石灰抑制镍矿物工艺的分离效果。

2、活性炭脱药后铜镍分离试验

表7 活性炭脱药一铜镍分离试验结果

产品名称	产率	品位		回收率
产品名称	产率	Cu	Ni	Cu	Ni
铜精矿	17.21	22.4	0.91	68.76	1.93
中矿1	6.28	10.47	1.54	11.72	1.19
中矿2	10.73	4.56	4.14	8.73	5.47
镍精矿	65.79	0.92	11.29	10.80	91.42
铜镍混合精矿	100.0	5.61	8.13	100	100.0

从表7试验结果可以看出，经活性炭脱药后，采用石灰抑制镍矿物取得了较好的分离效果。

（五）开路试验

在条件试验的基础上，常温下对滑石浮选尾矿进行两次粗选、三次精选获得铜镍混合精矿；混合粗选尾矿经三次扫选得最终尾矿；混合精矿采用活性炭脱药后，加石灰作为镍矿物的抑制剂，同时采用Z－200作为铜矿物的捕收剂，经过一次粗选、一次扫选和一次精选，获得铜精矿和镍精矿，试验结果见表8。

表8 开路试验结果

产品名称	产率	品位		回收率
产品名称	产率	Cu	Ni	Cu	Ni
滑石	5.74	0.076	0.092	1.71	1.37
中矿1	3.86	0.24	0.18	3.62	1.80
铜精矿	0.36	22.29	0.89	31.53	0.83
中矿2	0.13	10.45	1.54	5.16	0.50
中矿3	0.21	4.76	4.94	3.91	2.69
镍精矿	1.26	0.91	11.78	4.49	38.49
中矿4	1.26	1.34	1.81	6.61	5.91
中矿5	3.28	0.69	1.01	8.85	8.58
中矿6	8.24	0.33	0.58	10.64	12.38
中矿7	4.45	0.29	0.71	5.06	8.20
中矿8	1.76	0.25	0.38	1.73	1.74
中矿9	1.09	0.21	0.36	0.90	1.02
尾矿	68.36	0.059	0.098	15.79	16.48
原矿	100.0	0.26	0.39	100.0	100.0

（六）闭路试验

依据开路试验，对试验条件进行调整和优化后进行了闭路试验，工艺流程见图10，试验结果见表9。

图10 闭路试验工艺流程

表9 闭路试验结果

产品名称	产率	品位			回收率
产品名称	产率	Cu	Ni	MgO	Cu	Ni	MgO
滑石	6.84	0.11	0.089	38.65	2.84	1.57	9.00
铜精矿	0.85	20.58	0.89	1.89	66.38	1.96	0.05
镍精矿	2.73	0.95	10.46	5.61	9.80	73.80	0.52
铜镍混合精矿	3.58	5.62	8.18	4.72	76.18	75.76	0.57
尾矿	89.58	0.062	0.098	29.65	20.98	22.67	90.42
原矿	100.0	0.26	0.39	29.37	100.0	100.0	100.0

四、结论

（一）新疆某铜镍矿中的主要金属矿物为磁黄铁矿，其次为黄铜矿、镍黄铁矿、磁铁矿，还有少量的墨铜矿、黄铁矿，偶尔可见辉铜矿、蓝辉铜矿、闪锌矿、尖晶石等矿物。脉石矿物主要为滑石、蛇纹石、碳酸盐类矿物，其次为绿泥石、云母类矿物，还有少量的辉石、橄榄石等矿物。

（二）该铜镍矿属高氧化镁低品位铜镍矿，含铜0.26%，镍0.39%，氧化镁29.41%，采用预选浮选滑石一铜镍混选一铜镍分离工艺流程进行试验研究，最终取得了满意的指标，铜精矿含铜20.58%，铜回收率66.38%；镍精矿含镍10.46%，镍回收率73.80%。

某低品位铜镍矿选矿试验研究

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