硫化镍矿一般都含铜,只是各产地由于成矿重要任务的不同,含量有很大的差异,如加拿大的汤普森矿、澳大利亚西部镍矿含铜很低.镍铜比达到(10~13):1,而加拿大萨得伯里矿镍铜比达到1:1,俄罗斯诺里尔斯克矿、我国新疆喀拉通克矿则含铜量比含镍量高得多,绝大多数硫化镍矿中的镍铜比在1:(0.3~0.8),因此,硫化镍矿的冶金都有一个铜、镍分离的问题。加拿大国际镍公司铜崖冶炼厂1994年以前一直采用原矿镍铜分选 工艺,1994年后又采用了高镍锍铜镍分离的技术。因此世界上硫化镍矿提取冶金的镍铜分离基本上都是以高镍锍为对象。
高镍锍中的铜镍分离是进一步从高镍锍提镍的必经工序。然而,用火法冶金使镍与铜分离是困难的,只有在发明了铜镍分离技术,如蒙德法(即羰基法,1889年由英国人蒙德等人发明)、奥尔褔特法(即1890年美国奥尔褔特铜公司发明的分层熔炼法)等,才开始大规模地从硫化矿中生产外长,这些技术多年来是硫化镍矿生产的关键,实际上分层熔炼法在加拿大规模地从硫化镍阳极电解法、羰基法、氧气浸出—电积法、 粗镍电解精炼法、硫酸浸出—电积法、加压氨浸—氢还原法等分离精炼技术将分章给予介绍。本章只讨论高镍锍的磨浮分离铜镍。
这是20世纪40年代才发展起来的一种离镍锍分离工艺。由于其成本低、效率高,一经问世就备受表睐,并发展成为迄今为止最重要的高镍锍铜镍分离方法,其理论依据是,当高镍锍从转炉倒出时,温度帽1205℃降至927℃过程中,铜、镍和锍在熔体中不完全混熔。当温度降至920℃时硫化亚铜(Cu2S)首先结晶析出,继续冷却至800℃时,铂族金属的捕收剂—铜铁镍合金晶体开始析出。β—Ni3S2的结晶温度为725℃,且大部分在共晶点(即所有液相全部凝固的最低温度)575℃时结晶出来,所以总是作为其底矿物以充填的形式分布于枝晶铜矿中,β—Ni3S2相含铜约6%。固体高镍锍继续冷却达到类共晶温度为520℃。Cu2S及合金相从固体Ni3S2中扩散出来,其中铜的溶解度下降为约2.5%,至390℃Ni3S2中的铜的溶解则小于0.5%,在此温度下,即不再有明显的析出现象发生。此时,Cu2S晶体粒径已达到几百µm,共晶生成的微粒晶体完全消失,只剩一种粗大的容易解离且易采用普通方法选别的Cu2S晶体。而合金则聚集长大到250µm,一般为50~200µm,且自形晶体程度较好,光片中多为自形的六面体或八面体出现,呈等粒状,周边平直,容易单体解离,具延展性和强磁性,采用磁选方法就能予以回收。