馮立偉，劉緒光（吉恩鎳業(yè)股份有限公司選礦廠，吉林 磐石 132311）

提高某銅鎳礦石洗礦礦漿鎳回收率的工業(yè)實(shí)踐

馮立偉，劉緒光（吉恩鎳業(yè)股份有限公司選礦廠，吉林 磐石 132311）

在充分研究實(shí)際生產(chǎn)問題的基礎(chǔ)上，采用新的工藝流程進(jìn)行工業(yè)實(shí)踐,使鎳精礦鎳回收率由52.3%提高到68.9%,年可新增效益千萬元，具有一定推廣價(jià)值。

銅鎳硫化礦；回收率；洗礦礦漿；脫泥

1 前言

吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司選礦廠日處理銅鎳硫化礦礦石1 500t，礦石主要來源于紅旗嶺地區(qū)一號(hào)礦體和七號(hào)礦體。由于兩個(gè)礦體均屬井下高進(jìn)路膠結(jié)充填法采礦，不但采礦礦石粒度小，而且在采掘運(yùn)輸過程中易產(chǎn)生大量原生與次生礦泥。為此，選礦廠在碎礦預(yù)先篩分作業(yè)前，增設(shè)了洗礦作業(yè)。按原礦含泥量占8%、鎳品位1%計(jì)算，日洗礦礦泥可達(dá)120t，鎳金屬含量達(dá)到1.2t。自1976年起，歷經(jīng)濃密機(jī)沉淀后浮選、濃泥斗脫泥浮選、板框壓濾機(jī)脫水浮選、直接浮選等5次技改均效果不佳。2008年6月，針對(duì)這部分洗礦礦漿設(shè)計(jì)的鎳金屬回收工藝運(yùn)行，但生產(chǎn)指標(biāo)偏低，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。針對(duì)此問題，提出了通過工藝及設(shè)備改進(jìn)提高技術(shù)指標(biāo)的整改方案，保障了該工藝順利達(dá)產(chǎn)并在工業(yè)實(shí)踐中取得了良好的生產(chǎn)指標(biāo)。

2 礦石性質(zhì)

紅旗嶺銅鎳硫化礦礦床類型屬深部巖漿熔離貫入型，主要礦石礦物有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦及少量紫硫鎳礦，硫化礦物約占礦石總量的20%左右，磁黃鐵礦占硫化物的50%～60%。銅的主要目的礦物黃銅礦多以不規(guī)則狀產(chǎn)出在磁黃鐵礦中，呈細(xì)粒嵌布。少部分黃銅礦在脈石礦物中呈片狀、浸染狀產(chǎn)出。鎳黃鐵礦、針鎳礦基本不含銅。鎳的主要載體礦物為磁黃鐵礦，鎳黃鐵礦、黃鐵礦等與之緊密伴生。磁黃鐵礦中的鎳除呈類質(zhì)同象存在外，尚有部分鎳黃鐵礦呈火焰狀結(jié)構(gòu)嵌布其中，使其品位較高。

原礦石主要為斜方輝巖—蘇長巖含礦，由于自變作用和熱液作用，斜方輝石等礦物大部分經(jīng)纖閃石化、滑石化、綠泥石化、絹石化等變成纖閃石、滑石、綠泥石和絹石等，而主要含鎳礦物鎳黃鐵礦和含鎳磁黃鐵礦又是脆性易泥、易氧化的富含鐵硫化礦物，導(dǎo)致礦石含泥量較高，其脈石礦物中一般都含有0.1%的鎳。由于礦泥具有質(zhì)點(diǎn)小、比表面積大、表面鍵力不飽和等特性，會(huì)明顯的降低鎳回收率、鎳精礦品位并增加藥耗，給生產(chǎn)帶來不便。

3 洗礦礦漿鎳回收工藝簡(jiǎn)介

該工藝采用“重選—浮選聯(lián)合流程”處理碎礦車間洗礦中產(chǎn)生的大量洗礦礦漿，分為重選脫泥脫水單獨(dú)存儲(chǔ)部分與再磨浮選兩部分，其工藝流程見圖1所示。

圖1 洗礦礦漿鎳回收工藝流程圖

該工藝是利用Φ219mm管路將洗礦礦漿通過自流方式引入BL1500B型螺旋溜槽脫泥脫水，重選尾礦拋棄。重選精礦用砂泵輸送至儲(chǔ)礦倉脫水儲(chǔ)存（目的是瀝干水分并儲(chǔ)存足量礦砂滿足浮選連續(xù)穩(wěn)定作業(yè)要求）。儲(chǔ)礦礦倉精礦采用吊車給入Φ1 200×2 400溢流型球磨機(jī)進(jìn)行開路磨礦，溢流產(chǎn)品進(jìn)入浮選流程單獨(dú)浮選，浮選尾礦拋棄。

4 工藝指標(biāo)不達(dá)產(chǎn)的主要原因

4.1 重選工藝指標(biāo)

重選部分工藝由粗選9臺(tái)、精選3臺(tái)BL1500B型螺旋溜槽及中間儲(chǔ)礦倉組成，其主要目的是脫除細(xì)泥、提高礦漿入選濃度及穩(wěn)定礦漿流量。

在實(shí)際生產(chǎn)中，由于洗礦礦漿源自碎礦車間洗礦作業(yè)，其礦漿量受碎礦間斷性工作制度、洗礦水壓、礦石含泥量、礦石粒度影響，造成洗礦水礦漿流量極度不均，礦漿濃度極不穩(wěn)定。有時(shí)礦漿流量遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)的84m3/h，導(dǎo)致部分礦漿外溢，降低了重選精礦產(chǎn)品質(zhì)量與鎳回收率，增大了尾礦中的鎳金屬損失，導(dǎo)致跟班采樣所得試樣結(jié)果與實(shí)際情況有較大出入，單純依靠采樣所得數(shù)據(jù)不具代表性，不予采用。原工藝重選部分采樣指標(biāo)見表1所示。

表1 原工藝重選部分采樣指標(biāo) %

通過實(shí)際計(jì)量多個(gè)班次重選部分產(chǎn)品產(chǎn)率與品位后確定，其重選部分實(shí)際鎳金屬回收率大約在65%～75%。

4.2 開路再磨浮選工藝指標(biāo)

再磨浮選由MQY1200×2400溢流型球磨機(jī)及由GF系列浮選機(jī)組成。在原設(shè)計(jì)中，該工藝再磨浮選部分鎳回收率設(shè)計(jì)為83%、鎳精礦品位7.6%。該指標(biāo)是在小型試驗(yàn)中多次驗(yàn)證可達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，但在實(shí)際生產(chǎn)中，浮選鎳金屬回收率均值僅達(dá)到74.78%，鎳精礦品位6.77%，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。開路再磨浮選工藝指標(biāo)采樣結(jié)果見表2所示。

4.3 含泥尾礦損失較高

為確切掌握該工藝總尾礦礦漿中鎳金屬分布情況，對(duì)尾礦礦漿進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見表3所示。

（1）-0.045mm粒級(jí)部分：此部分占總產(chǎn)率的49.09%，金屬礦物占總金屬礦物的53.97%，金屬礦物與脈石礦物基本單體解離。泥化嚴(yán)重且礦物表面被大量礦泥污染是造成這部分損失的主要原因。

（2）+0.045～-0.074mm粒級(jí)部分：此部分占總產(chǎn)率的20.69%，金屬礦物占總金屬礦物的26.11%。部分金屬礦物與脈石礦物基本單體解離。

表2 洗礦泥回收鎳工藝浮選結(jié)果 %

表3 洗礦泥尾礦篩析結(jié)果

（3）+0.074mm粒級(jí)部分：此部分占總產(chǎn)率的30.23%，金屬礦物占總金屬礦物的19.92%。此部分由于原礦中粗粒單體礦物尚未單體解離或者粗粒重量較大，在氣泡上不能附著，導(dǎo)致浮游困難。

綜上所述，重選部分脫泥效果不佳，開路磨礦單體解離度不足是導(dǎo)致尾礦鎳金屬損失嚴(yán)重的主要原因。按原工藝重選部分鎳回收率70%，浮選部分鎳回收率為74.78%計(jì)算，則該工藝綜合回收率僅為52.3%。說明有47.7%的鎳金屬流失于尾礦當(dāng)中，日流失鎳金屬含量達(dá)到0.57t。

5 工藝改進(jìn)措施與工業(yè)實(shí)踐

5.1 取消重選工藝精選作業(yè)

按圖1所示流程，對(duì)重選螺旋溜槽脫泥脫水工藝粗精礦產(chǎn)品、精礦產(chǎn)品進(jìn)行篩分分析。篩析結(jié)果見表4所示。

由表4數(shù)據(jù)可見，重選粗精礦經(jīng)過精選后品位僅提高0.29%，鎳金屬含量提高較少，且各個(gè)級(jí)別產(chǎn)品產(chǎn)率、分布率基本相近，精選工藝作用效果不明顯。

表4 重選精礦與粗精礦粒級(jí)分布

綜上所述，針對(duì)上述原因?qū)χ剡x部分工藝進(jìn)行改造，取消精選作業(yè)，將3臺(tái)BL1500B型螺旋溜槽更改管路并入粗選作業(yè)，避免再次精選的不必要損失，同時(shí)提高重選作業(yè)的小時(shí)處理能力。

5.2 泥砂分選提高回收率

在球磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行期間，分兩次取MQY1200×2400球磨機(jī)溢流（細(xì)度分別為38%、45%），在試驗(yàn)室條件下進(jìn)行了球磨機(jī)溢流再磨與未磨浮選對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見表5所示。

表5 球磨機(jī)溢流再磨、未磨對(duì)比試驗(yàn)

由表5數(shù)據(jù)可見，經(jīng)試驗(yàn)室XMQ-240×90錐形球磨機(jī)5分鐘再磨后，浮選各項(xiàng)指標(biāo)均有很大程度提高，驗(yàn)證了上述分析原因，確定了目的金屬單體解離度不足是造成浮選部分技術(shù)指標(biāo)偏低的主要原因。

從利用現(xiàn)有設(shè)備、提高技術(shù)指標(biāo)的角度出發(fā)，考慮將洗礦礦漿鎳金屬回收工藝球磨機(jī)溢流引入主流程一段球磨機(jī)處的2FG-2400螺旋分級(jí)機(jī)中，通過分級(jí)將洗礦礦漿中過大顆粒引入一段球磨機(jī)再磨，合格溢流產(chǎn)品則隨著主流程礦漿進(jìn)入浮選系統(tǒng)。另外，將重選拋棄的尾礦引入原工藝浮選機(jī)中單獨(dú)選泥，有效解決了含泥尾礦鎳金屬流失嚴(yán)重的問題，盡可能的從細(xì)泥當(dāng)中回收鎳金屬。

6 工藝改進(jìn)后的技術(shù)指標(biāo)

6.1 洗礦礦漿礦砂部分

經(jīng)過工藝改進(jìn)后，洗礦礦漿鎳金屬回收工藝重選部分處理能力得到提高，精礦產(chǎn)率明顯增大，鎳回收率略有提高，取其鎳回收率為72%。

將球磨機(jī)溢流并入主流程后，因這部分礦漿較主流程產(chǎn)率較小，對(duì)主流程尾礦鎳品位與回收率未產(chǎn)生明顯影響，對(duì)工藝改進(jìn)后的主流程尾礦篩析結(jié)果見表6所示。認(rèn)為這部分鎳金屬隨著主流程選別，取得了與主流程相近的品位（7%）與回收率（85%），按這部分鎳金屬在主流程中的回收率為83%計(jì)算。

表6 改進(jìn)后主流程尾礦篩析結(jié)果

6.2 洗礦礦漿細(xì)泥部分

重選拋棄的尾礦含有大量細(xì)泥，因細(xì)泥量礦漿量不穩(wěn)定，經(jīng)單獨(dú)浮選取得的選礦指標(biāo)不穩(wěn)定，經(jīng)4次隨機(jī)取樣，其細(xì)泥單獨(dú)選別指標(biāo)見表7所示。

表7 含泥尾礦浮選指標(biāo) %

經(jīng)工藝改進(jìn)后，洗礦礦漿鎳金屬回收工藝鎳回收率為礦砂部分與細(xì)泥部分之和,即總回收率=72%×83%+28%×32.6%=68.9%。

7 結(jié)論

（1）通過工藝改進(jìn)，吉恩選礦廠洗礦礦漿鎳金屬回收工藝成功實(shí)現(xiàn)了泥砂分選的良好組合，最大程度上回收了損失在洗礦中的鎳金屬，使得該工藝順利達(dá)產(chǎn)。它有效避免了原設(shè)計(jì)中的不足，使工藝更為科學(xué)、合理，使鎳金屬得以充分回收,同時(shí)還在洗礦礦漿鎳金屬回收方面走出了一條新路。

（2）工藝改進(jìn)后的礦砂部分取得了與主流程相近的鎳精礦品位與鎳回收率，較之改進(jìn)前52.3%的鎳回收率，提高了鎳回收率16.6%,按電鎳10萬t/a計(jì)算，年可創(chuàng)效1 300余萬元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

（3）細(xì)粒級(jí)選別一直是選礦比較棘手的難題，此次鎳金屬回收工藝也不例外，其存在著微細(xì)礦泥中鎳金屬回收率不高的問題，有待今后考查予以解決。

[1] 苑中國，張曉滿，耿雋嵩等.提高洗礦漿金屬回收率工藝的改進(jìn)[J].黃金，2008，（8）.

[2] 郗愛華，任洪茂，張寶福等.吉林省紅旗嶺銅鎳硫化物礦床礦石學(xué)特性[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，（3）.

[3] 林國梁.礦石可選性研究[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1998.

[4] 張 編.浮選藥劑的組合使用[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1994.

[5] 龔明光.浮游選礦[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1988.

Industrial practice of improving nickel recovery rate of washing pulp of copper-nickel ore

On the basis of fully studying field problems,the new process was used in industrial practice.The result showed that the nickel recovery rate increased from 52.3%to 68.9%.Good benefit was obtained,and which was worth spreading.

villamaninite;recovery rate;washing pulp;desliming

1672-609X（2010）06-0001-04

TD923

B

2010-04-23

馮立偉（1972-），男，吉林磐石人，工程師，吉恩鎳業(yè)選礦廠生產(chǎn)廠長，從事選礦技術(shù)研究及管理工作。