霸慧文 熊馨 陳攀

摘要：某銅鎳礦石含銅0.28 %、鎳1.11 %，采用銅鎳混合浮選流程，捕收劑為復(fù)合黃藥+C125，銅、鎳回收率分別為93.20 %、81.50 %。為進(jìn)一步提高銅、鎳的回收率，研發(fā)了新型銅鎳捕收劑P601，并采用一次粗選快速選出部分易浮的銅鎳礦得到銅鎳混合精礦1，兩段掃選合并中礦再選得到銅鎳混合精礦2的選礦流程，獲得的閉路試驗指標(biāo)為銅鎳混合精礦含銅2.05 ％、銅回收率96.32 ％，含鎳7.33 %、鎳回收率85.50 %。銅回收率提高3.12百分點，鎳回收率提高4百分點。新型銅鎳捕收劑P601具有用量小、環(huán)保高效等特點，實現(xiàn)了銅鎳資源的充分回收利用。

關(guān)鍵詞：硫化鎳礦；銅鎳礦；磁黃鐵礦；混合浮選；捕收劑

中圖分類號：TD952文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2023）03-0038-05doi：10.11792/hj20230309

引 言

鎳是一種重要的金屬元素，具有良好的機械強度、延展性和磁性，以及較高的化學(xué)穩(wěn)定性，耐高溫，抗腐蝕，能夠高度磨光，廣泛應(yīng)用于航空、特殊合金、電池、催化劑、磁性材料等領(lǐng)域。鎳資源主要分為硫化鎳礦和紅土鎳礦，中國以硫化鎳礦為主^［1-2］。硫化鎳礦一般先通過選礦得到鎳精礦或銅鎳混合精礦，再經(jīng)火法或濕法冶煉得到鎳金屬，進(jìn)而加工成合金或其他材料。硫化銅鎳礦中含鎳礦物主要為鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦，含銅礦物主要為黃銅礦、方黃銅礦，其他硫化礦物還包括黃鐵礦、磁黃鐵礦。脈石礦物主要為含鎂的硅酸鹽礦物，如輝石、橄欖石、滑石、蛇紋石等。銅鎳礦礦物組成復(fù)雜多樣，且其中的硫化礦物易氧化、脈石礦物易泥化，選礦難度較大^［3-4］。某銅鎳礦石采用銅鎳混合浮選，捕收劑為復(fù)合黃藥（丁基黃藥+丁銨黑藥）+C125，由于鎳的主要載體礦物是磁黃鐵礦，可浮性相對較差，現(xiàn)場銅、鎳回收率分別為93.20 %、81.50 %。為了進(jìn)一步提高銅、鎳的回收率，針對該銅鎳礦石賦存特點，經(jīng)過多種藥劑比選復(fù)配研制出適合該礦石銅鎳混合浮選的環(huán)保清潔捕收劑P601，不僅提高了銅、鎳回收率，還降低了藥劑用量，進(jìn)一步提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分

某銅鎳礦石中鎳品位為1.11 ％，銅品位為0.28 ％，為低品位硫化銅鎳礦石，其主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。銅、鎳物相分析結(jié)果分別見表2、表3。由表2、表3可知，銅、鎳均主要以硫化物形式存在。

1.2 礦物組成

礦石中金屬礦物主要有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦及少量紫硫鎳礦，硫化礦物占金屬礦物總量的20 %左右，而磁黃鐵礦又占硫化礦物的50 %～60 %。脈石礦物主要為纖閃石、滑石、綠泥石等。鎳的主要載體礦物是磁黃鐵礦。部分鎳除呈類質(zhì)同象取代了磁黃鐵礦晶格中的鐵形成含鎳磁黃鐵礦外，尚有鎳黃鐵礦呈極細(xì)的火焰狀小顆粒在磁黃鐵礦顆粒間連續(xù)分布，呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。故通常磁黃鐵礦含鎳1 %左右。黃銅礦多以不規(guī)則狀在磁黃鐵礦中細(xì)粒嵌布。鎳黃鐵礦基本不含銅。

2 選礦試驗結(jié)果與討論

2.1 優(yōu)先脫除含鎂細(xì)泥浮選試驗

硫化鎳礦浮選工藝主要包括混合浮選與優(yōu)先浮選，其中混合浮選應(yīng)用最廣泛，按常見的工藝類型又包括階段磨浮、脫泥—浮選、中礦集中處理等。硫化鎳礦混合浮選工藝首先將硫化礦與硅酸鹽脈石礦物進(jìn)行浮選分離，銅、鎳硫化礦物共同進(jìn)入泡沫產(chǎn)品，得到混合精礦，再經(jīng)分離浮選得到銅精礦、鎳精礦，或在冶煉過程中分離銅鎳^［5-6］。

該礦石中主要目的礦物為鎳黃鐵礦、含鎳磁黃鐵礦及黃銅礦。為了提高鎳回收率，須將含鎳磁黃鐵礦選入銅鎳混合精礦中。原礦中主要脈石礦物為纖閃石、滑石、綠泥石等易泥化礦物，而含鎳礦物鎳黃鐵礦和含鎳磁黃鐵礦又是脆性易泥、易氧化富含鐵的硫化礦物，導(dǎo)致礦石含泥量較高。由于礦泥具有質(zhì)點小、比表面積大等特性，影響鎳品位及回收率^［7-8］。因此，采取預(yù)先脫泥的措施減少礦泥對浮選指標(biāo)的影響。試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表4。

從表4試驗結(jié)果可以看出：原礦預(yù)先脫泥，泥產(chǎn)率為6.13 %，泥中含鎳0.36 %，泥中鎳回收率為2.15 %，鎳總回收率為82.18 %。說明原礦中鎳在微細(xì)粒級中有一定含量，采用預(yù)先脫泥鎳損失率較高。

2.2 不脫泥銅鎳混合浮選探索試驗

尾礦中的鎳礦物主要由未及時上浮的含鎳磁黃鐵礦、過粉碎的鎳黃鐵礦及選礦不易回收部分組成，鎳金屬主要損失于細(xì)粒級礦物中，采用預(yù)先脫泥鎳損失率較高。因此，選擇不脫泥進(jìn)行銅鎳混合浮選探索試驗。試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見表5。

從表5試驗結(jié)果可以看出：采用不脫泥銅鎳混合浮選流程，銅鎳混合精礦鎳品位9.74 %，鎳總回收率83.90 %，微細(xì)粒級中鎳部分得到回收，因此原礦選礦原則流程以不脫泥銅鎳混合浮選流程較為適宜。

2.3 銅鎳混合浮選調(diào)整劑和捕收劑用量正交試驗

由于原礦中天然可浮性好、易泥化的脈石礦物在混合浮選過程中會進(jìn)入混合精礦，不僅降低了混合精礦品位，而且給銅鎳分離帶來一定困難。此外，由于不同的含鎳礦物表面化學(xué)不均勻性，其對捕收劑具有不同的活性，且不同捕收劑吸附能力也不同^［9-10］。因此，進(jìn)行調(diào)整劑和捕收劑用量正交試驗，調(diào)整劑選擇碳酸鈉、CMC（水平均為300 g/t、400 g/t、500 g/t）、硫酸銅（水平30 g/t、40 g/t、50 g/t），捕收劑選擇P601（新型藥劑，水平85 g/t、95 g/t、105 g/t）和復(fù)合黃藥（50 g/t）。正交試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見表6。

從表6試驗結(jié)果可以看出：正交試驗中各因素對鎳品位的影響差別不大，對鎳回收率影響從大到小順序為CMC＞碳酸鈉＞P601+復(fù)合黃藥＞硫酸銅，綜合評價各藥劑適宜用量為CMC 500 g/t、碳酸鈉400 g/t、 P601+復(fù)合黃藥（95+50）g/t、硫酸銅30 g/t。

2.4 銅鎳混合浮選閉路試驗

閉路試驗采用一次粗選快速選出部分易浮的銅鎳礦得到銅鎳混合精礦1，而后采用兩段掃選合并中礦再選得到銅鎳混合精礦2，中礦按照不同含量返回適宜的選別作業(yè)。銅鎳混合浮選閉路試驗流程見圖4，試驗結(jié)果見表7。

從表7試驗結(jié)果可以看出：采用該流程選別，得到的2個銅鎳混合精礦加權(quán)平均鎳品位為7.33 %、鎳回收率為85.50 %，銅品位為2.05 %、銅回收率為96.32 %。

2.5 藥劑成本核算

采用新型藥劑進(jìn)行銅鎳混合浮選，選礦指標(biāo)較好，按照選礦廠實際采用的藥劑制度和試驗采用的藥劑制度進(jìn)行藥劑成本核算，結(jié)果見表8。從表8可以看出：選礦廠生產(chǎn)1 t原礦藥劑成本為19.72元，采用試驗用藥劑制度，生產(chǎn)1 t原礦藥劑成本為13.847元，每噸可節(jié)約藥劑成本5.873元。

3 結(jié) 論

1）某銅鎳礦石中鎳品位為1.11 ％，銅品位為0.28 ％，為低品位硫化銅鎳礦石。原礦中脈石礦物主要為纖閃石、滑石、綠泥石等易泥化礦物，且含鎳礦物鎳黃鐵礦和含鎳磁黃鐵礦又是脆性易泥、易氧化富含鐵的硫化礦物，導(dǎo)致礦石含泥量較高。采用預(yù)先脫泥浮選工藝，盡管浮選藥劑有所減少，但銅、鎳的損失增加，流程復(fù)雜，故不宜采用預(yù)先脫泥工藝。

2）采用不脫泥銅鎳混合浮選流程，即試驗浮選流程與選礦廠現(xiàn)場流程相同，在試驗獲得的工藝條件下，閉路流程獲得的銅鎳混合精礦產(chǎn)率12.95 %，含銅2.05 %、銅回收率96.32 %，銅回收率比選礦廠現(xiàn)場提高3.12百分點；銅鎳混合精礦含鎳7.33 %、鎳回收率85.50 %，鎳回收率比選礦廠現(xiàn)場提高4百分點。

3）采用試驗用藥劑制度，生產(chǎn)1 t原礦藥劑成本13.847元，每噸可節(jié)約藥劑成本5.873元。新型銅鎳捕收劑P601具有用量小、環(huán)保效果好等特點，可實現(xiàn)銅鎳資源的高效綜合回收利用。

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Experimental research on a new collector to improve the recovery rate of copper and nickel

Ba Huiwen1，Xiong Xin2，Chen Pan2

（1.Qinghai Natural Resources Museum;

2.Qinghai Geology and Mineral Resources Testing and Application Center）

Abstract：A copper-nickel ore contains 0.28 % copper and 1.11 % nickel.When the copper-nickel mixed flotation process is adopted and the collector is the composite xanthate+dithiophosphate+C125，the recovery rates of copper and nickel are 93.20 % and 81.50 % respectively.To further improve the recovery rates of copper and nickel，a new copper and nickel collector P601 is developed.Part of the copper-nickel ore that is easy to float is quickly leached in the first stage of roughing to obtain copper-nickel mixed concentrate 1，and then copper-nickel mixed concentrate 2 is obtained by the process of two-stage scavenging combined with middling re-separation.The process is used and the obtained closed-circuit test indicators are as follows：the copper content of copper-nickel mixed concentrate is 2.05 %，the copper recovery rate is 96.32 %;the nickel content is 7.33 %，and the nickel recovery is 85.50 %.The copper recovery rate is increased by 3.12 percentage points and the nickel recovery rate is increased by 4 percentage points.The new copper-nickel collector P601 has the characteristics of small dosage，environmental friendliness，and effectiveness，and realizes the full recovery and utilization of copper and nickel resources.

Keywords：nickel sulfide ore;copper-nickel ore;pyrrhotite;mixed flotation;collector