提高某銅鎳礦石洗礦礦漿鎳回收率的工業實踐

馮立偉，劉緒光（吉恩鎳業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實踐

馮立偉，劉緒光（吉恩鎳業股份有限公司選礦廠，吉林 磐石 132311）

在充分研究實際生產問題的基礎上，采用新的工藝流程進行工業實踐,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，具有一定推廣價值。

銅鎳硫化礦；回收率；洗礦礦漿；脫泥

1 前言

吉林吉恩鎳業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一號礦體和七號礦體。由于兩個礦體均屬井下高進路膠結充填法采礦，不但采礦礦石粒度小，而且在采掘運輸過程中易產生大量原生與次生礦泥。為此，選礦廠在碎礦預先篩分作業前，增設了洗礦作業。按原礦含泥量占8%、鎳品位1%計算，日洗礦礦泥可達120t，鎳金屬含量達到1.2t。自1976年起，歷經濃密機沉淀后浮選、濃泥斗脫泥浮選、板框壓濾機脫水浮選、直接浮選等5次技改均效果不佳。2008年6月，針對這部分洗礦礦漿設計的鎳金屬回收工藝運行，但生產指標偏低，未達到設計要求。針對此問題，提出了通過工藝及設備改進提高技術指標的整改方案，保障了該工藝順利達產并在工業實踐中取得了良好的生產指標。

2 礦石性質

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則狀產出在磁黃鐵礦中，呈細粒嵌布。少部分黃銅礦在脈石礦物中呈片狀、浸染狀產出。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同象存在外，尚有部分鎳黃鐵礦呈火焰狀結構嵌布其中，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。由于礦泥具有質點小、比表面積大、表面鍵力不飽和等特性，會明顯的降低鎳回收率、鎳精礦品位并增加藥耗，給生產帶來不便。

3 洗礦礦漿鎳回收工藝簡介

該工藝采用“重選—浮選聯合流程”處理碎礦車間洗礦中產生的大量洗礦礦漿，分為重選脫泥脫水單獨存儲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礦倉脫水儲存（目的是瀝干水分并儲存足量礦砂滿足浮選連續穩定作業要求）。儲礦礦倉精礦采用吊車給入Φ1 200×2 400溢流型球磨機進行開路磨礦，溢流產品進入浮選流程單獨浮選，浮選尾礦拋棄。

4 工藝指標不達產的主要原因

4.1 重選工藝指標

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

在實際生產中，由于洗礦礦漿源自碎礦車間洗礦作業，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，礦漿濃度極不穩定。有時礦漿流量遠超過設計的84m3/h，導致部分礦漿外溢，降低了重選精礦產品質量與鎳回收率，增大了尾礦中的鎳金屬損失，導致跟班采樣所得試樣結果與實際情況有較大出入，單純依靠采樣所得數據不具代表性，不予采用。原工藝重選部分采樣指標見表1所示。

表1 原工藝重選部分采樣指標 %

通過實際計量多個班次重選部分產品產率與品位后確定，其重選部分實際鎳金屬回收率大約在65%～75%。

4.2 開路再磨浮選工藝指標

再磨浮選由MQY1200×2400溢流型球磨機及由GF系列浮選機組成。在原設計中，該工藝再磨浮選部分鎳回收率設計為83%、鎳精礦品位7.6%。該指標是在小型試驗中多次驗證可達到的技術指標，但在實際生產中，浮選鎳金屬回收率均值僅達到74.78%，鎳精礦品位6.77%，未達到設計要求。開路再磨浮選工藝指標采樣結果見表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，對尾礦礦漿進行粒度分析，結果見表3所示。

（1）-0.045mm粒級部分：此部分占總產率的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粒級部分：此部分占總產率的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果 %

表3 洗礦泥尾礦篩析結果

（3）+0.074mm粒級部分：此部分占總產率的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致尾礦鎳金屬損失嚴重的主要原因。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中，日流失鎳金屬含量達到0.57t。

5 工藝改進措施與工業實踐

5.1 取消重選工藝精選作業

按圖1所示流程，對重選螺旋溜槽脫泥脫水工藝粗精礦產品、精礦產品進行篩分分析。篩析結果見表4所示。

由表4數據可見，重選粗精礦經過精選后品位僅提高0.29%，鎳金屬含量提高較少，且各個級別產品產率、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分布

綜上所述，針對上述原因對重選部分工藝進行改造，取消精選作業，將3臺BL1500B型螺旋溜槽更改管路并入粗選作業，避免再次精選的不必要損失，同時提高重選作業的小時處理能力。

5.2 泥砂分選提高回收率

在球磨機穩定運行期間，分兩次取MQY1200×2400球磨機溢流（細度分別為38%、45%），在試驗室條件下進行了球磨機溢流再磨與未磨浮選對比試驗。對比試驗結果見表5所示。

表5 球磨機溢流再磨、未磨對比試驗

由表5數據可見，經試驗室XMQ-240×90錐形球磨機5分鐘再磨后，浮選各項指標均有很大程度提高，驗證了上述分析原因，確定了目的金屬單體解離度不足是造成浮選部分技術指標偏低的主要原因。

從利用現有設備、提高技術指標的角度出發，考慮將洗礦礦漿鎳金屬回收工藝球磨機溢流引入主流程一段球磨機處的2FG-2400螺旋分級機中，通過分級將洗礦礦漿中過大顆粒引入一段球磨機再磨，合格溢流產品則隨著主流程礦漿進入浮選系統。另外，將重選拋棄的尾礦引入原工藝浮選機中單獨選泥，有效解決了含泥尾礦鎳金屬流失嚴重的問題，盡可能的從細泥當中回收鎳金屬。

6 工藝改進后的技術指標

6.1 洗礦礦漿礦砂部分

經過工藝改進后，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%。

將球磨機溢流并入主流程后，因這部分礦漿較主流程產率較小，對主流程尾礦鎳品位與回收率未產生明顯影響，對工藝改進后的主流程尾礦篩析結果見表6所示。認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%計算。

表6 改進后主流程尾礦篩析結果

6.2 洗礦礦漿細泥部分

重選拋棄的尾礦含有大量細泥，因細泥量礦漿量不穩定，經單獨浮選取得的選礦指標不穩定，經4次隨機取樣，其細泥單獨選別指標見表7所示。

表7 含泥尾礦浮選指標 %

經工藝改進后，洗礦礦漿鎳金屬回收工藝鎳回收率為礦砂部分與細泥部分之和,即總回收率=72%×83%+28%×32.6%=68.9%。

7 結論

（1）通過工藝改進，吉恩選礦廠洗礦礦漿鎳金屬回收工藝成功實現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，使得該工藝順利達產。它有效避免了原設計中的不足，使工藝更為科學、合理，使鎳金屬得以充分回收,同時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計算，年可創效1 300余萬元，取得了良好的經濟效益與社會效益。

（3）細粒級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[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特性[J].吉林大學學報，2004，（3）.

[3] 林國梁.礦石可選性研究[M].北京:冶金工業出版社，1998.

[4] 張 編.浮選藥劑的組合使用[M].北京:冶金工業出版社,1994.

[5] 龔明光.浮游選礦[M].北京:冶金工業出版社,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，吉恩鎳業選礦廠生產廠長，從事選礦技術研究及管理工作。