優(yōu)化哈密銅鎳礦分離浮選過程的實踐

買 靈，羅立群，王 曉

(1.新疆亞克斯資源開發(fā)股份有限公司，新疆 哈密 839000；2.武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院，湖北 武漢 430070)

優(yōu)化哈密銅鎳礦分離浮選過程的實踐

買 靈1，羅立群2，王 曉1

(1.新疆亞克斯資源開發(fā)股份有限公司，新疆 哈密 839000；2.武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院，湖北 武漢 430070)

針對亞克斯公司哈密銅鎳礦分離浮選中銅精礦品位低、鎳精礦中含銅高、藥劑用量大、分離效果差等問題，結合入選礦石性質變化和生產統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過調整浮選流程、改進藥劑品種和加藥方式、優(yōu)化部分裝置等技術措施。實踐表明：銅鎳分離作業(yè)改為二粗二掃四精，使用果殼活性炭與改造后的加藥裝置，優(yōu)化管線材質與使用配置后，分離浮選過程穩(wěn)定，生產技術指標提升。銅精礦品位由23.72%提升至25.46%，且伴生金含量穩(wěn)定在1 g/t 以上，鎳精礦含銅由0.705%降至0.493%，活性炭單耗由316 g/t下降至137 g/t，石灰單耗由2 035 g/t降至1 239 g/t，新增經(jīng)濟效益260.9萬多元，技術改造取得了顯著成效。

銅鎳礦；分離浮選；鎳黃鐵礦；生產實踐

新疆銅鎳礦資源豐富，哈密地區(qū)已探明的鎳礦資源分布在6個礦區(qū)，預測資源量為1 580 多萬金屬噸，鎳礦資源儲量90 余萬金屬噸，僅次于鎳都金川，居中國第2位[1-2]。總體銅鎳礦品位不高，含鎳多為0.4%～0.6%，含銅為0.2%～0.3%，硫化銅鎳礦多采用混合浮選-銅鎳分離的常規(guī)流程[3-5]。新疆亞克斯資源公司哈密黃山銅鎳礦選礦廠日處理礦石4 000 t項目于2014年8月建成投產，采用一段閉路磨礦-銅鎳混合浮選-再分離的常規(guī)流程。由于選礦廠入選礦石品位逐年下降，造成銅精礦質量下降，且精礦中金屬互含量高、收率下降，嚴重影響產品銷售和企業(yè)經(jīng)濟效益。

通過分析生產期間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和現(xiàn)場生產狀況，實施工藝流程改造、優(yōu)化浮選時間、強化藥劑的添加等措施，經(jīng)兩次技術改造后生產過程穩(wěn)定、技術指標改善，經(jīng)濟效益提高，表明改造后的流程及技術參數(shù)符合亞克斯哈密銅鎳礦分選的礦石性質，可供類似企業(yè)生產時參考。

1 銅鎳礦石性質與生產流程

1.1礦石基本性質與生產流程

入選銅鎳礦石以金屬硫化物為主，其中含鎳0.38%、含銅0.25%，Ni和Cu為主要回收元素，但鎳與銅品位均不高，另伴生少量有價元素Co。造巖組分以SiO2及MgO為主，含量為42.78%和26.37%，鎂硅酸鹽礦物是該礦石主要脈石礦物。銅鎳礦石呈細脈狀彌散于礦石中，主要結構為海綿晶鐵結構，即有用礦物充填在脈石礦物顆粒粒間空隙中，在磨礦與選別過程中對礦漿電位與銅鎳礦的可浮性有重要影響[6-7]。原礦多元素分析與銅、鎳物相分析結果參見表1～3。

表1 礦石主要化學成分/(wt %)

表2 礦石鎳物相分析結果/(wt %)

表3 礦石銅物相分析結果/(wt %)

礦石中鎳礦物主要為鎳黃鐵礦，少量紫硫鎳礦；銅礦物主要為黃銅礦，少量墨銅礦，偶見銅藍。脈石礦物主要為滑石、橄欖石、閃石類礦物，其次為蛇紋石、綠泥石、輝石類礦物，另有一些綠泥石、白云石、斜長石、菱鎂礦等礦物。

1.2銅鎳礦浮選工藝流程

選礦廠浮選工藝流程為銅鎳混合浮選二次粗選三次掃選二次精選，銅鎳分離為一粗二掃二精的原則流程，取消了原流程中兩段預先浮選脫除滑石的工藝流程。磨礦采用Φ5.3×8.03溢流型球磨機一段磨礦與Φ500×8旋流器組形成閉路，控制旋流器溢流產品細度-0.074 mm占70%。混合浮選機型為KYF-XCF-40組合，單槽容積40 m3；混合浮選精選為KYF-XCF-10組合，單槽容積10 m3；分離浮選機選用SF-4組合，單槽容積4 m3，粗選、掃選及精選一各2槽、精選二與精選三各1槽。投產后通過工藝、設備、人員操作磨合后，生產過程趨于穩(wěn)定，選別效果優(yōu)良。

2 浮選分離作業(yè)的生產問題與技術改造

2.1選礦廠的生產現(xiàn)狀與問題

隨著礦山生產順序推進，選礦廠入選礦石品位逐年下降，生產中的礦石性質與原試驗礦石性質發(fā)生了較大的變化，造成銅鎳浮選工藝流程不適應礦石的分選過程。礦石由含鎳0.56%、銅0.34%降到含鎳0.39%、銅0.24%，有時更低；造成混合選別難度增加、銅精礦品位降低、分離后鎳精礦中含銅較高，藥劑耗量增大，嚴重影響銅精礦品位和銅、鎳回收率。2015年8月哈密銅鎳礦浮選生產技術指標見表4，入選原礦含鎳0.381%、含銅0.182%時，最終銅精礦品位為23.40%、含鎳0.83%，銅回收率僅為65.58%，鎳精礦品位為5.48%、含銅0.42%，鎳回收率為69.10%。

表4 亞克斯公司哈密銅鎳礦浮選生產技術指標/(wt %)

分析惡化銅鎳精礦產品質量和效益的原因有：①因入選銅鎳品位低，且礦石中滑石和蛇紋石等鱗片狀脈石含量較高；② 混合精礦中殘留的浮選藥劑增多，導致銅鎳分離作業(yè)泡沫層過厚，粘度增大，產品銅鎳互含量高；③因浮選藥劑配比和使用要求嚴格，但實際操作時，加藥量因人而異，造成藥劑使用不當；④活性炭和石灰加藥過程有缺陷，藥劑未能達到理想浮選效果。

2.2現(xiàn)場分離工序的改造措施與效果

1)加大調漿攪拌桶。用Φ2.5 m攪拌桶替換原Φ2.0 m攪拌桶，杜絕攪拌桶中部分礦漿外溢現(xiàn)象，增加活性炭與石灰等藥劑在攪拌桶中的作業(yè)時間。

2)調整浮選工藝流程。將銅鎳分離作業(yè)的一粗二掃二精的原則流程改為二粗二掃三精，為此增加3臺原1 500 t/d選礦廠停用的SF-2.8浮選機，延長浮選時間，保證精選作業(yè)的產品質量。

3)改善管線質量。將原來Φ150 mm鐵質管線，更換成Φ200 mm高分子管線，降低管路堵塞的頻率，并加快礦漿的流速，減輕了礦漿的波動。

4)匹配加藥地點和方式。適應藥劑功能的需要，在調漿與浮選流程的適當位置，錯位設置活性炭與石灰的加藥地點。

采用新的分離工藝和改進后的藥劑添加制度后，實現(xiàn)了生產過程穩(wěn)定，第1次改造前、后浮選分離產品質量月報表見表5。在銅品位為0.218%～0.223%時，銅精礦從23.28%提高到27.08%，鎳精礦中含銅由0.705%降至0.493%，銅回收率提高5個百分點，改造后效果十分明顯。

表5 第1次改造前后浮選分離產品質量月報表/(wt%)

注：改造前為2015年，改造后為2016年。

3 礦石變化重新導致銅鎳互含與改造效果

3.1礦石變化產生新的質量問題

因礦山礦體采掘出礦的變化，原黃山東易浮選礦石出礦量減少，逐步增加相對難選的黃山西礦30號礦體、32號礦體、34號礦體，重新產生銅鎳互含的問題，從改造后2016年5月份的0.56%漸升至0.84%，最高達到0.93%(參見表5和表6)，銅收率下降嚴重。

中礦考察發(fā)現(xiàn)混合浮選的掃選二精礦多為含鎳1.18%、含銅0.23%連生體，影響分離效果，2016年6～10月混合浮選掃精二精礦質量考察結果見表7。在分離作業(yè)前沒有再磨處理的條件下，很難獲得良好的分離效果。此外，活性炭攪拌桶經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，導致加藥量不穩(wěn)定，且藥劑給入調漿桶表面礦漿，脫藥效果差。

表6 第2次改造前后浮選分離產品質量月報表(2016年)/(wt%)

表7 銅鎳混合浮選掃精二精礦質量考察結果/(wt%)

3.2現(xiàn)場生產改造的措施與流程

針對新的銅鎳產品互含問題，除協(xié)調礦山穩(wěn)定出礦外，選礦廠的技術改進措施主要如下所述。

1)增加精選段數(shù)，強化分選過程。針對日益增加的黃山西難選礦，通過改造原分離精二段精選作業(yè)的中間隔離閘箱及管路，將三段精選作業(yè)改動為四段精選，形成二粗二掃四精的分離工藝，強化銅鎳分離過程。

2)改造活性炭加藥裝置，強化脫藥效率。針對活性炭管路堵塞和添加量的頻繁波動，自制穩(wěn)流給藥箱。在活性炭料漿出口增設回流堰，形成加藥出口和回流循環(huán)，以加藥出口的高度控制加藥量的大小，此法使活性炭給藥穩(wěn)定，且便于調節(jié)，有利于穩(wěn)定生產指標。

3)實行中礦差別化處理，減少分離礦量。由于混合浮選中的掃選二精礦中銅含量僅為0.23%，且多為與黃鐵礦、鎳黃鐵礦的連生體，因分離作業(yè)前沒有再磨處理，若需保證銅精礦品位則很難回收這部分銅，故直接并入鎳精礦濃密機，以減輕分離作業(yè)入礦量，提高分離效率。

4)優(yōu)化工藝結構，調整中礦位置。將分離作業(yè)原掃選一泡沫由粗選第3槽改入粗選第2槽，增加粗選泡沫浮選時間，二段粗選泡沫合并入精選1。

5)更換活性炭品種，降低單耗。使用高質量果殼活性炭，加強脫藥效果，活性炭用量變化統(tǒng)計見表8，單耗由原來的316 g/t下降到137 g/t。此外，注重所用石灰的質量，石灰單耗由2 035 g/t降至1 239 g/t。

表8 活性炭更換前后單耗統(tǒng)計表(2016年)/(g/t)

3.3改造后的經(jīng)濟效益分析

采用新的工藝流程、改進后的添加裝置、藥劑品種和制度后，實現(xiàn)了生產過程穩(wěn)定，浮選技術指標提高(表6)，取得良好的經(jīng)濟效益。

1)銅精礦年度統(tǒng)計品位由23.72%提升至25.46%，銅精礦產量2 118.5 t，銷售價格按每個品位提升200元/t計，新增效益為：[(25.46-23.72)×200×2 118.5]÷10 000=73.72萬元。

2)銅回收率由72.94%提升至74.43%，新增銅產量為42.35 t銅金屬量，銅按時價4.2萬元/t、銷售系數(shù)按0.81計，新增效益為：42.35×4.2×0.81=144.07萬元。

3)因銅精礦品位的提升，使銅精礦中金含量穩(wěn)定在1 g/t以上，保證了金的計價，計價系數(shù)按0.8測算，伴生金附加效益達37.29萬元。

4)因活性炭、石灰單耗下降，按分離作業(yè)入選礦量計，節(jié)約成本為活性炭0.51元/t、石灰0.32元/t，兩者共計節(jié)約生產成本5.82萬元。

經(jīng)優(yōu)化銅鎳分離作業(yè)的技術改造，不但實現(xiàn)了企業(yè)生產穩(wěn)定，提高了選礦廠銅精礦品位、銅回收率，還實現(xiàn)了金的穩(wěn)定計價，創(chuàng)造經(jīng)濟效益達260.9萬多元，技改經(jīng)濟效益顯著。

3 結 論

1)因礦山采掘出礦的推進，入選礦石中銅鎳含量降低至含鎳0.38%、含銅0.25%左右，且因混入難選的黃山西20號礦體、32號礦體、34礦體，導致礦石復雜難選，造成混合選別和分離作業(yè)難度增加、藥劑耗量增大、銅鎳分離后銅精礦中含鎳較高，嚴重影響銅精礦品位和銅、鎳回收率。

2)通過銅鎳分離作業(yè)由一粗二掃二精改為二粗二掃四精流程，增加3臺SF-2.8浮選機，使用果殼活性炭與改造后的加藥裝置，將Φ150 mm鐵質管線換成Φ200 mm高分子管線等技術措施后，分離浮選過程穩(wěn)定，生產技術指標提升。

3)實踐統(tǒng)計表明：銅精礦品位由23.72%提升至25.46%，且伴生金含量穩(wěn)定在1 g/t 以上，鎳精礦含銅由0.705%降至0.493%，活性炭單耗由316 g/t下降至137 g/t，石灰單耗由2 035 g/t降至1 239 g/t，新增經(jīng)濟效益260.9萬多元，技術改造取得顯著成效。

[1] 新疆哈密探明大量鎳礦儲量僅次于金川[J].新疆有色金屬，2007(S1)：112.

[2] 羅立群，李金良，黃紅.哈密銅鎳礦選礦工藝優(yōu)化與生產實踐[J].中國礦業(yè)，2014，23(8)：127-132.

[3] 陳文亮，方夕輝，張帥，等.某低品位難選銅鎳硫化礦高效降鎂與銅鎳分離[J].有色金屬工程，2014，4(6)：48-52.

[4] 王曉，楊進貴.亞克斯銅鎳礦工藝技術改造的生產實踐[J].新疆有色金屬，2010，33(2)：43-45.

[5] 周賀鵬，鄒麗萍，雷梅芬，等.某難選低品位銅鎳硫化礦選礦工藝研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2013，33(5)：44-46，69.

[6] 羅立群，李金良，曹佳宏.哈密銅鎳礦工藝礦物學特性與影響選礦的因素[J].中國有色金屬學報，2014，24(7)：1846-1855.

[7] Manono M S，Corin K C，Wiese J G.The influence of electrolytes present in process water on the flotation behaviour of a Cu-Ni containing ore[J].Minerals Engineering，2016，96-97：99-107.

Practiceofoptimizingflotationprocessofcopper-nickelseparationinHami

MAI Ling1，LUO Liqun2，WANG Xiao1

(1.Xinjiang Yakesi Resource Development Incorporated Company，Hami839000，China；2.College of Resources and Environmental Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan430070，China)

There were some problems，such as low-grade copper concentrate，nickel concentrate containing high copper，higher reagents dosage，poor separation efficiancy，etc.，during copper nickel separation of flotation process on sulfide nickel copper ore in Xinjiang Yakesi resource development incorporated company，Hami district，Xinjiang Uygur Autonomous region.The technical measures including adjusting the flotation process，improving the variety and addition of the reagents，optimizing the active carbon’s adding device，etc.were taken to improve it，according to the variation of ore properties and production statistics.Productive practice shows that separation flowsheet of copper and nickel flotation by two roughers two scavengers four cleaners，dosing device modified and active carbon of nuts shell，pipeline material and use configuration changement，etc.are key factors to achive flotation separation process stability and production technology index improvement.The grade of copper concentrate increased from23.72% to25.46%，the associated gold content more than1g/t，and copper nickel concentrate is down to from0.705% to0.493%.Meanwhile，activated carbon consumption decreased from316g/t to137g/t，the lime consumption from2035g/t to1239g/t.Additional economic benefits was over two million six hundred nine thousand yuan and technological transformation achieved remarkable effects.

sulfide nickel-copper ore；separating flotation；pentlandite；productive practice

2017-03-20責任編輯：宋菲

買靈(1969-)，男，新疆哈密人，廠長，高級工程師，從事銅鎳礦的選礦研究與生產管理；

第三作者簡介：王曉(1974-)，男，四川成都人，副總經(jīng)理，選礦工程師，從事有色金屬的選礦研究與企業(yè)管理。

羅立群(1968-)，男，湖南長沙人，博士，高級工程師，從事礦物資源的高效利用與清潔生產研究，E-mail: lqluollq@hotmail.com。

TD952；TD923

：A

：1004-4051(2017)09-0130-04