硫化銅鎳礦分選難點與工藝技術進展

王飛龍，龔 強，賀國春

（青海黃河礦業有限責任公司，青海 格爾木 810016）

鎳具備極高的抗腐蝕性，同時具有良好的延展性和鐵磁性，在現代軍工行業有著廣泛的應用，比如：鋼鐵行業、電池電鍍行業、航天材料行業、雷達和飛機行業。預計到2018年全球的鎳礦產量極有可能由2017年的204萬噸增長至217萬噸[1]，同年全球對鎳礦的需求量將有可能增致220萬噸。由于紅土鎳礦和硅酸鎳礦都是氧化礦，不能采取浮選分離技術提取鎳，所以工業技術上常常采用火法、濕法以及浸出等技術方法，但是這幾種采取技術的生產成本較高、設備損耗非常大，再加上現有技術還不夠完善，導致濕法、火法和浸出技術在實際領域內的應用規模很狹窄。因此，目前世界上對鎳元素的提取主要以開發硫化銅鎳礦為主。根據化學分析可知，硫化銅鎳礦的成分復比較復雜，存在低品位、氧化速度較快的缺點，同時而脈石礦物易泥化、可浮性好的礦石品質導致了鎳元素回收率較低、含鎂脈石含量較高、銅鎳單體分離困難等。所以，進一步總結分析硫化銅鎳礦浮選相關技術，有利于減少鎳元素的損耗。

1 硫化銅鎳礦浮選技術的難點

1.1 銅鎳礦物單體解離技術困難

由于硫化銅鎳礦的內部組成成分極其復雜，其中金屬礦物質就有多達四五種，比如黃銅礦、鎳黃鐵礦等這些硫化物具有天然的可浮性[2]，且性能優良，然而礦物質內部顆粒之間鑲嵌密度不均勻，單體之間解離的不充分和不完全及其造成最后過度磨碎出現粉末現象。鎳元素字啊鎳黃鐵礦當中含量較高，但鎳礦物又與磁黃鐵礦等金屬硫化礦石之間鑲嵌緊密，造成一部分的鎳黃鐵礦以類質同象的存在出現在磁黃鐵礦的晶格當中。然而，即使這種情況，精細打磨也難以充分將鎳元素解離出來，其中的鎳黃鐵礦非常容易伴隨其他雜質礦物進入尾礦中，從而降低了鎳元素的回收率。另外還有一些黃銅礦和其他礦石混合后極有可能與其形成更加緊密的鑲嵌密度還有可能導礦石之間的密度越加精細，這些都會導致銅鎳礦物單體解離的難度加大。

1.2 含鎂脈石礦物容易和其他礦物混合

因為在硫化銅鎳礦中蛇紋石等含鎂脈石礦物的含量較高，非常容易混雜到精良礦石中造成精礦氧化鎂（MgO2）的含量超標，從而導致精煉過后的爐渣之間粘結度加大，使得爐膛易結瘤而影響之后的正常生產過程[3]。所以硫化銅鎳礦的分離浮選技術的一大技術難點就是降低精煉鎳礦當中的鎂元素含量。在整個操作流程當中鎂元素流入鎳精礦的方式包括：滑石等一些含鎂的硅酸鹽脈石礦物由于其可浮性能優良好、質地較軟比較容易破碎，所以在浮選時容易被納入鎳精礦中；因為硫化礦物之間顆粒密度較小分布不均勻、單體很難得到充分解離，氧化鎂脈石礦物就和硫化礦物一同被吸附進精礦里面。

1.3 銅鎳分離過程中易造成鎳銅互相混雜

銅鎳分離辦法是將經過浮選技術得到的銅鎳晶礦石再次分離得到鎳精礦和銅精礦兩種純度較高的精礦過程[4]。在整個過程既可以選擇利用浮選技術直接將銅元素先萃取出來，也可以現將銅鎳混合晶礦石經過冶煉制成高冰鎳物質，然后再將高冰鎳進行高度打磨高度浮選使之分離浮現。

在整個分離過程由于技術問題很容易出現問題。比如，由于銅鎳礦石中銅鎳元素是相互共生共存關系，銅鎳之間嵌合密度精細，未經完全分離的兩種物質元素非常容易互相吸附進對方之中，從而導致鎳元素的分離回收效率降低。

2 硫化銅鎳礦浮選工藝應用進展

有關硫化銅鎳礦的浮選相關工藝辦法及其應用，硫化銅鎳礦中鎳的可浮性要弱于銅元素[5]，當礦石中鎳的含量低于銅，而且在硫化銅鎳礦物的單體具有簡單的共生關系時有必要優先采用采用浮選辦法。這一辦法可以直接得到鎳含量較低的銅精礦，辦法簡單，生產成本低廉；但是缺點是在浮選過程中有一部分鎳不易萃取，因而降低了鎳的回收率，實際應用較少。但與之傳統方法相比，浮選方法在實際應用還是優于傳統，見表1所示。

表1 實浮選方法與傳統方法效果對比結果

通過表一的對比，我們可以看出盡管硫化銅鎳礦浮選技術還是存在不穩定性、易波動的缺點，但是在硫化銅鎳礦等量的條件下，浮選技術可以大幅度提高鎳的提取，從而加大硫化銅鎳礦的分離純度，打造精礦石。

3 浮選藥劑分選過程

有關硫化銅鎳礦浮選技術的相關用藥，是采用組合用藥的試劑辦法。組合用藥就是需要根據礦石性質選擇藥劑的種類，判斷藥劑的性能針對，以此來對藥劑進行合理配對合添加。

在硫化鎳礦石浮選中，是要根據礦石的品位進行選擇的。浮選試測定證實乙黃藥與丁銨黑藥的用藥劑組合使用要優于其他試劑的使用。前者會發生彼此間的相互吸附，增加吸附量。

4 結語

本文對硫化銅鎳礦分選難點與工藝技術進展進行分析，依托硫化銅錫礦浮選技術，根據硫化銅錫礦浮選技術進行的相關難點，對錫礦浮選技術的應用，實現浮選藥劑的選擇，論證了硫化銅錫礦浮選技術具備極高的有效性。希望本文的研究能夠為硫化銅錫礦浮選技術提供理論依據。