硫化鎳礦選礦技術研究現狀與進展

龍 濤，黃曉毅，羅小新

（1.西安建筑科技大學資源工程學院，陜西 西安 710055；2.陜西冶金設計研究院有限公司，陜西 西安 710032）

鎳是一種重要的有色金屬資源，主要從鎳礦石中經選冶提煉而成。鎳礦石分為硫化礦與氧化礦兩大類，其中硫化鎳礦普遍含銅，又被稱為硫化銅鎳礦，目前鎳礦的開發利用主要以硫化鎳礦為主。世界上鎳礦資源豐富的國家主要有加拿大、俄羅斯、澳大利亞、中國和南非。我國硫化鎳礦主要分布在西北地區，包括甘肅、新疆等地[1]。硫化鎳礦一般先通過選礦得到鎳精礦或銅鎳混合精礦，再經火法或濕法冶煉得到鎳金屬，進而加工成合金或其它材料。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，其它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。

礦化銅鎳礦礦物組成復雜多樣，而且其中的硫化礦物易氧化、脈石礦物易泥化，選礦難度較大。因此，了解硫化鎳礦選礦技術的研究現狀與進展，為鎳礦選礦的技術進步提供研究思路與對策，對鎳礦資源的開發利用具有重要意義。本文就近年來硫化鎳礦浮選工藝、浮選藥劑的研究現狀與進展進行介紹。

1 硫化鎳礦浮選工藝

硫化鎳礦浮選工藝主要包括混合浮選與優先浮選，其中混合浮選應用最廣泛，按常見的工藝類型又包括階段磨浮、脫泥～浮選、中礦集中處理等等。

1.1 混合浮選

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行浮選分離，銅、鎳硫化礦物共同進入泡沫產品，得到混合精礦。再經分離浮選得到銅精礦、鎳精礦，或在冶煉過程中分離銅鎳[2]。目前國內大部分選礦廠均采用混合浮選工藝處理硫化鎳礦，其中金川公司經混合浮選得到混合粗精礦后，再經冶煉得到低冰鎳-高冰鎳，再進行銅鎳的分離；其它選礦廠則多采用混合浮選～分離浮選的工藝流程。

對于礦物嵌布關系復雜的硫化鎳礦，多采用階段磨礦～階段選別的工藝，最大程度提高品位、保證回收率[3]。對于富含滑石等易浮脈石的硫化鎳礦，常采用預先脫泥～浮選工藝，先浮出易浮脈石礦物，再進行硫化礦物的選別。對于中礦性質特殊的情況，則采用單獨集中處理或再磨再選的工藝。

1.2 優先浮選

一般來說在硫化銅鎳礦石中，黃銅礦比鎳黃鐵礦可浮性的好，銅礦物比鎳礦物更快更容易上浮。當礦物共生關系簡單，原礦中銅品位較高，而鎳品位較低時，可考慮采用優先浮選工藝，保證銅礦物的回收[4]。但鎳黃鐵礦容易被抑制而難以被活化，優先浮選工藝會在一定程度上影響鎳的回收。目前采用此工藝的情況比較少見。

2 硫化鎳礦浮選藥劑

硫化鎳礦浮選藥劑主要包括硫化礦物捕收劑、pH調整劑、礦漿分散劑、硅酸鹽礦物抑制劑、（磁）黃鐵礦抑制劑、鎳礦物抑制劑和起泡劑等。其中最常用的、研究最多的是銅鎳硫化礦捕收劑和硅酸鹽礦物抑制劑。

2.1 捕收劑

銅鎳硫化礦物常用的捕收劑有黃藥類、黑藥類以及硫氨酯，其中常用的黃藥包括乙基黃藥、丁基黃藥、戊基黃藥、Y89等，常用的黑藥是丁銨黑藥。由于選礦技術進步，新型捕收劑的研發層出不窮，包括BK系列、A系列、LP系列、LX系列等等[5]。此外，在硫化鎳礦選礦實踐中發現，采用單一捕收劑用藥難以獲得滿意的浮選指標，而混合用藥可以取長補短，充分發揮不同類型捕收劑的優勢，在保證捕收性能的同時大大提高藥劑作用的選擇性，進而提高浮選技術經濟指標[6]。硫化鎳礦浮選中使用的丁基黃藥+丁銨黑藥+Z200的混合用藥方式便是沿用了這種思路。

2.2 抑制劑

硫化鎳礦浮選中常用到的抑制劑包括聚合磷酸鹽類、纖維素類、水玻璃類、豆膠類、淀粉類等等[7]。其中六偏磷酸鈉是最常見的聚合磷酸鹽，通過與Ca、Mg形成親水絡合物進而分散與抑制硅酸鹽礦物[8]。

纖維素類最常見的是羧甲基纖維素鈉，其分子量較大，分子結構內含大量-OH、-COOH等親水基團，對硅酸鹽礦物的抑制能力較強[9]。根據選廠實際需求與藥劑生產工藝又分為多種不同的分子量，分別適用于不同脈石礦物類型的抑制。水玻璃是常用的硅酸鹽礦物抑制劑，為了提高抑制效果往往有針對性地進行改性，在硫化鎳礦浮選中應用十分廣泛[10]。豆膠類主要包括刺槐豆膠、瓜爾膠及其改性產品[11]，其抑制能力十分突出，對其進行改性研究的重點是提高抑制作用的選擇性。

3 結語

從近年來鎳礦選礦工藝與藥劑的研究現狀與進展來看，可得出以下幾點結論和發展趨勢：

（1）國內大多數選礦廠均采用混合浮選-銅鎳分離的原則流程，階段磨礦～階段選別工藝在硫化鎳礦浮選中最為常見。

（2）硫化鎳礦捕收劑的研究熱點是新型高效捕收劑的開發與混合用藥。新型捕收劑研發的關鍵是提高銅鎳硫化礦物特別是鎳礦物的可浮性與浮選速率。

（3）硫化鎳礦浮選中常用的抑制劑包括聚合磷酸鹽類、纖維素類、水玻璃類、豆膠類、淀粉類。在生產過程中需要根據礦石性質來選擇合適的抑制劑類型。