從某含砷難選鎳礦石中回收鎳試驗(yàn)研究

彭祥玉，王宇斌，張小波，李 帥

(西安建筑科技大學(xué) 材料與礦資學(xué)院，陜西 西安 710055)

從某含砷難選鎳礦石中回收鎳試驗(yàn)研究

彭祥玉，王宇斌，張小波，李 帥

(西安建筑科技大學(xué) 材料與礦資學(xué)院，陜西 西安 710055)

研究了采用浮選—浸出工藝從某難選鎳礦石中回收鎳。試驗(yàn)結(jié)果表明：通過浮選，可獲得品位為6.55%、回收率為69.92%的鎳精礦；對(duì)于浮選尾礦，用質(zhì)量濃度為120 g/L的硫酸溶液，在液固體積質(zhì)量比5∶1、常溫條件下浸出60 min，鎳浸出率為92.57%；鎳綜合回收率為97.77%，回收效果較好。

難選鎳礦石；浮選；浸出；鎳

世界上己知的鎳礦床分為銅鎳硫化礦、紅土鎳礦、風(fēng)化殼硅酸鎳礦床3種類型，其中紅土鎳礦床和硅酸鎳礦床占世界鎳總資源量的3/4，目前，從硫化礦中提取的鎳約占鎳總產(chǎn)量的2/3[1-2]。近年來，鎳的富礦資源日漸減少，因此對(duì)低品位鎳礦資源進(jìn)行高效開發(fā)更為重要[3]。鎳礦中，含鎳礦物有輝砷鎳礦、針鎳礦、紫硫鎳礦、硫鎳鈷礦等，種類較多，可浮性相差較大。為充分利用低品位鎳礦資源，研究了先通過選礦選出部分鎳精礦[4-5]，然后再用硫酸對(duì)浮選尾礦中的鎳進(jìn)一步浸出。

1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)所用礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鎳的物相組成分析結(jié)果見表2。

由表1看出：礦石樣品中主要含Ni、CaO、SiO2、Fe、MgO等，其中Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.94%，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.60%，As質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.79%，S質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.40%；砷含量較高，可能會(huì)對(duì)鎳分選不利。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 原礦鎳物相分析結(jié)果

由表2看出,原礦中的鎳主要是硫化鎳，約占71.21%。礦石中，金屬礦物主要有磁黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃鐵礦等，其次是黃鐵礦、輝砷鎳礦、針鎳礦、紫硫鎳礦、硫鎳鈷礦等。礦石中含鎳礦物種類較多，各種含鎳礦物可浮性相差較大，導(dǎo)致浮選時(shí)間有差異，對(duì)鎳的浮選回收不利。

礦石中，脈石礦物有石英、鈉長石、方解石及碳酸鹽礦物、絹云母及鐵質(zhì)礦物，還有少量巖屑。其中，碳酸鹽礦物和絹云母在碎磨時(shí)易泥化，對(duì)浮選不利，進(jìn)而會(huì)影響鎳精礦質(zhì)量。

試驗(yàn)所用試劑均為市售分析純?cè)噭?/p>

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 礦石浮選

2.1.1 磨礦細(xì)度對(duì)礦石浮選的影響

試驗(yàn)條件：硫酸銅用量500 g/t，丁基黃藥用量100 g/t，2#油用量50 g/t。磨礦細(xì)度對(duì)礦石浮選的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 磨礦細(xì)度對(duì)礦石浮選的影響

由圖1看出：隨磨礦細(xì)度增大，鎳精礦品位逐漸下降，鎳回收率先增大后降低；磨礦細(xì)度為-74 μm占75%時(shí)，精礦鎳品位為11.42%，鎳回收率最大為51.83%。粗選主要考慮鎳回收率，所以，確定磨礦細(xì)度以-74 μm占75%為宜。

2.1.2 活化劑種類對(duì)礦石浮選的影響

試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-74 μm占75%，丁基黃藥用量100 g/t，2#油用量50 g/t，活化劑用量各為500 g/t?；罨瘎┓N類對(duì)礦石浮選的影響試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 活化劑種類對(duì)礦石浮選的影響

由表3看出：不加活化劑時(shí)，鎳精礦鎳品位為13.11%，鎳回收率僅為48.44%；加入硫酸銅作活化劑時(shí)，鎳回收率最大為51.83%，鎳精礦鎳品位為11.42%。粗選主要考慮鎳精礦回收率，所以，試驗(yàn)確定以硫酸銅作活化劑。

試驗(yàn)條件不變，用硫酸銅作活化劑，硫酸銅用量對(duì)礦石浮選的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 硫酸銅用量對(duì)礦石浮選的影響

由圖2看出：隨硫酸銅用量增加，精礦鎳品位下降，鎳回收率先增大后減??；硫酸銅用量為200 g/t時(shí)，鎳品位為12.4%，回收率為50.0%；硫酸銅用量為500 g/t時(shí)，鎳品位為11.4%，鎳回收率為51.8%。綜合考慮，確定硫酸銅用量以200 g/t為宜。

2.1.3 捕收劑種類及用量對(duì)礦石浮選的影響

國內(nèi)外常用的鎳捕收劑是黃藥類，試驗(yàn)對(duì)比了戊基黃藥與丁基黃藥的捕收效果。試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-74 μm占75%，硫酸銅用量200 g/t，2#油用量50 g/t。捕收劑種類及用量對(duì)礦石浮選的影響試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 捕收劑種類及用量對(duì)礦石浮選的影響

由表4看出：捕收劑戊基黃藥和丁基黃藥用量相同時(shí)，精礦鎳品位和回收率相差不大；但用戊基黃藥時(shí)，鎳回收率略高。這是因?yàn)辄S藥類捕收劑的烴鏈較長，其捕收能力較大，但選擇性較低。綜合考慮鎳品位及回收率，選用戊基黃藥作捕收劑，用量以150 g/t為宜。

2.1.4 一次粗選尾礦再磨試驗(yàn)

由于礦石中含鎳礦物粒度不均勻，需要多級(jí)磨礦來提高鎳回收率，因此，對(duì)一次粗選尾礦進(jìn)行再磨及分選，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 一次粗選尾礦再磨—分選試驗(yàn)結(jié)果

由表5看出：一次尾礦再磨至-74 μm占73.56%時(shí)，所得精礦鎳品位為13.74%，鎳回收率為48.96%；一次尾礦再磨至-74 μm占81.44%時(shí)，鎳回收率僅提高1.04%；隨磨礦細(xì)度進(jìn)一步增大，鎳回收率有所降低。

2.2 尾礦浸出

浮選尾礦中鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.74%，其中部分鎳屬于硫酸鎳和硅酸鎳,用硫酸浸出[6-7]。

2.2.1 硫酸質(zhì)量濃度對(duì)鎳浸出率的影響

試驗(yàn)條件：液固體積質(zhì)量比5∶1，浸出溫度90 ℃，浸出時(shí)間2 h。硫酸質(zhì)量濃度對(duì)鎳浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 硫酸質(zhì)量濃度對(duì)鎳浸出率的影響

由表6看出，鎳浸出率隨硫酸質(zhì)量濃度增大而提高：硫酸質(zhì)量濃度為80 g/L時(shí)，鎳浸出率為82.43%；硫酸質(zhì)量濃度為120 g/L時(shí)，鎳浸出率為95.14%；再提高硫酸質(zhì)量濃度，鎳浸出率變化不大。綜合考慮，確定硫酸質(zhì)量濃度以120 g/L為最佳。

2.2.2 浸出溫度對(duì)鎳浸出率的影響

試驗(yàn)條件：液固體積質(zhì)量比5∶1，硫酸質(zhì)量濃度120 g/L，浸出時(shí)間2 h。浸出溫度對(duì)鎳浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 浸出溫度對(duì)鎳浸出率的影響

由表7看出，鎳浸出率隨溫度升高變化不大：不加溫時(shí)，鎳浸出率為93.51%；加溫至90 ℃時(shí)，鎳浸出率為95.14%，僅提高1.63%。因此，試驗(yàn)可在常溫下進(jìn)行。

2.2.3 浸出時(shí)間對(duì)鎳浸出率的影響

試驗(yàn)條件：液固體積質(zhì)量比5∶1，硫酸質(zhì)量濃度120 g/L，常溫下浸出。浸出時(shí)間對(duì)鎳浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 浸出時(shí)間對(duì)鎳浸出率的影響

由表8看出，鎳浸出率隨浸出時(shí)間延長而提高：浸出30 min時(shí)，鎳浸出率為85.14%；浸出60 min時(shí)，鎳浸出率為92.57%；繼續(xù)延長浸出時(shí)間，鎳浸出率變化不大。綜合考慮，確定浸出時(shí)間以60 min為最佳。

2.3 浮選閉路試驗(yàn)及浮選尾礦酸浸試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用三粗—三掃工藝進(jìn)行閉路浮選試驗(yàn)。浮選尾礦自然沉降抽取上清液后進(jìn)行硫酸浸出試驗(yàn)，浮選所得鎳精礦產(chǎn)品質(zhì)量分析結(jié)果見表9。

表9 鎳精礦產(chǎn)品質(zhì)量分析結(jié)果 %

由表9看出，采用三粗—三掃浮選流程，所得精礦中鎳品位為6.55%。經(jīng)計(jì)算得出，鎳回收率為69.92%，浮選尾礦用硫酸浸出，鎳浸出率為92.57%，鎳總回收率為97.77%。

3 結(jié)論

鎳礦石所含金屬礦物主要為鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等，其次為輝砷鎳礦、針鎳礦、紫硫鎳礦、硫鎳鈷礦等，含鎳礦物種類較多，而各種含鎳礦物可浮性相差很大，難于分選。采用浮選—浸出聯(lián)合工藝回收鎳，鎳總回收率達(dá)97.77%，效果較好。該工藝可用于從低品位鎳礦石中回收鎳。

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Experimental Study on Rcovery of Nickel From Some Arsenic Refractory Nickel Ore

PENG Xiangyu,WANG Yubin,ZHANG Xiaobo,LI Shuai

(CollegeofMaterialsandMineralResources,Xi′anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi′anShaanxi710055,China)

Recovery of nickel from a certain nickel ore by flotation-leaching process was studied.The results show that the concentrate with Ni grade of 6.55% and Ni recovery of 69.92% can be achieved by flotation.The nickel of 92.57% in the flotation tailings is leached at the sulfuric acid concentration of 120 g/L,room temperature,liquid-to-solid ratio of 5∶1 and leaching time of 60 min.The total recovery of nickel is 97.77% by the flotation-leaching process，the index is very good.The results will be of significance to recovery nickel from low grade ore.

refractory nickel ore；flotation;leaching；nickel

2016-09-12

陜西省科技廳項(xiàng)目(2014SJ-04)。

彭祥玉(1992-)，女，新疆伊寧人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)榈V物綜合利用。

王宇斌(1972-)，男，河南偃師人，博士，副教授，主要研究方向?yàn)榈V物綜合利用。E-mail:wangyubin1972@sohu.com。

TD923;TF815

A

1009-2617(2017)03-0175-04

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.03.002