内蒙古某低品位铜镍矿石选矿试验

张维佳 曹文红 刘永茂

(内蒙古自治区冶金研究院，内蒙古 呼和浩特 010010)

内蒙古某铜镍矿石铜镍品位均较低，受选矿技术的制约，以前的选矿工艺研究都围绕铜镍混合浮选流程展开，最终获得铜镍混合精矿。随着选矿技术的进步，若能实现铜镍高效分离分选，则有利于提高产品附加值，提高矿山的经济效益[1]。内蒙古自治区冶金研究院采用优先浮选流程对有代表性矿石进行了选矿试验。

1 矿石性质

矿石中的金属矿物主要为黄铁矿、紫硫镍矿、黄铜矿；脉石矿物主要有斜长石、辉石、角闪石，橄榄石及绿泥石少量。矿石结构主要以他形粒状结构、半自形粒状结构为主。矿石的构造以稀疏浸染状构造为主，其次为斑点状、星点状和细脉状构造。

紫硫镍矿是矿石中最主要的含镍矿物，多以细粒状伴生在黄铜矿附近，有时与黄铜矿、黄铁矿或单独以几何状充填在脉石矿物骨架中。紫硫镍矿为半自形—他形粒状，节理清晰可见，粒度以中细粒为主，最大为0.60 mm，最小为0.001 mm，一般为0.30～0.003 mm。黄铜矿是矿石中的主要含铜矿物，多单独产于脉石中，部分与黄铁矿或紫硫镍矿共生，与紫硫镍矿共生关系密切，以他形粒状为主，粒度大小相差悬殊，最大为0.50 mm，最小不足0.001 mm，以中细粒为主，一般为0.30～0.03 mm。

矿石化学多元素分析结果见表1，铜、镍物相分析结果分别见表2、表3。

表1 原矿化学多元素分析结果

表2 铜物相分析结果

表3 镍物相分析结果

由表1可见，矿石中的主要有价元素为铜和镍。

表2、表3表明，矿石中的铜、镍以硫化态为主，其次为氧化态。

2 试验结果与讨论

在探索试验基础上确定了优先浮选铜再浮选镍的浮选工艺流程。

2.1 条件试验

2.1.1 磨矿细度试验

为了使目的矿物较好地解离，且尽量减少泥化，因此，首先进行了磨矿细度条件试验。试验采用1次粗选选铜流程。固定铜粗选的矿浆pH调整剂石灰用量为1 000 g/t，抑制剂NY-N为2 400 g/t，捕收剂Z-200为15 g/t，试验结果见图1。

图1 磨矿细度对铜粗选指标的影响

从图1可见，随着磨矿细度的提高，铜粗精矿铜品位及回收率均先上升后下降，镍品位和镍回收率均先下降后上升，铜粗精矿铜回收率、镍品位和镍回收率变化趋势的拐点均在磨矿细度为-0.074 mm占90%时。因此，确定磨矿细度为-0.074 mm占90%。

2.1.2 铜粗选条件试验

试验采用1次粗选选铜流程。

2.1.2.1 石灰用量试验

在磨矿细度为-0.074 mm占90%，NY-N用量为2 400 g/t、Z-200为15 g/t情况下进行了石灰用量试验，结果见图2。

图2 石灰用量对铜粗精矿指标的影响

从图2可以看出，随着石灰用量的增加，铜粗精矿铜品位和镍品位均先上升后下降，铜回收率先显著上升后微幅上升，镍回收率上升。综合考虑，确定铜粗选的石灰用量为800 g/t(矿浆pH=8.5)。

2.1.2.2 NY-N用量试验

有研究表明，浮铜时NY-N是镍矿物的理想抑制剂[2-4]。镍矿物抑制剂NY-N用量试验在磨矿细度为-0.074 mm占90%，石灰用量为800 g/t、Z-200为15 g/t条件下进行，试验结果见图3。

图3 NY-N用量对铜粗精矿指标的影响

从图3可以看出，随着NY-N用量的增大，铜粗精矿铜品位下降、铜回收率上升、镍品位和镍回收率均下降。综合考虑，确定铜粗选的NY-N用量为 1 000 g/t。

2.1.2.3 Z-200用量试验

以选择性较好的Z-200为浮铜捕收剂，试验固定磨矿细度为-0.074 mm 占90%，石灰用量为800 g/t，NY-N用量为1 000 g/t，试验结果见图4。

图4 Z-200用量对铜粗精矿指标的影响

从图4可以看出，随着Z-200用量的增加，铜粗精矿铜品位下降、铜回收率上升，镍品位下降、镍回收率上升。综合考虑，确定铜粗选的Z-200用量为20 g/t。

2.1.3 镍粗选条件试验

试验以1粗1扫浮铜尾矿为浮镍给矿，试验采用1次粗选流程。

2.1.3.1 硫酸铜用量试验

镍矿物浮选以硫酸铜为活化剂，试验固定镍粗选的水玻璃用量(对原矿，下同)为1 200 g/t，丁基黄药为120 g/t，2号油为30 g/t，试验结果见图5。

从图5可以看出，随着硫酸铜用量的增大，镍粗精矿品位先上升后下降，镍回收率呈先快后慢的上升趋势。综合考虑，确定镍粗选的硫酸铜用量为600 g/t。

图5 硫酸铜用量对镍粗精矿指标的影响

2.1.3.2 镍粗选CMC用量试验

由于硫化镍占矿石中总镍的74.70%，以稀疏浸染状构造为主，且脉石矿物主要为硅酸盐矿物，同时含有部分蚀变矿物如次闪石、绢云母和绿泥石等。在镍浮选过程中加入CMC不但可以增强对硅酸盐矿物的抑制作用，同时还可以减少绿泥石等蚀变类脉石矿物对镍浮选过程的干扰[5-8]。CMC用量试验在硫酸铜用量为600 g/t，水玻璃用量为1 200 g/t，丁基黄药为120 g/t，2号油为30 g/t条件下进行，试验结果见图6。

图6 CMC用量对镍粗精矿指标的影响

从图6可以看出，随着CMC用量的增大，镍粗精矿镍品位先升后降，镍回收率上升。综合考虑，确定镍粗选的CMC用量为200 g/t。

2.1.3.3 戊基黄药+丁铵黑药用量试验

捕收剂选择试验确定的镍矿物浮选捕收剂为戊基黄药+丁铵黑药，质量配合比为2∶1，戊基黄药+丁铵黑药用量试验在硫酸铜用量为600 g/t，水玻璃用量为1 200 g/t，CMC用量为200 g/t，2号油为30 g/t条件下进行，试验结果见图7。

从图7可以看出，随着戊基黄药+丁铵黑药总用量的增加，镍粗精矿镍品位下降、镍回收率上升。综合考虑，确定镍粗选戊基黄药+丁铵黑药的总用量为180 g/t，即戊基黄药+丁铵黑药为120+60 g/t。

图7 戊基黄药+丁铵黑药总用量对镍粗精矿指标的影响

2.2 闭路试验

在开路试验基础上进行了闭路试验，试验流程见图8，结果见表4。

图8 闭路试验流程

矿石采用图8所示的流程处理，最终获得铜品位为14.76%、铜回收率为82.15%的铜精矿，镍品位为5.86%、镍回收率为84.27%的镍精矿。

3 结 论

(1)内蒙古某低品位铜镍矿石中的金属矿物主要为黄铁矿、紫硫镍矿、黄铜矿，脉石矿物主要有斜长石、辉石、角闪石，橄榄石及绿泥石少量。矿石结构主要以他形粒状结构、半自形粒状结构为主。矿石的构造以稀疏浸染状构造为主，其次为斑点状、星点状和细脉状构造。紫硫镍矿是矿石中最主要的含镍矿物，多以细粒状伴生在黄铜矿附近，有时与黄铜矿、黄铁矿或单独以几何状充填在脉石矿物骨架中。紫硫镍矿为半自形—他形粒状，节理清晰可见，粒度以中细粒为主，最大为0.60 mm，最小为0.001 mm，一般为0.30～0.003 mm。黄铜矿是矿石中的主要含铜矿物，多单独产于脉石中，部分与黄铁矿或紫硫镍矿共生，与紫硫镍矿共生关系密切，以他形粒状为主，粒度大小相差悬殊，最大为0.50 mm，最小不足0.001 mm，以中细粒为主，一般为0.30～0.03 mm。矿石中的主要有价元素为铜和镍，均主要以硫化态形式存在。

(2)矿石在磨矿细度为-0.074 mm占90%的情况下，采用1粗2精1扫优先浮铜，再2粗2精1扫浮镍流程处理，最终获得铜品位为14.76%、铜回收率为82.15%的铜精矿，镍品位为5.86%、镍回收率为84.27%的镍精矿。铜精矿、镍精矿均达到Ⅴ级品质量标准。

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