硫化镍矿选矿技术研究现状与进展

2019-02-10黄晓毅罗小新

世界有色金属 2019年14期

龙涛，黄晓毅，罗小新

（1.西安建筑科技大学资源工程学院，陕西西安 710055；2.陕西冶金设计研究院有限公司，陕西西安 710032）

镍是一种重要的有色金属资源，主要从镍矿石中经选冶提炼而成。镍矿石分为硫化矿与氧化矿两大类，其中硫化镍矿普遍含铜，又被称为硫化铜镍矿，目前镍矿的开发利用主要以硫化镍矿为主。世界上镍矿资源丰富的国家主要有加拿大、俄罗斯、澳大利亚、中国和南非。我国硫化镍矿主要分布在西北地区，包括甘肃、新疆等地[1]。硫化镍矿一般先通过选矿得到镍精矿或铜镍混合精矿，再经火法或湿法冶炼得到镍金属，进而加工成合金或其它材料。硫化铜镍矿中含镍矿物主要为镍黄铁矿、紫硫镍矿，含铜矿物主要为黄铜矿、方黄铜矿，其它硫化矿物还包括黄铁矿、磁黄铁矿，脉石矿物主要为含镁的硅酸盐矿物，如辉石、橄榄石、滑石、蛇纹石等。

矿化铜镍矿矿物组成复杂多样，而且其中的硫化矿物易氧化、脉石矿物易泥化，选矿难度较大。因此，了解硫化镍矿选矿技术的研究现状与进展，为镍矿选矿的技术进步提供研究思路与对策，对镍矿资源的开发利用具有重要意义。本文就近年来硫化镍矿浮选工艺、浮选药剂的研究现状与进展进行介绍。

1 硫化镍矿浮选工艺

硫化镍矿浮选工艺主要包括混合浮选与优先浮选，其中混合浮选应用最广泛，按常见的工艺类型又包括阶段磨浮、脱泥～浮选、中矿集中处理等等。

1.1 混合浮选

硫化镍矿混合浮选工艺首先将硫化矿与硅酸盐脉石矿物进行浮选分离，铜、镍硫化矿物共同进入泡沫产品，得到混合精矿。再经分离浮选得到铜精矿、镍精矿，或在冶炼过程中分离铜镍[2]。目前国内大部分选矿厂均采用混合浮选工艺处理硫化镍矿，其中金川公司经混合浮选得到混合粗精矿后，再经冶炼得到低冰镍-高冰镍，再进行铜镍的分离；其它选矿厂则多采用混合浮选～分离浮选的工艺流程。

对于矿物嵌布关系复杂的硫化镍矿，多采用阶段磨矿～阶段选别的工艺，最大程度提高品位、保证回收率[3]。对于富含滑石等易浮脉石的硫化镍矿，常采用预先脱泥～浮选工艺，先浮出易浮脉石矿物，再进行硫化矿物的选别。对于中矿性质特殊的情况，则采用单独集中处理或再磨再选的工艺。

1.2 优先浮选

一般来说在硫化铜镍矿石中，黄铜矿比镍黄铁矿可浮性的好，铜矿物比镍矿物更快更容易上浮。当矿物共生关系简单，原矿中铜品位较高，而镍品位较低时，可考虑采用优先浮选工艺，保证铜矿物的回收[4]。但镍黄铁矿容易被抑制而难以被活化，优先浮选工艺会在一定程度上影响镍的回收。目前采用此工艺的情况比较少见。

2 硫化镍矿浮选药剂

硫化镍矿浮选药剂主要包括硫化矿物捕收剂、pH调整剂、矿浆分散剂、硅酸盐矿物抑制剂、（磁）黄铁矿抑制剂、镍矿物抑制剂和起泡剂等。其中最常用的、研究最多的是铜镍硫化矿捕收剂和硅酸盐矿物抑制剂。

2.1 捕收剂

铜镍硫化矿物常用的捕收剂有黄药类、黑药类以及硫氨酯，其中常用的黄药包括乙基黄药、丁基黄药、戊基黄药、Y89等，常用的黑药是丁铵黑药。由于选矿技术进步，新型捕收剂的研发层出不穷，包括BK系列、A系列、LP系列、LX系列等等[5]。此外，在硫化镍矿选矿实践中发现，采用单一捕收剂用药难以获得满意的浮选指标，而混合用药可以取长补短，充分发挥不同类型捕收剂的优势，在保证捕收性能的同时大大提高药剂作用的选择性，进而提高浮选技术经济指标[6]。硫化镍矿浮选中使用的丁基黄药+丁铵黑药+Z200的混合用药方式便是沿用了这种思路。

2.2 抑制剂

硫化镍矿浮选中常用到的抑制剂包括聚合磷酸盐类、纤维素类、水玻璃类、豆胶类、淀粉类等等[7]。其中六偏磷酸钠是最常见的聚合磷酸盐，通过与Ca、Mg形成亲水络合物进而分散与抑制硅酸盐矿物[8]。

纤维素类最常见的是羧甲基纤维素钠，其分子量较大，分子结构内含大量-OH、-COOH等亲水基团，对硅酸盐矿物的抑制能力较强[9]。根据选厂实际需求与药剂生产工艺又分为多种不同的分子量，分别适用于不同脉石矿物类型的抑制。水玻璃是常用的硅酸盐矿物抑制剂，为了提高抑制效果往往有针对性地进行改性，在硫化镍矿浮选中应用十分广泛[10]。豆胶类主要包括刺槐豆胶、瓜尔胶及其改性产品[11]，其抑制能力十分突出，对其进行改性研究的重点是提高抑制作用的选择性。