CN104998758A

CN104998758A - 一种硫化铜镍-铂族金属矿选矿降镁的方法

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Publication number: CN104998758A
Application number: CN201510399979.9A
Authority: CN
Inventors: 邱显扬; 胡真; 邹坚坚; 李汉文; 汤玉和; 叶富兴; 李沛伦; 汪泰; 宋宝旭; 王成行; 叶小璐; 付华
Original assignee: GUANGDONG RESEARCH INSTITUTE OF INDUSTRIAL TECHNOLOGY (GUANGZHOU RESEARCH INSTITUTE OF NON-FERROUS METALS)
Current assignee: Institute Of Resources Comprehensive Utilization Guangdong Academy Of Sciences; Institute of Resource Utilization and Rare Earth Development of Guangdong Academy of Sciences
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2035-07-09
Also published as: CN104998758B

Abstract

一种硫化铜镍-铂族金属矿选矿降镁的方法。其特征是原矿经磨矿浮选后得到粗精矿；粗精矿再磨加温酸浸预处理；预处理粗精矿过滤洗涤调浆后进行浮选得到低镁含量的铜镍铂族混合精矿产品。本发明提供了一种技术可行，经济合理的选矿降镁方法，与现有的选矿降镁技术相比，本发明具有降镁效果显著，环保、容易实施的特点。适用于基性－超基性岩型硫化铜镍-铂族金属矿和层状镁铁堆积岩型独立铂族矿。

Description

一种硫化铜镍-铂族金属矿选矿降镁的方法

技术领域

本发明涉及一种硫化铜镍-铂族金属矿选矿降镁的方法，特别涉及脉石矿物以蛇纹石为主，高含镁的基性-超基性岩型硫化铜镍-铂族金属矿和层状镁铁堆积岩型独立铂族矿的选矿降镁方法。

背景技术

铂族金属自20世纪80年代以来被赞誉为“第一重要的高技术金属”，以“少、小、精、广、贵”的特点广泛应用于贵重财产、特殊功能高技术、新能源、环保、催化剂等诸多领域。铂族元素具有亲铁、亲硫的地球化学性质，在地壳中它们常与镍铁铜的硫化物一起在岩浆演化过程中共同富集，形成镍、铁、铜、铂族等多金属共伴生超基性岩矿床。目前世界上90%以上的铂族金属都是从基性岩铜镍硫化矿床中提取，主要是通过富集铜镍等硫化矿物，使铂、钯等贵金属同时富集。

蛇纹石[Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈]是超基性岩中的橄榄石、顽火辉石等受蚀变形成，常形成规模巨大的蛇纹岩体。其化学反应见1：

5Mg₂SiO₄ + 8H₂O = Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈ + 4Mg(OH)₂ + SiO₂……1

因此，蛇纹石通常是铜镍铂钯矿床的主要脉石矿物。蛇纹石易泥化，自然可浮性较好，具有易浮难抑的性质，浮选过程中极易进入精矿。

全世界几乎所有处理镍铜铂族浮选精矿的冶炼厂都首先采用火法熔炼造锍富集，然而熔炼造锍对浮选精矿氧化镁的含量有严格要求，原因是氧化镁在造渣过程中形成高熔点、高粘度的渣相，导致熔炼造锍过程能耗迅速增加，锍相与渣相分离困难。如加拿大汤普森精矿含氧化镁低，沪渣含氧化镁约5%，吨料电耗约为400kW.h，俄罗斯某公司炉渣含MgO18%至20%，吨料电耗高达800kW.h，中国某公司炉渣含MgO10%至13%，吨料电耗高达630kW.h。倘若MgO含量可以满足闪速熔炼小于6.5%的要求，那么吨料电耗可大降至370kW.h，能耗将得到大幅度降低，生产成本明显减少。基于此，选矿降镁成为研究的热点和难点。

冯其明等（蛇纹石对镍黄铁矿浮选的影响及其抑制剂研究现状[J],《矿产保护与利用》,1997,05:21-24）论述了蛇纹石对镍黄铁矿浮选的影响，详细评述了国内外降镁药剂的开发与研究，重点介绍了六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、水玻璃三种药剂的性质及其作用机理研究。蛇纹石对镍黄铁矿可浮性的影响，主要是由蛇纹石与镍黄铁矿的表面电性不同引起的，当矿浆pH=9时，蛇纹石表面电位为+5mV，而镍黄铁矿则为-25mV，使得蛇纹石吸附在镍黄铁矿表面而形成矿泥覆盖，影响镍黄铁矿的浮选。羟甲基纤维素抑制蛇纹石的机理可能是氢的键合作用使其吸附在蛇纹石表面将其抑制，另外，羧甲基纤维素具有两个较强的极性基（-OH和-COOH基），在水中电离后使得羧甲基纤维素带负电而吸附于蛇纹石表面，此外，羧甲基纤维素还可能与蛇纹石表面的金属离子发生化学吸附，从而将蛇纹石抑制。六偏磷酸钠能降低镍精矿中氧化镁含量的主要原因是由于其与蛇纹石表面金属离子发生络合反应，改变蛇纹石表面电性，使蛇纹石从镍黄铁矿表面脱落将其分散，从而减少蛇纹石的含量，并且提高镍黄铁矿的上浮速度。

冯博等（蛇纹石对黄铁矿浮选的影响[J],《有色金属工程》,2014,03:55-58）通过浮选、沉降、吸附量试验，接触角测试和显微镜观测，研究蛇纹石对黄铁矿浮选的影响。结果表明，矿物粒径在蛇纹石与黄铁矿的浮选分离中起着重要作用，比黄铁矿粒度小的蛇纹石颗粒能够通过异相凝聚作用吸附在黄铁矿表面，改变黄铁矿的表面性质，影响黄铁矿的浮选。蛇纹石表面是亲水的且不吸附捕收剂戊黄药。蛇纹石吸附在黄铁矿表面，降低黄铁矿表面疏水性和戊黄药在黄铁矿表面的吸附量，使黄铁矿浮选回收率降低，增加戊黄药在黄铁矿表面的吸附量能够一定程度上恢复被抑制的黄铁矿的浮选回收率，但蛇纹石含量较高时，黄铁矿浮选回收率仍降低。因此，微细粒蛇纹石通过异相凝聚作用在黄铁矿表面附着，降低黄铁矿表面疏水性是蛇纹石影响黄铁矿浮选的主要原因。

龙涛（硫化铜镍矿浮选中镁硅酸盐矿物强化分散-同步抑制的理论及技术研究[D],中南大学,2012,104-106）重点针对镁硅酸盐矿物的强化分散与选择性抑制进行了系统的研究，形成了硫化铜镍矿浮选体系“固液界面离子选择性迁移－浮选剂分子间组装”调控原理，并以此为基础开发了硫化铜镍矿强化浮选技术原型。并基于多矿相镁硅酸盐矿物“强化分散－同步抑制”调控原理，形成了硫化铜镍矿强化浮选技术，并在新疆哈密天隆镍矿进行了工业试验，针对原矿品位Ni 0.53%、Cu 0.27%的低品位硫化铜镍矿，获得Ni 5.68%、 Cu3.14%的铜镍混合浮选精矿，Ni、Cu回收率分别达到80.23%和88.05%，采用硫化铜镍矿强化浮选技术，在精矿镍、铜品位相近的情况下，镍回收率提高3.04个百分点，铜回收率提高9.92个百分点。遗憾的是文中未给出精矿MgO具体含量，无法判断精矿能否达到闪速熔炼MgO小于6.5%的要求。

胡显智等（酸浸脱除精矿中蛇纹石降镁过程的热力学分析[J],《有色金属》,2005,02:73-77）根据应用热力学原理计算并分析精矿中蛇纹石、各种铁矿物及硫化铜矿物与稀酸反应的活性，结果表明，蛇纹石极易与稀酸反应，其中氧化镁可完全溶于稀酸中、铁矿物中的FeO、Fe₂CO₃、FeO.SiO₂也较易与稀酸反应，硫黄铁矿亦与稀酸有一定反应，而黄铁矿则不会与稀酸反应，硫化铜矿物也不易与稀酸反应，因此，以蛇纹石为主要含镁脉石的铜镍硫化矿或贵金属矿，仅通过浮选难以获得低镁精矿时，可以用稀酸浸出的办法降低其最终精矿中的氧化镁含量。作者提出酸浸溶解蛇纹石在技术上具有可行性，但是由于酸浸溶解蛇纹石降镁的成本较高，经济上不够合理。

发明内容

本发明的目的是针对基性-超基性岩型硫化铜镍-铂族金属矿主要脉石矿物为蛇纹石，蛇纹石易泥化，自然可浮性较好，具有易浮难抑的性质，浮选过程中极易进入精矿，导致精矿含MgO高，对后续冶金造成极为不利的影响，选矿降镁成为长期存在的行业难题，本发明提供了一种技术可行，经济合理的选矿降镁方法。

本发明的具体步骤如下：

（1）原矿浮选：原矿经磨矿至细度为-0.074mm占65~85%，加水调浆至矿浆浓度25~35%，按给矿重量计，加入矿浆调整剂碳酸钠500~2000g/t，抑制剂300~1200g/t，捕收剂100~300g/t，起泡剂20~40g/t做粗选；加入捕收剂50~100g/t，起泡剂10~20g/t，做一次扫选；加入捕收剂50~100g/t，起泡剂5~10g/t，做二次扫选；加入抑制剂100~300g/t，进行二至三次精选；获得粗精矿；

（2）粗精矿加温酸浸预处理：将粗精矿浓缩至矿浆浓度50~75%，再磨至细度为-0.043mm占70~85%，按给矿重量计，加入1:1硫酸水溶液50~150Kg/t，加温至50~90℃，保温60~120分钟，进行酸浸预处理，得到预处理粗精矿；

（3）预处理粗精矿浮选降镁：将预处理粗精矿矿浆过滤，洗涤后，调浆至矿浆浓度15~25%，按给矿重量计，加入抑制剂300~1000g/t，搅拌2~4分钟，捕收剂200~400g/t，搅拌2~4分钟，起泡剂20~50g/t，搅拌1分钟，做粗选；加入捕收剂80~150g/t，起泡剂10~20g/t，做一次扫选；加入捕收剂60~120g/t，起泡剂5~10g/t，做二次扫选；加入抑制剂50~200g/t，进行二至三次精选；获得低镁含量的铜镍铂族精矿。

所述抑制剂为糊精、淀粉、羧甲基纤维素、水玻璃或或六偏磷酸钠中的一种或多种的混合物。

所述的捕收剂为丁黄药、戊黄药、Y-89、丁铵黑药或乙硫氮。

所述的起泡剂为松醇油或Z-200中的一种或两种的混合物。

本发明是根据热力学原理计算并分析蛇纹石、硫化矿物与稀硫酸反应的活性，结果表明，蛇纹石可与稀硫酸反应，氧化镁可溶于稀硫酸中，而铜镍铁硫化矿物不易与稀硫酸反应，蛇纹石表面的氧化镁被稀硫酸溶解进入溶液，从而暴露出二氧化硅表面，其反应见2。

Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈(s)+12H⁺(aq) = 6Mg²⁺(aq)+4SiO₂(s)+10H₂O(l) ……2

具有二氧化硅表面的蛇纹石，在整体结构保持不变的情况下可浮性显著降低，容易被抑制剂作用。从动力学角度出法，适当的增加反应温度可以显著提高反应进行速度，有助于在低酸体系下使蛇纹石表面的氧化镁溶解。此外，经稀硫酸预处理后，由于异相凝聚附着在铜镍铂族矿物表面的蛇纹石有效脱落，铜镍铂族矿物再次暴露新鲜表面，自然可浮性得以恢复。所以，对铜镍铂族粗精矿采用加温酸浸预处理后，蛇纹石易被抑制，而铜镍铂族矿物变得易浮，为浮选实现蛇纹石与铜镍铂族矿物分离创造了有利条件，从而获得低镁的铜镍铂族精矿产品。

本发明具有的特点主要如下：（1）采用加温酸浸选择性改变蛇纹石表面性质，使其具有较强的亲水性。对铜镍铂族粗精矿进行酸浸预处理，蛇纹石表面由Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈变成SiO₂，具有SiO₂表面的蛇纹石具有较强的亲水性，易被抑制剂作用。（2）采用加温措施加速反应进行，实现低酸体系下蛇纹石表面由Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈变成SiO₂。（3）采用加温酸浸预处理使由于异相凝聚附着在铜镍铂族的蛇纹石有效脱落，铜镍铂族矿物从新暴露新鲜表面，自然可浮性得以恢复。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下是结合具体附图和实施例对本发明的进一步详细说明，以下实施例只是作为对本发明的具体说明，并不代表对本发明应用的限制。

实施例1

原矿为中国云南某地铜镍铂族硫化矿。

（1）原矿经磨矿至-0.074mm占71%，加水调浆至矿浆浓度30%，按给矿重量计，加入碳酸钠1000g/t，搅拌3分钟，糊精300g/t，搅拌3分钟，丁黄药300g/t，搅拌2分钟，松醇油40，搅拌1分钟，做粗选；加入丁黄药60g/t，搅拌2分钟，松醇油10g/t，搅拌1分钟，做一次扫选；加入丁黄药40g/t，搅拌2分钟，松醇油5g/t，搅拌1分钟，做二次扫选；加入糊精100g/t，搅拌3分钟，进行一次精选，加入糊精60g/t，搅拌3分钟，进行二次精选，获得粗精矿；

（2）将粗精矿浓缩至矿浆浓度60%，再磨至-0.043mm占80%，按给矿重量计，加入1:1硫酸水溶液100Kg/t，矿浆浓度维持在45%，加温至85℃，保温90分钟，得到预处理粗精矿；

（3）将预处理粗精矿矿浆过滤，洗涤后，调浆至矿浆浓度18%，按给矿重量计，加入糊精500g/t，搅拌3分钟，丁黄药300g/t，搅拌2分钟，Z-200 30g/t，搅拌1分钟，做粗选；加入丁黄药80g/t，Z-200 10g/t，做一次扫选；加入丁黄药60g/t，搅拌2分钟，Z-200 5g/t，做二次扫选；加入糊精100g/t，搅拌3分钟，进行一次精选；加入糊精50g/t，搅拌3分钟，进行二次精选；获得含MgO 3.73%，含铜6.79%，含镍7.49%，含铂56.21g/t，含钯67.28g/t，对原矿铜回收率83.03%，镍回收率79.69%，铂回收率73.69%，钯回收率71.26%的低镁含量的铜镍铂族精矿。

实施例2

原矿为中国内蒙古某地铜镍铂族硫化矿。

（1）原矿经磨矿至-0.074mm占78%，加水调浆至矿浆浓度27%，按给矿重量计，加入碳酸钠1500g/t，搅拌3分钟，羧甲基纤维素500g/t，搅拌3分钟，丁铵黑药100g/t，搅拌2分钟，松醇油40g/t，搅拌1分钟，做粗选；加入丁铵黑药30g/t，搅拌2分钟，松醇油10g/t，搅拌1分钟，做一次扫选；加入丁铵黑药20g/t，搅拌2分钟，松醇油5g/t，搅拌1分钟，做二次扫选；加入羧甲基纤维素120g/t，搅拌3分钟，进行一次精选，加入羧甲基纤维素80g/t，搅拌3分钟，进行二次精选，获得粗精矿。

（2）将粗精矿浓缩至矿浆浓度60%，再磨至-0.043mm占80%，按给矿重量计，加入1:1硫酸水溶液80Kg/t，矿浆浓度维持在40%，加温至90℃，保温60分钟，得到预处理粗精矿。

（3）将预处理粗精矿矿浆过滤，洗涤后，调浆至矿浆浓度18%，按给矿重量计，加入羧甲基纤维素800g/t，搅拌3分钟，丁铵黑药80g/t，搅拌2分钟，Z-200 30g/t，搅拌1分钟，做粗选；加入丁铵黑药30g/t，Z-200 10g/t，做一次扫选；加入丁铵黑药10g/t，搅拌2分钟，Z-200 5g/t，做二次扫选；加入羧甲基纤维素200g/t，搅拌3分钟，进行一次精选；加入羧甲基纤维素80g/t，搅拌3分钟，进行二次精选；获得含MgO 3.26%，含铜8.51%，含镍6.88%，含铂47.16g/t，含钯31.29g/t，对原矿铜回收率85.69%，镍回收率81.25%，铂回收率83.26%，钯回收率78.63%的低镁含量的铜镍铂族精矿。

Claims

1.一种硫化铜镍-铂族金属矿选矿降镁的方法，其特征是由以下步骤组成：

（2）粗精矿加温酸浸预处理：将粗精矿浓缩至矿浆浓度50~75%，再磨至细度为-0.043mm占70~85%，按给矿重量计，加入1:1硫酸水溶液50~150 Kg/t，加温至50~90℃，保温60~120分钟，进行酸浸预处理，得到预处理粗精矿；

（3）预处理粗精矿浮选降镁：将预处理粗精矿矿浆过滤洗涤后，调浆至矿浆浓度15~25%，按给矿重量计，加入抑制剂300~1000g/t，搅拌2~4分钟，捕收剂200~400g/t，搅拌2~4分钟，起泡剂 20~50g/t，搅拌1分钟，做粗选；加入捕收剂80~150g/t，起泡剂10~20g/t，做一次扫选；加入捕收剂60~120g/t，起泡剂5~10g/t，做二次扫选；加入抑制剂50~200g/t，进行二至三次精选；获得低镁含量的铜镍铂族精矿。

2.根据权利要求1所述的硫化铜镍-铂族金属矿选矿降镁的方法，其特征是所述抑制剂为糊精、淀粉、羧甲基纤维素、水玻璃或六偏磷酸钠中的一种或多种的混合物。

3.根据权利要求1所述的硫化铜镍-铂族金属矿选矿降镁的方法，其特征是所述的捕收剂为丁黄药、戊黄药、Y-89、丁铵黑药或乙硫氮。

4.根据权利要求1所述的硫化铜镍-铂族金属矿选矿降镁的方法，其特征是起泡剂为松醇油或Z-200中的一种或两种的混合物。