CN111389582B - 一种从红土镍矿中分选铬铁矿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种从红土镍矿中分选铬铁矿的方法，包括以下步骤：获得经一次分级后的第一产物，所述第一产物包括以一分级尺寸为界的第一粒级矿和第二粒级矿，所述第一粒级矿的尺寸大于所述第二粒级矿的尺寸；对所述第一粒级矿进行二次分级获得第二产物，所述第二产物包括第一子粒级矿、第二子粒级矿和第三子粒级矿，所述第一子粒级矿的尺寸大于所述第二子粒级矿的尺寸，所述第二子粒级矿的尺寸大于所述第三子粒级矿的尺寸；对所述第一子粒级矿、所述第二子粒级矿和所述第三子粒级矿分别进行重选。

Description

一种从红土镍矿中分选铬铁矿的方法

技术领域

本发明总体来说涉及选矿技术领域，具体而言，涉及一种从红土镍矿中分选铬铁矿的方法。

背景技术

镍广泛应用于不锈钢、高温合金、电镀、化工、航空、动力电池材料等领域，全球镍生产和消费在持续增加。目前，世界镍储量中，约60%以红土镍矿形态存在。随着镍硫化矿的逐渐枯竭，红土镍矿成为全球镍资源开发的重点。在红土镍矿开发工艺中无论是湿法还是火法冶炼，工艺流程都比较复杂，而且冶炼成本较高，占到采矿-选矿-冶炼整个生产过程总成本的65%~78%。所以，选矿为冶炼提供质量稳定的合格矿石对控制成本至关重要。

红土镍矿中常含有镍和钴，工业上常采用湿法冶金工艺开发红土镍矿，由于红土镍矿常含有2%左右的铬，这些铬在镍、钴浸出过程中会被转化为Cr⁶⁺，含有Cr⁶⁺的废液若直接排出，会产生严重的环境问题。因此，在镍、钴浸出后还需要再增加除铬作业，这增加了生产成本。

现有技术中，采用在红土镍矿经洗矿后进行一级水力旋流器分级，旋流器溢流进入镍钴浸出流程，旋流器的底流经过螺旋溜槽重选，重选精矿进入摇床重选，螺旋溜槽和摇床重选的尾款进入二级旋流器分级的选矿工艺。

然而，由于不同红土镍矿粒级组成的不同，不同粒级部分的产率是不同的，因此，现有技术中进入摇床重选的矿样会存在给矿粒级范围太宽，摇床重选效果较差，获得铬铁矿的富集比较小的问题。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种重选效果好的从红土镍矿中分选铬铁矿的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种从红土镍矿中分选铬铁矿的方法，包括以下步骤：

获得经一次分级后的第一产物，所述第一产物包括以一分级尺寸为界的第一粒级矿和第二粒级矿，所述第一粒级矿的尺寸大于所述第二粒级矿的尺寸；

对所述第一粒级矿进行二次分级获得第二产物，所述第二产物包括第一子粒级矿、第二子粒级矿和第三子粒级矿，所述第一子粒级矿的尺寸大于所述第二子粒级矿的尺寸，所述第二子粒级矿的尺寸大于所述第三子粒级矿的尺寸；

对所述第一子粒级矿、所述第二子粒级矿和所述第三子粒级矿分别进行重选。

根据本发明的一实施方式，所述分级尺寸介于0.038mm~0.15mm。

根据本发明的一实施方式，所述第一子粒级矿、所述第二子粒级矿和所述第三子粒级矿经重选后分别对应获得第一重选精矿、第二重选精矿和第三重选精矿；

所述选矿方法还包括以下步骤：

对所述第一重选精矿、所述第二重选精矿和第三重选精矿进行磁选。

根据本发明的一实施方式，进行磁选步骤的磁选强度介于120~160 kA/m。

根据本发明的一实施方式，所述第一子粒级矿、所述第二子粒级矿经重选后分别对应获得第一重选尾矿和第二重选尾矿；

所述选矿方法还包括以下步骤：

对所述第一重选尾矿和所述第二重选尾矿进行磨矿分级获得第四子粒级矿，所述第四子粒级矿的尺寸小于所述分级尺寸。

根据本发明的一实施方式，所述第三子粒级矿经重选后获得第三重选尾矿；

所述选矿方法还包括：

将所述第二粒级矿、第三重选尾矿和所述第四子粒级矿合并后进行磁选。

根据本发明的一实施方式，进行磁选步骤的磁选强度介于60~120 kA/m。

根据本发明的一实施方式，所述将所述第二粒级矿、第三重选尾矿和所述第四子粒级矿合并后进行磁选，包括：

将所述第二粒级矿、第三重选尾矿和所述第四子粒级矿合并后进行一次磁选，获得第一磁选精矿和第一磁选尾矿；

对所述第一磁选尾矿进行二次磁选，获得第二磁选精矿和第二磁选尾矿。

根据本发明的一实施方式，所述一次磁选的磁场强度介于60~120 kA/m；所述二次磁选的磁场强度介于800~1050 kA/m。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

本发明实施例的选矿方法因为采用在一级分级后且重选步骤前再进行一次对产物的二次分级，从而获得不同窄粒级矿，并分别对该不同窄粒级矿进行重选的技术手段，使得每个重选步骤的给矿粒级较窄，可以降低粒级不同的影响，克服了现有技术中存在的给矿粒级范围太宽的问题，进而达到重选效果佳的功效。

本发明实施例采用洗矿-分级-重选和磁选的选矿工艺从红土镍矿中分离出铬铁矿，以减少进入后续浸出流程中的铬，从而减少浸出过程的除铬成本，同时产出铬铁矿产品。

本发明实施例对红土镍矿一级分级后的第二粒级矿和磨矿分级后的第四子粒级矿通过强磁选的方法，分离其中的铬铁矿，以减小进入湿法浸出流程中的铬，减少除铬成本。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据本发明一实施方式示出的选矿方法的流程图。

图2是根据本发明另一实施方式示出的选矿方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本发明的发明人在研究中发现，现有螺旋溜槽重选出的精矿的粒级范围一般介于0.054mm~3mm粒级，由于不同红土镍矿粒级组成的不同，2mm~3mm、1mm~2mm、0.054mm~1mm粒级部分的产率是不同的，因此，现有技术方案中进入摇床重选的矿样会存在给矿粒级范围太宽，摇床重选效果较差，获得铬铁矿的富集比较小的问题。

基于此，本发明提供一种选矿方法，包括以下步骤：

获得经一次分级后的第一产物，第一产物包括以一分级尺寸分开的第一粒级矿和第二粒级矿，第一粒级矿的尺寸大于第二粒级矿的尺寸；

对第一粒级矿进行二次分级获得第二产物，第二产物包括第一子粒级矿、第二子粒级矿和第三子粒级矿，第一子粒级矿的尺寸大于第二子粒级矿的尺寸，第二子粒级矿的尺寸大于第三子粒级矿的尺寸；

对第一子粒级矿、第二子粒级矿和第三子粒级矿分别进行重选。

本发明的选矿方法因为采用在一级分级后且重选步骤前再进行一次对产物的二次分级，从而获得不同窄粒级矿，并分别对该不同窄粒级矿进行重选的技术手段，使得每个重选步骤的给矿粒级较窄，可以降低粒级不同的影响，克服了现有技术中存在的给矿粒级范围太宽的问题，进而达到重选效果佳的功效。

下面根据具体实施方式，以从红土镍矿中分选铬铁矿为例，对本发明的选矿方法作详细说明。

如图1所示，图1是根据本发明一实施方式示出的选矿方法的流程图。

在步骤S110中，获得经一次分级后的第一产物，第一产物包括以一分级尺寸为界的第一粒级矿和第二粒级矿，第一粒级矿的尺寸大于第二粒级矿的尺寸。

在一示例实施方式中，获得经一次分级后的第一产物，包括：

对红土镍矿进行洗矿获得矿浆；

对矿浆进行一次分级，获得第一粒级矿和第二粒级矿，第一粒级矿的尺寸大于第二粒级矿的尺寸，且第一粒级矿和第二粒级矿以一分级尺寸为界。

在一实施方式中，对红土镍矿进行洗矿，洗矿的方法及设备可以是圆筒洗矿机、槽式擦洗机或上述两者的组合。本发明的发明人发现红土镍矿的含水率一般为30%~60%，粗细颗粒间存在相互粘附的现象，在一次分级前进行洗矿，可以使粗、细粒级分离，以减小粗、细颗粒间的粘附，便于下一阶段的分级。

在一实施方式中，对矿浆进行一次分级，分级的设备可以采用旋流器或本领域中其他合适的设备。

在一实施方式中，上述分级尺寸的尺寸范围介于0.038mm~0.15mm，即第一粒级矿的尺寸大于该分级尺寸，第二粒级矿的尺寸小于该分级尺寸。

举例来说，当分级尺寸为0.038mm时，矿浆经过一次分级后获得的第一粒级矿大于0.038mm，获得的第二粒级矿小于等于0.038mm。

在本实施例中，将分级尺寸的尺寸范围界定在上述0.038mm~0.15mm的范围内，是结合铬铁矿的粒级分布，一般的红土镍矿在大于这个尺寸范围的粒级部分铬铁矿的含量明显高于其它矿物，另外选择该尺寸范围在工业上可获得较好的分级效率，过细工业上较难实现高效分级。

在步骤S120中，对第一粒级矿进行二次分级获得第二产物，第二产物包括第一子粒级矿、第二子粒级矿和第三子粒级矿，第一子粒级矿的尺寸大于第二子粒级矿的尺寸，第二子粒级矿的尺寸大于第三子粒级矿的尺寸。

在一实施方式中，对第一粒级矿进行二次分级的设备可以采用高频振动筛或本领域其他合适的设备，此处不再一一列举。

在一实施方式中，第一子粒级矿的尺寸范围可以介于1mm~3mm，第二子粒级矿的尺寸范围可以介于0.3mm~1mm，第三子粒级矿的尺寸范围可以介于分级尺寸~0.3mm，其中分级尺寸可由0.038mm~0.15mm中选择。这样，第一子粒级矿的尺寸范围仅介于1mm~3mm，而不存在零点几毫米，甚至零点零几毫米粒级的产物，使得第一子粒级矿内获得窄粒级范围的产物。第二、第三子粒级矿的情况类似，此处不再赘述。当然，在其他实施方式中，第一、第二和第三子粒级矿的分界值也可以不选择0.3mm和1mm，而选择其他数值，本发明并不限定该分界值。

在本实施例中，对经一次分级后的第一粒级矿再进行二次分级后，第一、第二和第三子粒级矿内分别能够获得窄粒级范围的产物，如此可以减小粒级不同对重选的影响，提高重选分离效率，有助于获得较好的分选效果。

另外，值得一提的是，第一粒级矿经二次分级后也可以分成四种、五种或以上的子粒级矿。

在步骤S130中，对第一子粒级矿、第二子粒级矿和第三子粒级矿分别进行重选。

在一示例实施方式中，对上述第一、第二和第三子粒级矿分别进行重选的设备可以是螺旋溜槽和摇床，重选后获得重选精矿和重选尾矿。在一实施方式中，根据矿石性质的差异可以选择一段重选或者二段重选，采用一段重选工艺时可以采用摇床，采用两段重选工艺时，一段重选可以采用螺旋溜槽，二段重选可以采用摇床。

如图2所示，图2是根据本发明另一实施方式示出的选矿方法的流程图。

在一实施方式中，第一子粒级矿经重选后获得第一重选精矿和第一重选尾矿，第二子粒级矿经重选后获得第二重选精矿和第二重选尾矿，第三子粒级矿经重选后获得第三重选精矿和第三重选尾矿。

如图2所示，选矿方法还包括以下步骤：

对第一重选精矿、第二重选精矿和第三重选精矿进行磁选。

在一实施方式中，对第一重选精矿、第二重选精矿和第三重选精矿进行弱磁选，获得磁选精矿和磁选尾矿，该磁选精矿作为磁铁矿产品，磁选尾矿作为铬铁矿。在一实施方式中，进行磁选步骤的磁选强度介于120~160 kA/m。

在一示例实施方式中，第一子粒级矿、第二子粒级矿经重选后分别对应获得第一重选尾矿和第二重选尾矿。

选矿方法还包括以下步骤：

对第一重选尾矿和第二重选尾矿进行磨矿分级获得第四子粒级矿，第四子粒级矿的尺寸小于分级尺寸，分级尺寸的尺寸范围介于0.038mm~0.15mm。

在一实施方式中，磨矿的设备可以采用球磨机或本领域其他合适的磨机，分级设备可以采用水力旋流器和高频细筛。经磨矿分级后的尺寸范围较大时，需返回磨机继续进行磨矿步骤，直至产出尺寸小于分级尺寸的第四子粒级矿。

在一示例实施方式中，第三子粒级矿经重选后获得第三重选尾矿；

选矿方法还包括：

将第二粒级矿、第三重选尾矿和第四子粒级矿合并后进行磁选。在一实施方式中，进行磁选步骤的磁选强度介于60~120 kA/m。

在一示例实施方式中，将第二粒级矿、第三重选尾矿和第四子粒级矿合并后进行磁选，包括：

将第二粒级矿、第三重选尾矿和第四子粒级矿合并后进行一次磁选，获得第一磁选精矿和第一磁选尾矿；该一次磁选为弱磁选，磁场强度可以为60~120 kA/m；

对第一磁选尾矿进行二次磁选，获得第二磁选精矿和第二磁选尾矿；该二次磁选为强磁选，磁场强度可以为800~1050 kA/m。第二磁选精矿作为铬铁矿，第二磁选尾矿可以进入后续湿法浸出流程。

在本实施方式中，通过弱磁选和强磁选的组合，能够避免由于上述磨矿步骤过程中可能使部分铬铁矿的解离度增加，造成粒度较小，重选效果差的问题，因此通过采用强磁选的方法可以分选通过磨矿解离的部分铬铁矿。

另外，根据一般红土镍矿中铬的分布规律，现有技术方案一级和二级水力旋流器的溢流中常含有20%~50%的铬，由于该部分矿样粒度较小，大部分在0.054mm以下，采用常规的浮选和重选较难实现该粒级部分铬的分离，但仍有部分铬进入到后续浸出流程。本发明实施方式中针对该粒级部分中的铬，根据铬铁矿具有弱磁性的性质，采用强磁选工艺分离该部分铬，以减小进入浸出流程中的铬。

下面列举两个具体实施例说明本发明实施例的选矿方法。

实施例1，针对印尼某红土镍矿，原矿中Cr的品位2.30%，采用本发明实施例的选矿方法，红土镍矿经洗矿后筛除粒级尺寸大于3mm的粒级产物，小于3mm的粒级产物采用水力旋流器分级，获得第一粒级矿和第二粒级矿，分级尺寸为0.054mm，即0.054mm<第一粒级矿<3mm，第二粒级矿<0.054mm。第一粒级矿再采用高频细筛分级为第一子粒级矿（1mm~3mm）、第二子粒级矿（0.15mm~1mm）和第三子粒级矿（0.054mm~0.15mm）三个粒级，三个粒级分别进行一段螺旋溜槽重选，螺旋溜槽重选采用一段粗选的分选工艺。螺旋溜槽重选的精矿再经摇床重选，摇床重选采用一段粗选二段精选的分选工艺，精选中矿并入重选尾矿。

第一子粒级矿和第二子粒级矿的重选尾矿进入球磨机磨矿至0.15mm以下，将磨矿后第四子粒级矿产物0.15mm以下、高频细筛分级的第三子粒级矿重选的尾矿和原矿分级的0.054mm以下第二粒级矿产物合并后进行一段弱磁选，磁选的磁场强度为160 kA/m，二段强磁选的磁场强度为850 kA/m，两段磁选可获得Cr品位为27.27%，回收率15.26%的铬铁矿。高频细筛分级获得的第一子粒级矿和第二子粒级矿的摇床重选精矿在磁场强度为160kA/m的条件下，可获得Cr品位为34.41%，回收率51.80%的铬铁矿（磁选尾矿）。

实施例2，针对菲律宾某红土镍矿，原矿中Cr的品位2.82%，采用本发明实施例的选矿方法，红土镍矿经洗矿后筛除粒级尺寸大于2mm粒级产物，小于2mm的粒级产物采用水力旋流器分级，获得第一粒级矿和第二粒级矿，分级尺寸为0.10mm，即0.010mm<第一粒级矿<2mm，第二粒级矿<0.10mm。第一粒级矿再采用高频细筛分级为第一子粒级矿（1mm~2mm）、第二子粒级矿（0.20mm~1mm）和第三子粒级矿（0.10mm~0.20mm）三个粒级，三个粒级分别进行摇床重选，摇床重选采用一段粗选二段精选的分选工艺，中矿并入尾矿。第一子粒级矿和第二子粒级矿的摇床重选尾矿进入球磨机磨矿至0.15mm以下，磨矿后将第四子粒级矿产物0.15mm以下、高频细筛分级的第三子粒级矿重选的尾矿和原矿分级的0.10mm以下第二粒级矿产物合并后进行一段弱磁选，磁选的磁场强度为140 kA/m，二段强磁选的磁场强度为800kA/m，两段磁选可获得Cr品位为22.39%，回收率16.39%的铬铁矿。高频细筛分级获得的第一子粒级矿和第二子粒级矿的重选精矿在磁场强度为160kA/m的条件下，可获得Cr品位为36.23%，回收率45.27%的铬铁矿（磁选尾矿）。

综上所述，本发明的选矿方法的优点和优异效果在于：

本发明实施例的选矿方法因为采用在一级分级后且重选步骤前再进行一次对产物的二次分级，从而获得不同窄粒级范围矿，并分别对该不同窄粒级范围矿进行重选的技术手段，使得每个重选步骤的给矿粒级较窄，可以降低粒级不同的影响，克服了现有技术中存在的给矿粒级范围太宽的问题，进而达到重选效果佳的功效。

本发明实施例采用洗矿-分级-重选和磁选的选矿工艺从红土镍矿中分离出铬铁矿，以减少进入后续浸出流程中的铬，从而减少浸出过程的除铬成本，同时产出铬铁矿产品。

本发明实施例对红土镍矿一级分级后的第二粒级矿和磨矿分级后的第四子粒级矿通过强磁选的方法，分离其中的铬铁矿，以减小进入湿法浸出流程中的铬，减少除铬成本。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的选矿方法仅仅是采用本发明的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本发明的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (5)

1.一种从红土镍矿中分选铬铁矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获得经一次分级后的第一产物，所述第一产物包括以分级尺寸为界的第一粒级矿和第二粒级矿，所述第一粒级矿的尺寸大于所述第二粒级矿的尺寸；

对所述第一粒级矿进行二次分级获得第二产物，所述第二产物包括第一子粒级矿、第二子粒级矿和第三子粒级矿，所述第一子粒级矿的尺寸大于所述第二子粒级矿的尺寸，所述第二子粒级矿的尺寸大于所述第三子粒级矿的尺寸；

对所述第一子粒级矿、所述第二子粒级矿和所述第三子粒级矿分别进行重选；其中，所述分级尺寸介于0.038mm~0.15mm；所述第一子粒级矿、所述第二子粒级矿和所述第三子粒级矿经重选后分别对应获得第一重选精矿、第二重选精矿和第三重选精矿；所述第一子粒级矿、所述第二子粒级矿经重选后分别对应获得第一重选尾矿和第二重选尾矿；

对所述第一重选精矿、所述第二重选精矿和第三重选精矿进行磁选；

对所述第一重选尾矿和所述第二重选尾矿进行磨矿分级获得第四子粒级矿，所述第四子粒级矿的尺寸小于所述分级尺寸；所述第三子粒级矿经重选后获得第三重选尾矿；

将所述第二粒级矿、第三重选尾矿和所述第四子粒级矿合并后进行磁选。

2.根据权利要求1所述的从红土镍矿中分选铬铁矿的方法，其特征在于，对所述第一重选精矿、所述第二重选精矿和第三重选精矿进行磁选步骤的磁选强度介于120~160 kA/m。

3. 根据权利要求1所述的从红土镍矿中分选铬铁矿的方法，其特征在于，将所述第二粒级矿、第三重选尾矿和所述第四子粒级矿合并后进行磁选步骤的磁选强度介于60~120kA/m。

4.根据权利要求1所述的从红土镍矿中分选铬铁矿的方法，其特征在于，所述将所述第二粒级矿、第三重选尾矿和所述第四子粒级矿合并后进行磁选，包括：

将所述第二粒级矿、第三重选尾矿和所述第四子粒级矿合并后进行一次磁选，获得第一磁选精矿和第一磁选尾矿；

对所述第一磁选尾矿进行二次磁选，获得第二磁选精矿和第二磁选尾矿。

5. 根据权利要求4所述的从红土镍矿中分选铬铁矿的方法，其特征在于，所述一次磁选的磁场强度介于60~120 kA/m；所述二次磁选的磁场强度介于800~1050 kA/m。

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