CN115318446A - 一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于镍钴硫化矿浮选技术领域，具体涉及一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度及其应用。所述药剂制度包括pH调整剂、活化剂、捕收剂、矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂；所述矿泥分散调整剂包括氢氧化钠和植酸；所述矿泥选择性抑制剂为葡萄糖酸钠、胺基磺酸钠中的一种或两种。本发明采用的矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂绿色低碳无毒，分散调整矿泥、阻止矿泥罩盖，抑制剂选择性作用能力强。应用于难选低品位镍钴硫化矿或极贫硫钴资源，可显著提高镍钴铜等目的矿物浮选的选择性，有效降低镍钴铜混合精矿中钙镁等杂质矿物的含量，分选指标优异。

Description

一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度及其应用

技术领域

本发明属于镍钴硫化矿浮选技术领域，具体涉及一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度及其应用。

背景技术

镍、钴是国防工业和民用工业中应用广泛的战略金属资源，具有依存度高、需求迫切的特点，属于全球紧缺的重要战略矿产。特别是随着近年来新能源车的兴起，高镍电池需求的持续攀升，导致全球对镍钴资源的需求量显著增加。

西北地区是我国镍钴资源集中区，而随着西部地区镍钴矿的开发利用，矿石发生贫化，贫矿生产逐步面临矿泥扰动大、综合回收指标不理想的技术难题。原矿中蛇纹石、绿泥石等易泥化矿物以及黑云母、滑石等易浮矿物的大量存在，导致选矿获得的精矿中钙镁等杂质含量难以控制，常超出冶炼的指标要求，造成后续冶炼能耗增高，渣量增大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度及其应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度，所述药剂制度包括pH调整剂、活化剂、捕收剂、矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂；

其中，所述矿泥分散调整剂包括氢氧化钠和植酸；所述矿泥选择性抑制剂为葡萄糖酸钠、胺基磺酸钠中的一种或两种。

进一步的，所述pH调整剂包括碳酸钠或硫酸铵的一种或两种；

和/或，所述活化剂为硫酸铜；

和/或，所述捕收剂为戊基黄药和丁铵黑药。

进一步的，所述矿泥分散调整剂中氢氧化钠和植酸的质量比值为3-5：15-25。

进一步的，所述矿泥分散调整剂中还包括水，所述水和氢氧化钠的质量比值为300-500： 3-5。

本发明还提供一种上述的一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度在低品位镍钴硫化矿选矿中的应用，其特征在于，所述低品位镍钴硫化矿的镍品位不低于0.3％、钴品位不低于 0.01％。

进一步的，所述低品位镍钴硫化矿选矿的方法包括以下步骤：

(1)将所述低品位镍钴硫化矿磨矿至-74μm粒度矿物重量占原矿总重量的85％-92％；

(2)将磨矿后的低品位镍钴硫化矿进行粗选、浮选和扫选步骤，得到镍钴精矿和最终尾矿；

其中，所述pH调整剂、活化剂、捕收剂、矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂在步骤 (1)和/或步骤(2)中共同或部分使用。

进一步的，步骤(1)中，所述磨矿时添加有所述pH调整剂；

其中，所述pH调整剂的用量为1000-1500克/吨原矿。

进一步的，步骤(2)中，所述粗选时添加有所述活化剂、捕收剂、矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂，所述粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿进入精选步骤，粗选尾矿进入扫选步骤；

其中，所述活化剂的用量为150-200克/吨原矿，所述捕收剂中的戊基黄药的用量为 160-250克/吨原矿，所述捕收剂中的丁铵黑药的用量为40-80克/吨原矿，所述矿泥分散调整剂的用量为300-500克/吨原矿，所述矿泥选择性抑制剂的用量为200-350克/吨原矿。

进一步的，步骤(2)中，所述精选时添加有矿泥选择性抑制剂，所述精选的次数为4次，前三次精选分别得到精选中矿和精选精矿，精选精矿作为下一次精选的物料，最后一次精选得到精选中矿和镍钴精矿，前两次精选得到精选中矿返回粗选步骤，后两次精选得到精选中矿返回第一次精选步骤；

其中，每次精选所述矿泥选择性抑制剂的用量为60-90克/吨原矿。

进一步的，步骤(2)中，所述扫选时添加有矿泥分散调整剂和捕收剂，所述扫选的次数为3次，前两次扫选分别得到扫选尾矿和扫选中矿，扫选尾矿作为下一次扫选的物料，最后一次扫选得到扫选中矿和最终尾矿，扫选得到的扫选中矿进入粗选步骤；

其中，每次扫选所述矿泥分散调整剂的用量为20-50克/吨原矿，每次扫选所述捕收剂的量为60-100克/吨原矿。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用的矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂绿色低碳无毒，分散调整矿泥、阻止矿泥罩盖，抑制剂选择性作用能力强。应用于难选低品位镍钴硫化矿或极贫硫钴资源，可显著提高镍钴铜等目的矿物浮选的选择性，有效降低镍钴铜混合精矿中钙镁等杂质矿物的含量，分选指标优异。将本发明的矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂用于难处理低品位镍钴硫化矿选矿，实现短流程浮选(一段磨矿-浮选工艺)达到提升铜镍选别指标、降低精矿氧化镁含量的目的，降低工艺能耗，节约生产成本。

2、本发明采用的矿泥分散调整剂由氢氧化钠、植酸和水构成，形成化学性质稳定的植酸钠溶液，其中植酸又称肌醇六磷酸，是从纯天然植物种籽中提取的一种有机酸，加碱形成的植酸钠后，由于独特的分子结构决定了高负电荷密度的特点，吸附后使含镁脉石矿泥颗粒被负电荷包围，阻止了含镁脉石矿泥颗粒间相互聚集，提高了矿浆的流动性和分散程度，由此降低了含镁脉石矿泥对铜镍矿物浮选的影响。与无机分散剂相比(例如水玻璃在不同的矿浆 pH下，所呈现的化学状态会有较大区别，因此分散性能会受pH影响)，植酸钠的分散性能不受矿浆pH值的影响，是适用于富镁硫化铜镍贫矿浮选的一种新型高效的分散调整剂，对提高铜镍的浮选指标有益。

3、本发明采用的矿泥选择性抑制剂葡萄酸钠或胺基磺酸钠，均为有机物，在工业上用途十分广泛，他们可以在建筑、纺织印染和金属表面处理以及水处理等行业作高效螯合剂，钢铁表面清洗剂，玻瓶清洗剂，电镀工业铝氧着色，在混凝土行业用作高效缓凝剂等。本发明将其引入铜镍矿选矿，用于抑制含镁脉石。因上述抑制剂分子中的极性基(-OH)易与金属性较大的金属离子Mg³⁺发生作用，形成离子型化学键合和化学反应，而与负电性较大的金属离子Fe²⁺作用能力弱，故它们在含镁脉石表面的作用能力明显强于在镍钴硫化矿表面的作用，因此具有选择性降镁的作用效果。

4、本发明新型矿泥分散调整剂和选择性抑制剂的使用，实现短流程浮选(一段磨矿-浮选工艺，与常规使用的阶段磨矿阶段浮选工艺相比，流程缩短，能耗降低)，可减少含镁脉石在浮选体系中循环量，改善浮选环境，并采用中矿分类处理的方式有效提高中矿的分选效率，采用抑制剂在捕收剂之后添加的方式，从而提高抑制剂的选择性作用效果，从而提高铜镍分选指标，降低铜镍精矿氧化镁含量。该方法对镍钴贫矿适应性强，流程简单、便于控制，分选效率高，方法指标优。

具体实施方式

下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1

本实施例提供一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度及其应用，该难选低品位镍钴硫化矿的Ni品位0.45％、Co品位0.020％、MgO含量高达29.5％左右，是我国最难选的镍钴矿石之一。因蚀变作用使得整个矿床的矿物组成十分复杂：矿石松软易碎，金属硫化物粒度很不均匀，矿石中的硫化矿物主要有镍黄铁矿、紫硫镍矿、黄铜矿、方黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿，还有少量的墨铜矿及铂、钯等稀贵金属矿物；脉石矿物主要有橄榄石、辉石及其蚀变产物蛇纹石、绿泥石、滑石，及少量的碳酸盐、黑云母等含镁硅酸盐矿物。

药剂准备：

准备常规使用的pH调整剂硫酸铵、活化剂硫酸铜和捕收剂戊基黄药和丁铵黑药，还包括准备矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂：

矿泥分散调整剂包括3份氢氧化钠、15份植酸和350份水；

矿泥选择性抑制剂为葡萄糖酸钠。

药剂应用：

药剂在低品位镍钴矿选矿上的应用包括如下步骤：

(1)对所述难选低品位镍钴硫化矿磨矿，磨矿时添加用量为1200克/吨原矿的所述pH调整剂，磨矿细度为-74μm粒度矿物重量占原矿总重量的90％。

(2)将所述活化剂硫酸铜、矿泥分散调整剂、捕收剂戊基黄药和丁铵黑药、矿泥选择性抑制剂按该顺序依次加入到步骤(1)磨矿所得的矿浆中，进行镍钴粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿，其中，所述活化剂硫酸铜的用量为180克/吨原矿，所述矿泥分散调整剂的用量为400 克/吨原矿，所述捕收剂戊基黄药和丁铵黑药的用量分别为200克/吨原矿和60克/吨原矿，所述矿泥选择性抑制剂的用量为300克/吨原矿。

(3)将所述矿泥选择性抑制剂加入到步骤(2)所得的粗选精矿中，进行精选，精选次数为4次，每次精选得到各自的精选中矿，最后一次精选得到精选中矿和镍钴精矿，将前2次精选所得的精选中矿合并，集中返回至镍钴粗选作业，将后2次精选所得精选中矿合并，集中返回至第一次精选作业。所述矿泥选择性抑制剂的用量为70克/吨原矿。

(4)所述扫选是将矿泥分散调整剂和捕收剂依次加入到步骤(2)所得的粗选尾矿中进行扫选，扫选次数为3次，每次扫选得到各自的扫选中矿，最后一次扫选得到扫选中矿和最终尾矿；每次扫选所用的矿泥分散调整剂的用量为30克/吨原矿，每次扫选所用的捕收剂的量为 80克/吨原矿，各扫选所得扫选中矿合并，集中返回至镍钴粗选作业。

实施例1的试验结果如下表所示。

实施例2

本实施例提供一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度及其应用，该极低品位铜镍矿的Ni品位0.35％、Co品位0.014％、MgO含量在22％左右。该贫矿石矿石中矿物组成较为复杂，铜矿物主要有黄铜矿、微量的斑铜矿和砷铜矿；镍矿物主要为镍黄铁矿、微量的辉砷镍矿；铁矿物主要有磁黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿和黄铁矿；除此之外，还含有少量或微量的闪锌矿、方铅矿、单斜绿铜锌矿、黄锡矿等金属矿物；脉石矿物主要由滑石、辉石、云母、长石、绿泥石、蛇纹石、橄榄石等组成。

药剂准备：

准备常规使用的pH调整剂碳酸钠、活化剂硫酸铜和捕收剂戊基黄药和丁铵黑药，还包括准备矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂：

矿泥分散调整剂包括5份氢氧化钠、25份植酸和400份水；

矿泥选择性抑制剂为胺基磺酸钠。

药剂应用：

药剂在低品位镍钴矿选矿上的应用包括如下步骤：

(1)对所述难选低品位镍钴硫化矿磨矿，磨矿时添加用量为1500克/吨原矿的所述pH调整剂，磨矿细度为-74μm粒度矿物重量占原矿总重量的92％。

(2)将所述活化剂硫酸铜、矿泥分散调整剂、捕收剂戊基黄药和丁铵黑药、矿泥选择性抑制剂按该顺序依次加入到步骤(1)磨矿所得的矿浆中，进行镍钴粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿，其中，所述活化剂硫酸铜的用量为200克/吨原矿，所述矿泥分散调整剂的用量为500 克/吨原矿，所述捕收剂戊基黄药和丁铵黑药的用量分别为160克/吨原矿和40克/吨原矿，所述矿泥选择性抑制剂的用量为350克/吨原矿。

(3)将所述矿泥选择性抑制剂加入到步骤(2)所得的粗选精矿中，进行精选，精选次数为4次，每次精选得到各自的精选中矿，最后一次精选得到精选中矿和镍钴精矿，将前2次精选所得的精选中矿合并，集中返回至镍钴粗选作业，将后2次精选所得精选中矿合并，集中返回至第一次精选作业。所述矿泥选择性抑制剂的用量为90克/吨原矿。

(4)所述扫选是将矿泥分散调整剂和捕收剂依次加入到步骤(2)所得的粗选尾矿中进行扫选，扫选次数为3次，每次扫选得到各自的扫选中矿，最后一次扫选得到扫选中矿和最终尾矿；每次扫选所用的矿泥分散调整剂的用量为50克/吨原矿，每次扫选所用的捕收剂的量为 60克/吨原矿，各扫选所得扫选中矿合并，集中返回至镍钴粗选作业。

实施例2的试验结果如下表所示。

实施例3

本实施例提供一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度及其应用，应用于极低品位硫钴资源的分离回收，该硫钴资源Co品位0.022％、S品位0.89％、MgO含量在19％左右。该原矿中脉石含量合计80.60％，以辉石为主，次有橄榄石、长石、绿泥石等；金属氧化矿物合计含量 17.27％，主要为钛铁矿、钛磁铁矿等；金属硫化物含量低，主要为磁黄铁矿、黄铁矿等，合计含量仅2.13％；含钴矿物量微，其中含钴镍黄铁矿仅0.05％，硫钴镍铁矿含量仅0.01％。

药剂准备：

准备常规使用的pH调整剂碳酸钠、活化剂硫酸铜和捕收剂戊基黄药，还包括准备矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂：

矿泥分散调整剂包括3份氢氧化钠、15份植酸和400份水；

矿泥选择性抑制剂为葡萄糖酸钠。

药剂应用：

药剂在低品位硫钴资源选矿上的应用包括如下步骤：

(1)对所述难选低品位镍钴硫化矿磨矿，磨矿时添加用量为1500克/吨原矿的所述pH调整剂，磨矿细度为-74μm粒度矿物重量占原矿总重量的85％。

(2)将所述活化剂硫酸铜、矿泥分散调整剂、捕收剂戊基黄药和丁铵黑药、矿泥选择性抑制剂按该顺序依次加入到步骤(1)磨矿所得的矿浆中，进行镍钴粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿，其中，所述活化剂硫酸铜的用量为200克/吨原矿，所述矿泥分散调整剂的用量为300 克/吨原矿，所述捕收剂戊基黄药的用量为200克/吨原矿，所述矿泥选择性抑制剂的用量为200 克/吨原矿。

(3)将所述矿泥选择性抑制剂加入到步骤(2)所得的粗选精矿中，进行精选，精选次数为4次，每次精选得到各自的精选中矿，最后一次精选得到精选中矿和镍钴精矿，将前2次精选所得的精选中矿合并，集中返回至镍钴粗选作业，将后2次精选所得精选中矿合并，集中返回至第一次精选作业。所述矿泥选择性抑制剂的用量为60克/吨原矿。

(4)所述扫选是将矿泥分散调整剂和捕收剂依次加入到步骤(2)所得的粗选尾矿中进行扫选，扫选次数为3次，每次扫选得到各自的扫选中矿，最后一次扫选得到扫选中矿和最终尾矿；每次扫选所用的矿泥分散调整剂的用量为20克/吨原矿，每次扫选所用的捕收剂的量为 70克/吨原矿，各扫选所得扫选中矿合并，集中返回至镍钴粗选作业。

实施例3的试验结果如表3所示。

对比例1

对比例1采用和实施例1相同的原矿和选矿步骤，区别在于，对比例1没有使用矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂(用于验证矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂在本发明中起到效果)，试验结果如下表所示。

对比例2

对比例2采用和实施例1相同的原矿和选矿步骤，区别在于，对比例2没有使用矿泥分散调整剂(用于验证矿泥分散调整剂在本发明中起到效果)，试验结果如下表所示。

对比例3

对比例3采用和实施例1相同的原矿和选矿步骤，区别在于，对比例3使用的矿泥分散调整剂是六偏磷酸钠(用于验证矿泥分散调整剂在本发明中起到效果)，试验结果如下表所示。

对比例4

对比例4采用和实施例1相同的原矿和选矿步骤，区别在于，对比例4使用的矿泥分散调整剂是水玻璃(用于验证矿泥分散调整剂在本发明中起到效果)，试验结果如下表所示。

对比例5

对比例5采用和实施例1相同的原矿和选矿步骤，区别在于，对比例5没有使用矿泥选择性抑制剂(用于验证矿泥选择性抑制剂在本发明中起到效果)，试验结果如下表所示。

对比例6

对比例6采用和实施例1相同的原矿和选矿步骤，区别在于，对比例6使用的矿泥选择性抑制剂为刺槐豆胶用于验证矿泥选择性抑制剂在本发明中起到效果)，试验结果如下表所示。

对比例7

对比例7采用和实施例1相同的原矿和选矿步骤，区别在于，对比例7使用的矿泥选择性抑制剂为羧甲基纤维素钠(用于验证矿泥选择性抑制剂在本发明中起到效果)，试验结果如下表所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度，其特征在于，所述药剂制度包括pH调整剂、活化剂、捕收剂、矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂；

其中，所述矿泥分散调整剂包括氢氧化钠和植酸；所述矿泥选择性抑制剂为葡萄糖酸钠、胺基磺酸钠中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度，其特征在于，所述pH调整剂包括碳酸钠或硫酸铵的一种或两种；

和/或，所述活化剂为硫酸铜；

和/或，所述捕收剂为戊基黄药和丁铵黑药。

3.根据权利要求1或2所述的一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度，其特征在于，所述矿泥分散调整剂中氢氧化钠和植酸的质量比值为3-5：15-25。

4.根据权利要求3所述的一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度，其特征在于，所述矿泥分散调整剂中还包括水，所述水和氢氧化钠的质量比值为300-500：3-5。

5.权利要求1-4任一项所述的一种难选低品位镍钴硫化矿浮选药剂制度在低品位镍钴硫化矿选矿中的应用，其特征在于，所述低品位镍钴硫化矿的镍品位不低于0.3％、钴品位不低于0.01％。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述低品位镍钴硫化矿选矿的方法包括以下步骤：

(1)将所述低品位镍钴硫化矿磨矿至-74μm粒度矿物重量占原矿总重量的85％-92％；

(2)将磨矿后的低品位镍钴硫化矿进行粗选、浮选和扫选步骤，得到镍钴精矿和最终尾矿；

其中，所述pH调整剂、活化剂、捕收剂、矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂在步骤(1)和/或步骤(2)中共同或部分使用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤(1)中，所述磨矿时添加有所述pH调整剂；

其中，所述pH调整剂的用量为1000-1500克/吨原矿。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述粗选时添加有所述活化剂、捕收剂、矿泥分散调整剂和矿泥选择性抑制剂，所述粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿进入精选步骤，粗选尾矿进入扫选步骤；

其中，所述活化剂的用量为150-200克/吨原矿，所述捕收剂中的戊基黄药的用量为160-250克/吨原矿，所述捕收剂中的丁铵黑药的用量为40-80克/吨原矿，所述矿泥分散调整剂的用量为300-500克/吨原矿，所述矿泥选择性抑制剂的用量为200-350克/吨原矿。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述精选时添加有矿泥选择性抑制剂，所述精选的次数为4次，前三次精选分别得到精选中矿和精选精矿，精选精矿作为下一次精选的物料，最后一次精选得到精选中矿和镍钴精矿，前两次精选得到精选中矿返回粗选步骤，后两次精选得到精选中矿返回第一次精选步骤；

其中，每次精选所述矿泥选择性抑制剂的用量为60-90克/吨原矿。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述扫选时添加有矿泥分散调整剂和捕收剂，所述扫选的次数为3次，前两次扫选分别得到扫选尾矿和扫选中矿，扫选尾矿作为下一次扫选的物料，最后一次扫选得到扫选中矿和最终尾矿，扫选得到的扫选中矿进入粗选步骤；

其中，每次扫选所述矿泥分散调整剂的用量为20-50克/吨原矿，每次扫选所述捕收剂的量为60-100克/吨原矿。