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多金屬共生硫化銅鎳礦提取工藝及討論

某公司是重要的鎳鈷生產基地和鉑族金屬的提煉中心。在對多金屬共生硫化礦的提取工藝流程的設計上, 選冶結合緊密, 使多種金屬得到較好的回收。本文著重從選冶聯合、初步分離富集, 展示硫化鎳選礦和多種金屬綜合回收的流程特點。

球磨機

 

一、提取工藝流程

當前該硫化鎳選冶工藝流程是礦石先經機械選礦初步富集,再經火法熔煉分離富集,得出高冰鎳和轉爐渣,高冰鎳再用機械選礦分離,精煉提取鎳、銅、鈷和鉑族金屬。轉爐渣添加適量的磁黃鐵礦作為硫化劑,在電爐中熔煉得鈷冰銅,選冶結合提取鈷。

該多金屬共生硫化銅鎳礦綜合回收金屬的工藝流程,選冶交錯結合,是硫化鎳提取冶金工藝流程的一個特點。

浮選機

 

二、討論

1、銅鎳浮選和分離

三種硫化礦物的自然浮游順序為黃銅礦→鎳黃鐵礦→磁黃鐵礦。在酸性介質中,磁黃鐵礦浮游性增強,可與銅、鎳礦物共同浮出。在堿性介質中,鎳黃鐵礦與磁黃鐵礦浮游差距增大,有利于提高鎳精礦品位。在中性介質中,加入適當的分散劑和脈石抑制劑,鎳黃鐵礦亦可得到浮游。在粗選過程中,要求有效的分散、制抑易泥化的蛇紋石,得出質量好、回收率高的浮選精礦。

在精選過程中,銅鎳混合精礦直接浮選分離 不太理想,因此,采用銅鎳混合精礦送電爐、轉爐粗煉制取高冰鎳,利用轉爐熔煉過程中某一溫度下Ni?S?從互熔的CuS?中析出,并且當進一步降低溫度時,使Ni?S?晶型轉變,并再次降低熔解度這一原理,控制高冰鎳冷卻溫度和速度鑄錠,破碎、細磨后進行浮選分離,得到人造硫化鎳、硫化銅精礦(即高硫磨浮)。同時,在磨礦回路中采用磁選分出合金。此外,由于鈷富集在轉爐渣中,故轉爐渣便成為提取鈷金屬的原料之一。這種選冶結合的工藝流程,便是當前該多金屬硫化礦初步富集有價金屬的主干流程,也是硫化銅鎳礦提取冶金的一個特點。

2、鉑族金屬的回收

鉑族金屬是在高冰鎳磨浮回路中,采用磁選分離富含鉑族金屬的合金,提取鉑族金屬。為了使鉑族金屬在合金中得到更大的富集,轉護吹煉的工藝條件采取了降鐵保硫的革新措施。同時由于一次合金產量大、消耗原材料多,為避免金屬分散,故將一次合金與硫化鎳電解陽極泥合并,進行二次硫化,得二次高冰鎳,二次高硫磨浮磁選后,得二次合金,精煉提取黃金、鉑、銥等。因為鉑族金屬含量高,投料量減少,使鉑族金屬實收率大幅度提高,生產成本大大降低。

磁選機

 

3、鈷的回收

該公司當前生產制取氧化鈷,主要是從硫化鎳電解液凈化產出的鉆渣中提取。熱力學計算表明,硫化鎳精礦中的鐵與氧親和力 ,然后依次為鈷、鎳、銅。在電爐熔煉過程中,低冰鎳中鐵含量尚高,所以鈷富集在低冰鎳中,在轉爐熔煉時,大量鐵被氧化轉入渣相,也使大部分鈷進入渣中。通過查定和試驗,富集在轉爐渣中的鈷可以通過貧化電爐再熔煉獲得鉆冰銅,緩冷促使結晶顆粒增大,采用磁選或浮選可使鈷金屬進一步得到富集,然后采用化學方法提純、精制。由于鈷金屬回收不但從轉爐渣而且也從鈷渣中提取,形成兩點回收鈷的流程,致使鈷金屬分散。

4、銅鎳混合精礦品位和磁黃鐵礦

硫化銅鎳礦石選礦初步富集,首先是銅鎳礦物和脈石分離,盡夏能分散抑制脈石降低精礦中氧化鎂的含量。但由于磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦組合礦物中,磁黃鐵礦含量很大,若不將其分離出去,則鎳精礦品位很難提高。國外獲得高品位鎳精礦,一般也是把磁黃鐵礦分離成單獨產品處理,提高精礦品位后,精料入爐無疑對冶煉是有利的,但是提高精礦品位,可能會降低金屬回收率,如果單獨處理磁黃鐵礦,也會增加費用。

關于磁黃鐵礦的處理,加拿大國際鎳公司采用焙燒氨浸回收硫、鎳、銅等元素和金屬。浸渣為氧化鐵,制球后高爐冶煉。鷹橋公司采用硫酸化焙燒、浸出,從浸出液中回收銅、鎳。浸渣球團后送高爐煉鐵。另外還有焙燒后直接冶煉鎳鐵的方案等等。

總的來說,該公司不拘泥于先選后冶的傳統概念, 綜合回收多金屬共生硫化銅鎳礦床中的有價金屬, 已經得到了較好的結果。這個經驗對于其它多金屬共生礦床也可借鑒。采取選、冶結合, 革新工藝, 改進流程, 提高技術經濟效益。

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