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多金属共生硫化铜镍矿提取工艺及讨论

某公司是重要的镍钴生产基地和铂族金属的提炼中心。在对多金属共生硫化矿的提取工艺流程的设计上, 选冶结合紧密, 使多种金属得到较好的回收。本文着重从选冶联合、初步分离富集, 展示硫化镍选矿和多种金属综合回收的流程特点。

球磨机

 

一、提取工艺流程

当前该硫化镍选冶工艺流程是矿石先经机械选矿初步富集,再经火法熔炼分离富集,得出高冰镍和转炉渣,高冰镍再用机械选矿分离,精炼提取镍、铜、钴和铂族金属。转炉渣添加适量的磁黄铁矿作为硫化剂,在电炉中熔炼得钴冰铜,选冶结合提取钴。

该多金属共生硫化铜镍矿综合回收金属的工艺流程,选冶交错结合,是硫化镍提取冶金工艺流程的一个特点。

浮选机

 

二、讨论

1、铜镍浮选和分离

三种硫化矿物的自然浮游顺序为黄铜矿→镍黄铁矿→磁黄铁矿。在酸性介质中,磁黄铁矿浮游性增强,可与铜、镍矿物共同浮出。在碱性介质中,镍黄铁矿与磁黄铁矿浮游差距增大,有利于提高镍精矿品位。在中性介质中,加入适当的分散剂和脉石抑制剂,镍黄铁矿亦可得到浮游。在粗选过程中,要求有效的分散、制抑易泥化的蛇纹石,得出质量好、回收率高的浮选精矿。

在精选过程中,铜镍混合精矿直接浮选分离 不太理想,因此,采用铜镍混合精矿送电炉、转炉粗炼制取高冰镍,利用转炉熔炼过程中某一温度下Ni₃S₂从互熔的CuS₂中析出,并且当进一步降低温度时,使Ni₃S₂晶型转变,并再次降低熔解度这一原理,控制高冰镍冷却温度和速度铸锭,破碎、细磨后进行浮选分离,得到人造硫化镍、硫化铜精矿(即高硫磨浮)。同时,在磨矿回路中采用磁选分出合金。此外,由于钴富集在转炉渣中,故转炉渣便成为提取钴金属的原料之一。这种选冶结合的工艺流程,便是当前该多金属硫化矿初步富集有价金属的主干流程,也是硫化铜镍矿提取冶金的一个特点。

2、铂族金属的回收

铂族金属是在高冰镍磨浮回路中,采用磁选分离富含铂族金属的合金,提取铂族金属。为了使铂族金属在合金中得到更大的富集,转护吹炼的工艺条件采取了降铁保硫的革新措施。同时由于一次合金产量大、消耗原材料多,为避免金属分散,故将一次合金与硫化镍电解阳极泥合并,进行二次硫化,得二次高冰镍,二次高硫磨浮磁选后,得二次合金,精炼提取黄金、铂、铱等。因为铂族金属含量高,投料量减少,使铂族金属实收率大幅度提高,生产成本大大降低。

磁选机

 

3、钴的回收

该公司当前生产制取氧化钴,主要是从硫化镍电解液净化产出的钻渣中提取。热力学计算表明,硫化镍精矿中的铁与氧亲和力 ,然后依次为钴、镍、铜。在电炉熔炼过程中,低冰镍中铁含量尚高,所以钴富集在低冰镍中,在转炉熔炼时,大量铁被氧化转入渣相,也使大部分钴进入渣中。通过查定和试验,富集在转炉渣中的钴可以通过贫化电炉再熔炼获得钻冰铜,缓冷促使结晶颗粒增大,采用磁选或浮选可使钴金属进一步得到富集,然后采用化学方法提纯、精制。由于钴金属回收不但从转炉渣而且也从钴渣中提取,形成两点回收钴的流程,致使钴金属分散。

4、铜镍混合精矿品位和磁黄铁矿

硫化铜镍矿石选矿初步富集,首先是铜镍矿物和脉石分离,尽夏能分散抑制脉石降低精矿中氧化镁的含量。但由于磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿组合矿物中,磁黄铁矿含量很大,若不将其分离出去,则镍精矿品位很难提高。国外获得高品位镍精矿,一般也是把磁黄铁矿分离成单独产品处理,提高精矿品位后,精料入炉无疑对冶炼是有利的,但是提高精矿品位,可能会降低金属回收率,如果单独处理磁黄铁矿,也会增加费用。

关于磁黄铁矿的处理,加拿大国际镍公司采用焙烧氨浸回收硫、镍、铜等元素和金属。浸渣为氧化铁,制球后高炉冶炼。鹰桥公司采用硫酸化焙烧、浸出,从浸出液中回收铜、镍。浸渣球团后送高炉炼铁。另外还有焙烧后直接冶炼镍铁的方案等等。

总的来说,该公司不拘泥于先选后冶的传统概念, 综合回收多金属共生硫化铜镍矿床中的有价金属, 已经得到了较好的结果。这个经验对于其它多金属共生矿床也可借鉴。采取选、冶结合, 革新工艺, 改进流程, 提高技术经济效益。

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