一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法
【專利摘要】低品位礦石中的硫化鎳主要通過浮選法進行回收，但其缺點是精礦中MgO含量高，由于含鎂礦物熔點較高，流動性較差，當精礦中MgO含量高于6.5％時，會對后續鎳的閃速熔煉新工藝帶來爐體結瘤、爐體腐蝕等不利影響。針對含鎂鎳礦石分選中精礦鎂高的難題，本發明提供一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法。該方法通過向鎳黃鐵礦精礦中添加六偏磷酸鈉等表面調整劑，經攪拌使礦漿均勻分散；再添加磁種和表面活化劑，經攪拌，使磁種與鎳黃鐵礦精礦產生粘附團聚；再經磁選，得到按MgO計的鎂含量低于6.5％的鎳黃鐵礦精礦。該法具有對鎳黃鐵礦物分選選擇性較好、環保、能耗低、易操作、效率高等優點，解決了鎳精礦中高鎂的難題。
【專利說明】一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于礦物分選領域，具體涉及一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法。
【背景技術】
[0002]鎳是銀白色金屬，具有磁性和良好的可塑性和導電性，不易被腐蝕而廣泛應用于制造各種特種鋼、耐熱耐腐蝕合金、硬質合金等，是關乎國計民生的重要金屬。鎳在自然界中主要以硫化鎳礦、紅土鎳礦和海底結核的形式存在。其中，硫化鎳礦是目前提取鎳的主要來源，我國典型的鎳礦床主要有甘肅金川鎳礦、吉林磐石鎳礦、新疆喀拉通克和黃山鎳礦以及四川的冷水菁鎳礦等，多數為地下開采，隨著開采的不斷進行，高品位的硫化鎳礦資源已經開采殆盡，現在已經開始對低品位硫化鎳資源進行開采。礦石中的硫化鎳主要通過浮選法進行回收，在回收過程中主要存在著兩個問題:一是有價金屬回收利用率低；二是精礦中MgO含量高。由于含鎂礦物熔點較高，流動性較差，當精礦中MgO含量高于6.5%時，會對后續鎳的閃速熔煉新工藝帶來爐體結瘤、爐體腐蝕等不利影響。一直以來，降鎂是科研工作者們研究的重點，也是難點。而造成鎂高的原因是礦石中存在大量富含鎂的脈石礦物，如蛇紋石、滑石、綠泥石等，這些礦物由于自身可浮性較好，自身硬度低，在磨礦過程中很容易過磨，造成這些微細脈石顆粒極易粘附在有用礦物表面形成“異質凝聚”，隨之一起上浮到精礦中，從而造成精礦品位MgO含量較高，當MgO含量超過6.8%，鎳品位相應也會降低，就要采用能耗高、成本高、處理能力低、污染嚴重、效率低的電爐進行熔煉，造成資源嚴重浪費。
[0003]目前降鎂主要的工藝就是浮選法，科研工作者們針對浮選工藝、浮選藥劑制度和浮選設備進行了大量的研究工作，也取得了顯著的成績，尤其是在浮選工藝方面，國內外科研院所和高校提出了多種工藝，如階段磨礦-階段選別、閃速浮選、酸法浮選、BFP工藝、電化學調控浮選等，也獲得了一定效果，但是大部分工藝對礦石性質變化適應性差，導致不能穩定進行。在此背景下，急需一種新工藝從根本上適應鎳精礦降鎂的要求。
【發明內容】
[0004]針對含鎂鎳礦石分選中精礦鎂高的難題，本發明提供了一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，該方法具有環保、能耗低、易操作、效率高等優點，可以使最終精礦中鎂含量(按MgO計)降到6.5%以下。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術方案如下:
[0006]一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，包括以下步驟:
[0007](I)分散礦漿
[0008]取礦漿濃度為25%?35wt%、粒度為0.035mm?0.075mm的鎳黃鐵礦精礦，轉速為1500r/min?2500r/min的條件下，邊剪切攪拌，邊用堿調整礦漿pH值為9?11，最優pH值為10?11 ;然后向礦漿中添加表面調整劑，加入量為每噸礦石加入200g?500g，同樣轉速下剪切攪拌3?5min,使礦衆均勻分散；
[0009](2)加入磁種和表面活化劑[0010]向分散的礦漿中加入改性的磁種和表面活化劑，磁種添加量為礦石質量的2%?5%，表面活化劑添加量為每噸礦石添加IOOg?500g，然后在轉速為1000r/min?1500r/min的條件下,高速剪切攪拌3min?6min,使磁種與鎳黃鐵礦精礦產生粘附團聚；
[0011]⑶磁選
[0012]在2.0X 105A/m?6.5X 105A/m的磁場強度下將磁性產品與非磁性產品分離，獲得的磁選產品即為按MgO計的鎂含量低于6.5%的鎳黃鐵礦精礦。
[0013]上述一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，所述的表面調整劑為六偏磷酸鈉、水玻璃、羧甲基纖維素、三聚磷酸鈉、檸檬酸中的一種或多種的混合物，其中優選的為六偏磷酸鈉。
[0014]上述一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，所述的堿為碳酸鈉、氫氧化鈉或碳酸氫鈉。
[0015]上述一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，所述的磁種為粒度< 10 μ m的磁鐵礦、磁黃鐵礦或鈦磁鐵礦等強磁性礦物，其中優選的磁種為磁鐵礦。
[0016]上述一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，所述的表面活化劑為質量比1:1的油酸和煤油。
[0017]本發明的原理:利用表面膠體化學的理論和磁性的原理，先向礦漿中添加表面調整劑，使脈石礦物與鎳礦物分散；再添加改性的磁種和表面活化劑，使磁種在表面活化劑的作用下選擇性的粘附在鎳礦物表面，增強其磁性，輔以特定的攪拌條件，最后通過磁選法將鎳礦物與脈石礦物分離。
[0018]本發明的優點:
[0019]1、本方法加入六偏磷酸鈉等表面調整劑的目的是使礦漿中顆粒充分分散，并使罩蓋在大顆粒上的微細顆粒解吸。
[0020]2、本方法采用高速剪切攪拌，目的是通過提高礦漿流體的剪切速度，將礦漿中顆粒充分分散，同時亦將添加到礦漿中的表面調整劑均勻分布，從而增大顆粒與表面調整劑間的碰撞能，而使礦漿處于穩定的分散狀態。
[0021]3、在優點2的條件基礎上，選擇和添加合適的表面活化劑，如油酸和煤油，它們為疏水油，在強攪拌條件下，可以使上述的疏水油乳化成極微小的油滴，在礦漿中均勻分散，大大增大了油滴在礦漿中比表面積，進而增強了表面活化劑和顆粒的碰撞幾率和提高了二者的碰撞能，而在堿性條件(pH值9?11)下，可以使活化劑在目的礦物表面吸附產生健合力，降低礦粒間的斥力能，削弱表面活化劑與含鎂礦物的吸附，從而使磁種與目的礦物產生較強的粘附而團聚在一起。
[0022]4、該法具有對鎳黃鐵礦礦物分選選擇性較好、環保、能耗低、易操作、效率高等優點。
[0023]5、該方法可最終使鎳黃鐵礦精礦中鎂含量(按MgO計)低于6.5%，，解決了鎳精礦中高鎂的難題，滿足了閃速爐對鎳原料質量的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法的流程圖。【具體實施方式】
[0025]本發明實施例2?8選用的鎳黃鐵礦精礦來自于金川的鎳黃鐵礦，鎳黃鐵含量約為90%，其他10%主要為黃鐵礦和少量的磁黃鐵礦，黃銅礦等，粒度均為0.035mm?
0.075mm。
[0026]蛇紋石取自鞍山的岫巖玉，滑石取自鞍山某礦山、綠泥石取自丹東某礦山，粒度為
0.035mm ?0.075mm。
[0027]高速剪切機型號為JB50-S。
[0028]磁選機為XCSQ-50 X 70濕式強磁機。
[0029]金相顯微鏡型號為Motic BA300Pol。
[0030]pH檢測儀型號為上海雷磁pHS-3C。
[0031]其他試劑均為市購。
[0032]實施例1
[0033]實際礦石為金川低品位鎳黃鐵礦精礦，含Ni為3.25%，鎳黃鐵礦含量為9.49%，含 MgO 為 8.58%，粒度為< 0.075mm 占 90%。
[0034]一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，包括以下步驟:
[0035]1、分散礦漿
[0036]將低品位鎳黃鐵礦精礦IOOg加水400mL，混勻，倒入高速剪切攪拌機中，轉速為1500r/min，邊攪拌邊用碳酸鈉調整礦漿pH值在10.5?11.0之間；再向礦漿中加入20mg六偏磷酸鈉，轉速為1500r/min，剪切攪拌5min，使礦漿均勻分散；
[0037]2、加入磁種和表面活化劑
[0038]向攪拌分散的礦衆中加入4g粒度< 10 μ m的磁鐵礦粉，IOmg油酸和IOmg煤油；調整轉速為1200r/min，剪切攪拌4min ；
[0039]3、磁選
[0040]將步驟2中攪拌后的礦漿倒入XCSQ-50X70濕式強磁機給料筒內，設置背景磁場強度4.0X105A/m，進行磁選分離，分別獲得磁性產品(精礦)和非磁性產品(尾礦)。
[0041]將所得精礦和尾礦進行化學分析，結果表明，精礦中Ni含量為3.72%，鎳黃鐵礦含量10.86% (含磁種)，MgO含量5.24% ;尾礦中MgO含量為9.87%，Ni含量為0.51%，鎳黃鐵礦含量為1.49%。
[0042]對比例
[0043]一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法(不加入表面活化劑)，包括以下步驟:
[0044]1、分散礦漿
[0045]將低品位鎳黃鐵礦精礦IOOg加水400mL，混勻，倒入高速剪切攪拌機中，轉速為1500r/min，邊攪拌邊用碳酸鈉調整礦漿pH值在10.5?11.0之間；再向礦漿中加入20mg六偏磷酸鈉，轉速為1500r/min，剪切攪拌5min，使礦漿均勻分散；
[0046]2、加入磁種
[0047]向攪拌分散的礦漿中加入4g粒度< IOym的磁鐵礦粉，調整轉速為1200r/min，剪切攪拌4min ；
[0048]3、磁選
[0049]將步驟2中攪拌后的礦漿倒入XCSQ-50X70濕式強磁機給料筒內，設置背景磁場強度4.0X105A/m，進行磁選分離，分別獲得磁性產品(精礦)和非磁性產品(尾礦)。
[0050]將所得精礦和尾礦進行化學分析，結果表明，精礦中Ni含量為3.36%，鎳黃鐵礦含量9.82%, MgO含量7.69% ;尾礦中MgO含量為9.24%, Ni含量為2.87%，鎳黃鐵礦含量為8.39%。
[0051]實施例2
[0052]1、分散礦漿
[0053]將鎳黃鐵礦精礦和蛇紋石純礦物，按照質量比1:1進行混合，得到人工混合礦；將混合礦70g加水200mL后混勻，置入高速剪切攪拌機中，轉速為2500r/min，邊攪拌邊用碳酸氫鈉調整礦漿pH值在10.0?10.5之間；再向礦漿中加入35mg六偏磷酸鈉，轉速為2500r/min，剪切攪拌3min，使礦漿均勻分散；
[0054]2、加入磁種和表面活化劑
[0055]向攪拌分散的礦衆中加入3.5g粒度< 10 μ m的磁鐵礦粉，17.5mg油酸和17.5mg煤油；調整轉速為1500r/min，剪切攪拌6min ；
[0056]3、磁選
[0057]將步驟2中攪拌后的礦漿倒入XCSQ-50X70濕式強磁機給料筒內，設置背景磁場強度6.5X105A/m，進行磁選分離，分別獲得磁性產品(精礦)和非磁性產品(尾礦)。
[0058]采用金相顯微鏡分析精礦和尾礦產品，精礦中鎳黃鐵礦含量在90%左右，蛇紋石含量為3%左右；尾礦中蛇紋石含量為95%以上，同時將所得精礦和尾礦進行化學分析，結果表明，精礦中鎳黃鐵礦含量93.01 %，MgO含量0.91 % ;尾礦中MgO含量為34.42%,鎳黃鐵礦含量為0.95%。
[0059]實施例3
[0060]1、分散礦漿
[0061]將鎳黃鐵礦精礦和蛇紋石純礦物，按照質量比2:1進行混合，得到人工混合礦；將混合礦IOOg加水300mL后混勻，置入高速剪切攪拌機中，轉速為2200r/min，邊攪拌邊用碳酸鈉調整礦漿pH值在9.5?10.0之間；再向礦漿中加入40mg水玻璃，轉速為2200r/min，剪切攪拌5min，使礦漿均勻分散；
[0062]2、加入磁種和表面活化劑
[0063]向攪拌分散的礦衆中加入4g粒度< 10 μ m的鈦磁鐵礦粉,20mg油酸和20mg煤油；調整轉速為1300r/min，剪切攪拌5min ；
[0064]3、磁選
[0065]將步驟2中攪拌后的礦漿倒入XCSQ-50X70濕式強磁機給料筒內，設置背景磁場強度5.0X105A/m，進行磁選分離，分別獲得磁性產品(精礦)和非磁性產品(尾礦)。
[0066]采用金相顯微鏡分析精礦和尾礦產品，精礦中鎳黃鐵礦含量在90%左右，蛇紋石含量為4%左右；尾礦中蛇紋石含量為95%左右，同時將所得磁性精礦和非磁性尾礦進行化學分析，結果表明，精礦中鎳黃鐵礦含量90.58%, MgO含量1.95% ;尾礦中MgO含量為33.78%，鎳黃鐵礦含量為1.96%。
[0067]實施例4
[0068]1、分散礦漿
[0069]將鎳黃鐵礦精礦和蛇紋石純礦物，按照比例4:1進行混合，得到人工混合礦；將混合礦60g加水200mL后混勻，置入高速剪切攪拌機中攪拌,轉速為2000r/min,并采用碳酸氫鈉調整礦漿pH值在9.0?9.5之間；再向礦漿中加入18mg羧甲基纖維素，轉速為2000r/min，剪切攪拌4min，使礦漿均勻分散；
[0070]2、加入磁種和表面活化劑
[0071]向攪拌分散的礦衆中加入1.8g粒度< ΙΟμπι的磁黃鐵礦粉，6mg油酸和6mg煤油；調整轉速為1200r/min，剪切攪拌3min ；
[0072]3、磁選
[0073]將步驟2中攪拌后的礦漿倒入XCSQ-50X70濕式強磁機給料筒內，設置背景磁場強度2.0X105A/m，進行磁選分離，分別獲得磁性產品(精礦)和非磁性產品(尾礦)。
[0074]采用金相顯微鏡分析精礦和尾礦產品，精礦中鎳黃鐵礦含量在92%左右，蛇紋石含量為2%左右；尾礦中蛇紋石含量為95%左右，同時將所得磁性精礦和非磁性尾礦進行化學分析，結果表明，精礦中鎳黃鐵礦含量90.03%, MgO含量0.84% ;尾礦中MgO含量為32.26 %，鎳黃鐵礦含量為3.66 %。
[0075]實施例5
[0076]1、分散礦漿
[0077]將鎳黃鐵礦精礦和滑石純礦物，按照質量比1:1進行混合，得到人工混合礦；將混合礦70g加水200mL后混勻，置入高速剪切攪拌機中攪拌，轉速為2500r/min，并采用氫氧化鈉調整礦漿pH值在10.5?11.0之間；再向礦漿中加入35mg三聚磷酸鈉，轉速為2500r/min，剪切攪拌3min，使礦漿均勻分散；
[0078]2、加入磁種和表面活化劑
[0079]向攪拌分散的礦漿中加入3.5g粒度< 10 μ m的磁鐵礦粉，17.5mg油酸和17.5mg煤油；調整轉速為1000r/min，剪切攪拌6min ；
[0080]3、磁選
[0081]將步驟2中攪拌后的礦漿倒入XCSQ-50X70濕式強磁機給料筒內，設置背景磁場強度6.5X105A/m，進行磁選分離，分別獲得磁性產品(精礦)和非磁性產品(尾礦)。
[0082]采用金相顯微鏡分析精礦和尾礦產品，精礦中鎳黃鐵礦含量在90%左右，滑石含量為5%左右；尾礦中滑石含量為95%左右，同時將所得磁性精礦和非磁性尾礦進行化學分析，結果表明，精礦中鎳黃鐵礦含量90.67%，MgO含量2.01 % ;尾礦中MgO含量為24.56 %，鎳黃鐵礦含量為2.91%。
[0083]實施例6
[0084]1、分散礦漿
[0085]將鎳黃鐵礦精礦和滑石純礦物，按照比例4:1進行混合，得到人工混合礦；將混合礦60g加水200mL后混勻，置入高速剪切攪拌機中攪拌，轉速為1800r/min，并采用碳酸鈉調整礦漿PH值在10.0?10.5之間；再向礦漿中加入6mg水玻璃和12mg羧甲基纖維素，轉速為1800r/min，剪切攪拌4min，使礦漿均勻分散；
[0086]2、加入磁種和表面活化劑
[0087]向攪拌分散的礦衆中加入1.8g粒度< ΙΟμπι的磁黃鐵礦粉，9mg油酸和9mg煤油；調整轉速為1200r/min，剪切攪拌6min ；
[0088]3、磁選[0089]將步驟2中攪拌后的礦漿倒入XCSQ-50X70濕式強磁機給料筒內，設置背景磁場強度3.0X105A/m，進行磁選分離，分別獲得磁性產品(精礦)和非磁性產品(尾礦)。
[0090]采用金相顯微鏡分析精礦和尾礦產品，精礦中鎳黃鐵礦含量在90%左右，滑石含量為5%左右；尾礦中滑石含量為95%左右，同時將所得磁性精礦和非磁性尾礦進行化學分析，結果表明，精礦中鎳黃鐵礦含量91.12%, MgO含量1.81% ;尾礦中MgO含量為24.89 %，鎳黃鐵礦含量為5.63%。
[0091]實施例7
[0092]1、分散礦漿
[0093]將鎳黃鐵礦精礦和綠泥石純礦物，按照質量比1:1進行混合，得到人工混合礦；將混合礦70g加水200mL后混勻，置入高速剪切攪拌機中攪拌，轉速為2500r/min，并采用氫氧化鈉調整礦漿pH值在10.5?11.0之間；再向礦漿中加入20mg六偏磷酸鈉和15mg三聚磷酸鈉，轉速為2500r/min，剪切攪拌3min，使礦漿均勻分散；
[0094]2、加入磁種和表面活化劑
[0095]向攪拌分散的礦衆中加入3.5g粒度< 10 μ m的磁鐵礦粉，17.5mg油酸和17.5mg煤油；調整轉速為1500r/min，剪切攪拌3min ；
[0096]3、磁選
[0097]將步驟2中攪拌后的礦漿倒入XCSQ-50X70濕式強磁機給料筒內，設置背景磁場強度6.5X105A/m，進行磁選分離，分別獲得磁性產品(精礦)和非磁性產品(尾礦)。
[0098]采用金相顯微鏡分析精礦和尾礦產品，精礦中鎳黃鐵礦含量在90%左右，綠泥石含量為5%左右；尾礦中綠泥石含量為95%左右，同時將所得磁性精礦和非磁性尾礦進行化學分析，結果表明，精礦中鎳黃鐵礦含量90.51%, MgO含量1.99% ;尾礦中MgO含量為34.05%，鎳黃鐵礦含量為1.69%。
[0099]實施例8
[0100]1、分散礦漿
[0101]將鎳黃鐵礦精礦和綠泥石純礦物，按照比例4:1進行混合，得到人工混合礦；將混合礦IOOg加水400mL后混勻，置入高速剪切攪拌機中攪拌，轉速為2000r/min，并采用碳酸鈉調整礦漿pH值在10.0?10.5之間；再向礦漿中加入20mg檸檬酸，轉速為2000r/min，剪切攪拌4min，使礦漿均勻分散；
[0102]2、加入磁種和表面活化劑
[0103]向攪拌分散的礦衆中加入2.0g粒度< 10 μ m的鈦磁鐵礦粉,5mg油酸和5mg煤油；調整轉速為1000r/min，剪切攪拌4min ；
[0104]3、磁選
[0105]將步驟2中攪拌后的礦漿倒入XCSQ-50X70濕式強磁機給料筒內，設置背景磁場強度3.0X105A/m，進行磁選分離，分別獲得磁性產品(精礦)和非磁性產品(尾礦)。
[0106]采用金相顯微鏡分析精礦和尾礦產品，精礦中鎳黃鐵礦含量在90%左右，滑石含量為5%左右；尾礦中綠泥石含量為95%左右，同時將所得磁性精礦和非磁性尾礦進行化學分析，結果表明，精礦中鎳黃鐵礦含量91.91%, MgO含量2.09% ;尾礦中MgO含量為23.86 %，鎳黃鐵礦含量為2.23%。
【權利要求】
1.一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)分散礦漿 取礦漿濃度為25%?35wt%、粒度為0.035mm?0.075mm的鎳黃鐵礦精礦，轉速為1500r/min?2500r/min的條件下，邊剪切攪拌，邊用堿調整礦漿pH值為9?11 ;然后向礦漿中添加表面調整劑，加入量為每噸礦石加入200g?500g，同樣轉速下剪切攪拌3?5min，使礦衆均勻分散； (2)加入磁種和表面活化劑 向分散的礦漿中加入改性的磁種和表面活化劑，磁種添加量為礦石質量的2%?5%，表面活化劑添加量為每噸礦石添加IOOg?500g，然后在轉速為1000r/min?1500r/min的條件下，高速剪切攪拌3min?6min,使磁種與鎳黃鐵礦精礦產生粘附團聚； (3)磁選 在2.0X 105A/m?6.5X 105A/m的磁場強度下將磁性產品與非磁性產品分離，獲得的磁選產品即為按MgO計的鎂含量低于6.5%的鎳黃鐵礦精礦。
2.根據權利要求1所述的一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，其特征在于，步驟(I)所述的礦漿PH值為10?11。
3.根據權利要求1或2所述的一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，其特征在于，步驟(I)所述的堿為碳酸鈉、氫氧化鈉或碳酸氫鈉。
4.根據權利要求1所述的一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，其特征在于，步驟(1)所述的表面調整劑為六偏磷酸鈉、水玻璃、羧甲基纖維素、三聚磷酸鈉、檸檬酸中的一種或多種的混合物。
5.根據權利要求1所述的一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，其特征在于，步驟(2)所述的磁種為粒度<IOym的磁鐵礦、磁黃鐵礦或鈦磁鐵礦。
6.根據權利要求1所述的一種降低鎳黃鐵礦精礦中鎂含量的方法，其特征在于，步驟(2)所述的表面活化劑為質量比1:1的油酸和煤油。
【文檔編號】B03C1/01GK103934099SQ201410175139
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】袁致濤, 李麗匣, 盧冀偉, 朱爍, 申帥平 申請人:東北大學