简介概要

含碳钼镍矿浸出前金属元素富集工艺技术研究

来源期刊：稀有金属2013年第2期

论文作者：李彩霞骆永强任瑞晨程强满东

文章页码：289 - 294

关键词：钼镍矿;混合浮选;抑制碳;预先抛尾;

摘要：针对含碳钼镍矿中钼镍难于高效回收的问题,在原有高压氧氨浸出工艺基础上,利用浮选进行预先抛尾,提高浸出的入料品位,从而提高浸出效率。采用BK-301捕收剂及羧甲基纤维素钠（CMC）抑制剂进行了钼镍混合浮选的实验研究。通过条件实验,确定了最佳磨矿制度和最佳药剂制度,并分别进行了开路实验和闭路实验,闭路实验获得了钼品位6.69%,回收率88.91%;镍品位5.43%,回收率84.02%的选矿指标。实验结果表明,CMC对碳质物的抑制效果显著,减少了碳对浮选过程的影响,BK-301对硫化矿捕收效果较好,能够实现对Mo,Ni的高效捕收,该工艺流程比较简单,作为选-冶结合工艺的前期处理,达到了很好的指标,实现了对碳的有效抑制和Mo,Ni的高效富集,也为后续的浸出工艺创造了条件。

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稀有金属 2013,37(02),289-294

含碳钼镍矿浸出前金属元素富集工艺技术研究

李彩霞骆永强任瑞晨程强满东

辽宁工程技术大学矿业学院

摘要：

针对含碳钼镍矿中钼镍难于高效回收的问题,在原有高压氧氨浸出工艺基础上,利用浮选进行预先抛尾,提高浸出的入料品位,从而提高浸出效率。采用BK-301捕收剂及羧甲基纤维素钠(CMC)抑制剂进行了钼镍混合浮选的实验研究。通过条件实验,确定了最佳磨矿制度和最佳药剂制度,并分别进行了开路实验和闭路实验,闭路实验获得了钼品位6.69%,回收率88.91%;镍品位5.43%,回收率84.02%的选矿指标。实验结果表明,CMC对碳质物的抑制效果显著,减少了碳对浮选过程的影响,BK-301对硫化矿捕收效果较好,能够实现对Mo,Ni的高效捕收,该工艺流程比较简单,作为选-冶结合工艺的前期处理,达到了很好的指标,实现了对碳的有效抑制和Mo,Ni的高效富集,也为后续的浸出工艺创造了条件。

关键词：

钼镍矿;混合浮选;抑制碳;预先抛尾;

中图分类号： TD95

作者简介：李彩霞(1974-),女,内蒙古乌兰察布人,博士;研究方向:矿物加工理论与技术(E-mail:ruichenren@263.net);

收稿日期：2012-05-17

基金：国土资源部矿产资源节约与综合利用示范项目(2010851)资助;

Enriching Metal Elements of Carbonaceous Molybdenum-Nickel Ore before Leaching

Abstract：

For the efficient recovery of carbonaceous Mo-Ni ore,the technique of combining flotation with hydrometallurgy was used.On the basis of original process of hyperbaric oxygen ammonia leaching,flotation to pre-discarding tailings was used to improve the leaching grade and the efficiency of leaching.The collector BK-301 and the inhibitors sodium carboxy methyl cellulose(CMC) were adopted in Mo-Ni mixed floatation tests.Through flotation condition tests,the best grinding system and the best reagent regime were determined.The open test and closed-circuit test were also carried out.The closed-circuit test acquired a concentrate containing 6.69% of Mo with molybdenum recovery of 88.91%,and 5.43% of Ni with nickel recovery 84.02%.Test results showed that CMC had a remarkable inhibition effect to carbonaceous material to reduce the influence of carbon on flotation process,and the BK-301 of sulphide ore collecting effect was good,which could realize the Mo,Ni efficient collecting.As the pre-treatment of dressing-metallurgy process,this process was simple and achieved a good index.It could realize the effective inhibition of carbon and the efficient enrichment of Mo-Ni to provide a prerequisite for the follow-up of the leaching.

Keyword：

Mo-Ni ore;mixed-flotation;suppress carbon;pre-discarding tailings;

Received： 2012-05-17

钼镍矿是我国特有的一种多金属复杂矿资源, 主要分布在我国华南地区, 包括贵州遵义、湖南张家界、湖北都昌和浙江富阳等地, 这一地区是沉积型钼镍钒多金属矿床及贵金属矿化的主要成矿地带 ^{[1,2,3,4,5,6,7,8]} 。湖南张家界钼镍矿储量达到937万t, 钼金属量达到30万t, 镍金属量达20万t, 含Mo在0.7%～4.0%, Ni在0.9%～5.0%, 该矿物除含有有价金属Mo, Ni等外, 还含有丰富的铂族金属及稀土金属, 是一种复杂的多金属矿 ^[9,10,11] 。由于其复杂的矿物组成及大量碳质物的影响, 使得对钼镍资源的回收效果不佳 ^[12] , 大量的矿产资源得不到充分的开发利用, 造成资源的浪费。

该选厂现有工艺是采用专利-高压氧氨浸从石煤矿中提取与分离镍钼的工艺 ^[13] , 将原矿石磨成粉末, 浸入到氨水溶液中, 通入氧气使反应压力在1.5～3.0 MPa, 反应后过滤, 蒸氨以后的底液用酸溶解, 然后通过萃取分离得到含钼的有机相, 含镍的水相, 直至分别纯化。但是由于入料品位低, 以及矿石中大量碳的存在, 严重影响浸出效率。

本研究作为列入国家矿产资源节约与综合利用示范项目的技术攻关子课题, 采用选-冶联合的实验工艺技术路线 ^[14,15] , 通过抑碳进行钼镍混合浮选, 对钼镍进行初步的富集, 并预先抛掉大部分尾矿。在现有高压浸出工艺基础上, 提高钼镍矿入浸品位。

1 实验

1.1 矿物组成分析

试样中主要的金属矿物是黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、辉砷镍矿、辉钼矿、斜方砷镍矿、钼钨钙矿、黄铜矿、辉铜矿、闪锌矿、毒砂等; 脉石-非金属矿物主要是方解石、石英、白云石、碳质物、石膏、磷灰石、白云母等。主要矿物及其相对含量列于表1, 试样化学多元素分析结果列于表2。

1.2 钼、镍的存在形式

根据岩矿鉴定结果分析, 镍品位2.13%, 主要赋存于镍黄铁矿中, 镍黄铁矿嵌布粒度0.01～0.02 mm。钼的品位达到2.45%, 主要以辉钼矿的形式存在, 嵌布粒度较细, 在0.02 mm左右, 其他以钼钨钙矿等矿物形式存在。

1.3 试剂及设备

实验用试剂: 调整剂: 水玻璃、 CMC; 捕收剂: BK-301; 起泡剂: 仲辛醇。

实验研究设备: XMQ-67型Ф240 mm×90 mm锥形球磨机、 XFD型实验用3 L浮选机、抽滤机、 YK7230G型可见光分光光度计、 DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱等。

1.4 实验方法

实验采用图1流程确定磨矿制度和浮选的药剂制度, 进行相应的浮选条件实验, 确定最佳的浮选制度, 并进行全流程的开路和闭路实验, 使得达到进行工业化应用的目的。

表1 试样主要矿物及其相对含量

Table 1 Main mineral and relative content

Metal mineral		Non-metallic mineral
Mineral name	Relative content/%	Mineral name	Relative content/%
Pyrite, Magnetic pyrite	17.0	Calcite, Dolomite	35.0
Nickel pyrite, Trapezius arsenic nickel ore	3.0	Quartz	16.0
Fai molybdenum	2.4	Carbon pledge	14.0
Tungsten molybdenum mine calcium	0.2	Apatite	7.0
Chalcopyrite, Fai copper mine	0.1	Gypsum	3.0
Sphalerite	0.1	White mica	1.0
Other sulfide	0.2	Others	1.0

表2 试样化学多元素分析结果

Table 2 Chemical element analysis results

Elements	TFe	S	Ni	Mo	C	As
Content/%	7.12	6.63	2.13	2.45	17.33	0.005
Elements	SiO₂	CaO	MgO	Al₂O₃	K₂O	Na₂O
Content/%	15.70	10.80	3.18	2.44	0.83	0.27

2 结果与讨论

2.1 条件浮选实验

2.1.1 磨矿时间实验

根据矿石的工艺矿物学性质研究, 为使目的矿物充分解离, 以磨矿时间为变量, 进行磨矿时间实验。确定矿浆浓度10%不变, 浮选药剂用量: 水玻璃30 g·t^-1, CMC用量0.1 kg·t^-1, BK-301用量0.3 kg·t^-1, 仲辛醇0.15 kg·t^-1, 进行浮选实验, 浮选流程见图1。结果见图2。

从图2可以看出, 磨矿时间40 min时, 浮选得到钼镍精矿的品位和回收率, 都达到了较好的指标, 所以确定磨矿时间为40 min, 此时的磨矿细度-0.074 mm占80%。

2.1.2 水玻璃用量实验

其他实验条件不变: 磨矿时间40 min, 矿浆浓度10%, CMC用量 0.1 kg·t^-1, BK-301用量0.3 kg·t^-1, 仲辛醇0.15 kg·t^-1, 水玻璃的用量分别为: 0, 30, 50, 70 g·t^-1进行浮选实验, 实验结果见图3。

从图3可以看出, 当水玻璃用量50 g·t^-1时, 浮选效果比较好, 对硅酸盐矿物能够有效抑制, 钼的品位和回收率最佳, 所以确定水玻璃的用量50 g·t^-1。

2.1.3 CMC用量实验

其他药剂用量不变: 水玻璃50 g·t^-1, BK-301用量0.3 kg·t^-1, 仲辛醇0.15 kg·t^-1, CMC的用量分别为: 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2 kg·t^-1, 采用图1流程进行浮选实验, 实验结果见图4。

从图中可以看出, 当CMC用量0.15 kg·t^-1时, 对碳质物的抑制效果较好, 虽然钼的回收率有所降低, 但减少了碳质物对后续工艺的影响, 所以确定CMC的用量0.15 kg·t^-1。

2.1.4 捕收剂用量实验

水玻璃用量50 g·t^-1, CMC用量0.15 kg·t^-1, 仲辛醇0.15 kg·t^-1, BK-301的用量分别为: 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 kg·t^-1, 采用图1流程进行浮选实验, 实验结果见图5。

从图5可以看出, 当BK-301用量0.4 kg·t^-1时, 浮选效果比较好, 钼的品位和回收率达到最佳, 所以确定BK-301的用量0.4 kg·t^-1。

2.1.5 起泡剂用量实验

水玻璃用量50 g·t^-1, CMC用量0.15 kg·t^-1, BK-301用量0.4 kg·t^-1, 仲辛醇用量分别为: 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 kg·t^-1, 进行浮选实验, 实验结果见图6。

从图6可以看出, 当仲辛醇用量0.2 kg·t^-1时, 浮选效果比较好, 钼的品位和回收率最佳, 所以确定仲辛醇的用量0.2 kg·t^-1。

2.2 开路实验结果

根据上述条件实验, 确定最佳磨矿时间为 40 min, 最佳药剂制度: 水玻璃用量50 g·t^-1, CMC用量0.15 kg·t^-1, BK-301用量0.4 kg·t^-1, 仲辛醇用量0.2 kg·t^-1。进行开路浮选实验, 开路流程如图7所示, 浮选结果列于表3。

2.3 闭路实验结果

采用最佳磨矿时间和药剂制度, 进行闭路实验。闭路流程如图8所示, 实验结果列于表4。

表3 开路实验结果

Table 3 Open circuit test results

Product name	Production rate/%	Grade/%		Recovery/%
Product name	Production rate/%	Mo	Ni	Mo	Ni
Concentrate	16.95	6.37	5.57	49.76	48.92
Middlings 1	15.15	4.52	3.68	31.56	28.89
Middlings 2	5.60	2.67	2.80	6.89	8.12
Middlings 3	2.45	1.31	1.42	1.48	1.80
Middlings 4	2.62	0.55	0.74	0.66	1.01
Middlings 5	3.42	2.61	1.25	4.11	2.22
Middlings 6	2.38	2.86	2.03	3.14	2.50
Tailings	51.43	0.22	0.29	5.21	7.73
Raw ore	100.00	2.17	1.93	100.00	100.00

图7 开路实验流程

Fig.7 Open circuit flowsheet

表4 闭路实验结果

Table 4 Closed-circuit test results

Product name	Production rate/%	Grade/%		Recovery/%
Product name	Production rate/%	Mo	Ni	Mo	Ni
Concentrate	31.10	6.69	5.43	88.91	84.02
Tailings	68.90	0.38	0.47	11.09	15.98
Raw ore	100.00	2.34	2.01	100.00	100.00

图8 闭路实验流程

Fig.8 Closed circuit flotation flowsheet

3 结论

1. 由于钼镍矿中含碳量较高, 碳对浮选过程及后续的浸出工艺有较大影响, 所以, 本次研究采用CMC将碳抑制到尾矿中, 实验结果表明, 抑制效果较好。

2. 采用BK-301捕收剂, 对钼和镍都有很好的捕收效果, 通过闭路实验可得到钼镍混合精矿, Mo品位6.69%, 回收率88.91%, 富集比3.0; Ni品位5.43%, 回收率84.02%, 富集比2.7, 达到了对Mo, Ni的有效富集, 同时抛掉了大量尾矿, 提高了下一步的浸出工艺的效率。

3. 该工艺流程比较简单, 作为选-冶结合工艺的前期处理, 达到了很好的指标, 为后续的浸出工艺, 提供了良好的条件, 同时, 也对其他有价金属元素实现了富集。