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(chǎn)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(shè)計(jì)上, 選冶結(jié)合緊密, 使多種金屬得到較好的回收。本文著重從選冶聯(lián)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(diǎn)。

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一、提取工藝流程

當(dāng)前該硫化鎳選冶工藝流程是礦石先經(jīng)機(jī)械選礦初步富集，再經(jīng)火法熔煉分離富集，得出高冰鎳和轉(zhuǎn)爐渣，高冰鎳再用機(jī)械選礦分離，精煉提取鎳、銅、鈷和鉑族金屬。轉(zhuǎn)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(jié)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(jié)合，是硫化鎳提取冶金工藝流程的一個特點(diǎn)。

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二、討論

1、銅鎳浮選和分離

三種硫化礦物的自然浮游順序?yàn)辄S銅礦→鎳黃鐵礦→磁黃鐵礦。在酸性介質(zhì)中，磁黃鐵礦浮游性增強(qiáng)，可與銅、鎳礦物共同浮出。在堿性介質(zhì)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(zhì)中，加入適當(dāng)?shù)姆稚┖兔}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(zhì)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(zhuǎn)爐粗煉制取高冰鎳，利用轉(zhuǎn)爐熔煉過程中某一溫度下Ni?S?從互熔的CuS?中析出，并且當(dāng)進(jìn)一步降低溫度時，使Ni?S?晶型轉(zhuǎn)變，并再次降低熔解度這一原理，控制高冰鎳?yán)鋮s溫度和速度鑄錠，破碎、細(xì)磨后進(jìn)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(zhuǎn)爐渣中，故轉(zhuǎn)爐渣便成為提取鈷金屬的原料之一。這種選冶結(jié)合的工藝流程，便是當(dāng)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(diǎn)。

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(zhuǎn)護(hù)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(chǎn)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(jìn)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?yàn)殂K族金屬含量高，投料量減少，使鉑族金屬實(shí)收率大幅度提高，生產(chǎn)成本大大降低。

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3、鈷的回收

該公司當(dāng)前生產(chǎn)制取氧化鈷，主要是從硫化鎳電解液凈化產(chǎn)出的鉆渣中提取。熱力學(xué)計(jì)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(zhuǎn)爐熔煉時，大量鐵被氧化轉(zhuǎn)入渣相，也使大部分鈷進(jìn)入渣中。通過查定和試驗(yàn)，富集在轉(zhuǎn)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(jié)晶顆粒增大，采用磁選或浮選可使鈷金屬進(jìn)一步得到富集，然后采用化學(xué)方法提純、精制。由于鈷金屬回收不但從轉(zhuǎn)爐渣而且也從鈷渣中提取，形成兩點(diǎn)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(dú)產(chǎn)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(dú)處理磁黃鐵礦，也會增加費(fèi)用。

關(guān)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(tuán)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(tǒng)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(jīng)得到了較好的結(jié)果。這個經(jīng)驗(yàn)對于其它多金屬共生礦床也可借鑒。采取選、冶結(jié)合, 革新工藝, 改進(jìn)流程, 提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。