一種硫化銅鎳-鉑族金屬礦選礦降鎂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硫化銅鎳-鉑族金屬礦選礦降鎂的方法，特別涉及脈石礦物以蛇紋石為主，高含鎂的基性-超基性巖型硫化銅鎳-鉑族金屬礦和層狀鎂鐵堆積巖型獨(dú)立鉑族礦的選礦降鎂方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉑族金屬自20世紀(jì)80年代以來被贊譽(yù)為“第一重要的高技術(shù)金屬”，以“少、小、精、廣、貴”的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于貴重財(cái)產(chǎn)、特殊功能高技術(shù)、新能源、環(huán)保、催化劑等諸多領(lǐng)域。鉑族元素具有親鐵、親硫的地球化學(xué)性質(zhì)，在地殼中它們常與鎳鐵銅的硫化物一起在巖漿演化過程中共同富集，形成鎳、鐵、銅、鉑族等多金屬共伴生超基性巖礦床。目前世界上90%以上的鉑族金屬都是從基性巖銅鎳硫化礦床中提取，主要是通過富集銅鎳等硫化礦物，使鈾、鈀等貴金屬同時(shí)富集。
[0003]蛇紋石[Mg6[Si401Q] (OH)8]是超基性巖中的橄欖石、頑火輝石等受蝕變形成，常形成規(guī)模巨大的蛇紋巖體。其化學(xué)反應(yīng)見1:
5Mg2Si04 + 8H20 = Mg6 [Si4O10] (OH)8 + 4Mg (OH)2 + S12......1
因此，蛇紋石通常是銅鎳鉑鈀礦床的主要脈石礦物。蛇紋石易泥化，自然可浮性較好，具有易浮難抑的性質(zhì)，浮選過程中極易進(jìn)入精礦。
[0004]全世界幾乎所有處理鎳銅鉑族浮選精礦的冶煉廠都首先采用火法熔煉造锍富集，然而熔煉造锍對(duì)浮選精礦氧化鎂的含量有嚴(yán)格要求，原因是氧化鎂在造渣過程中形成高熔點(diǎn)、高粘度的渣相，導(dǎo)致熔煉造锍過程能耗迅速增加，锍相與渣相分離困難。如加拿大湯普森精礦含氧化鎂低，滬渣含氧化鎂約5%，噸料電耗約為400kW.h，俄羅斯某公司爐渣含Mg018%至20%，噸料電耗高達(dá)800kW.h，中國(guó)某公司爐渣含Mg010%至13%，噸料電耗高達(dá)630kff.h。倘若MgO含量可以滿足閃速熔煉小于6.5%的要求，那么噸料電耗可大降至370kW.h，能耗將得到大幅度降低，生產(chǎn)成本明顯減少?；诖?，選礦降鎂成為研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0005]馮其明等(蛇紋石對(duì)鎳黃鐵礦浮選的影響及其抑制劑研究現(xiàn)狀[J]，《礦產(chǎn)保護(hù)與利用》，1997，05:21-24)論述了蛇紋石對(duì)鎳黃鐵礦浮選的影響，詳細(xì)評(píng)述了國(guó)內(nèi)外降鎂藥劑的開發(fā)與研究，重點(diǎn)介紹了六偏磷酸鈉、羧甲基纖維素、水玻璃三種藥劑的性質(zhì)及其作用機(jī)理研究。蛇紋石對(duì)鎳黃鐵礦可浮性的影響，主要是由蛇紋石與鎳黃鐵礦的表面電性不同引起的，當(dāng)?shù)V漿pH=9時(shí)，蛇紋石表面電位為+5mV，而鎳黃鐵礦則為_25mV，使得蛇紋石吸附在鎳黃鐵礦表面而形成礦泥覆蓋，影響鎳黃鐵礦的浮選。羥甲基纖維素抑制蛇紋石的機(jī)理可能是氫的鍵合作用使其吸附在蛇紋石表面將其抑制，另外，羧甲基纖維素具有兩個(gè)較強(qiáng)的極性基(-0H和-COOH基)，在水中電離后使得羧甲基纖維素帶負(fù)電而吸附于蛇紋石表面，此夕卜，羧甲基纖維素還可能與蛇紋石表面的金屬離子發(fā)生化學(xué)吸附，從而將蛇紋石抑制。六偏磷酸鈉能降低鎳精礦中氧化鎂含量的主要原因是由于其與蛇紋石表面金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，改變蛇紋石表面電性，使蛇紋石從鎳黃鐵礦表面脫落將其分散，從而減少蛇紋石的含量，并且提高鎳黃鐵礦的上浮速度。
[0006]馮博等(蛇紋石對(duì)黃鐵礦浮選的影響[J]，《有色金屬工程》，2014，03:55-58)通過浮選、沉降、吸附量試驗(yàn)，接觸角測(cè)試和顯微鏡觀測(cè)，研究蛇紋石對(duì)黃鐵礦浮選的影響。結(jié)果表明，礦物粒徑在蛇紋石與黃鐵礦的浮選分離中起著重要作用，比黃鐵礦粒度小的蛇紋石顆粒能夠通過異相凝聚作用吸附在黃鐵礦表面，改變黃鐵礦的表面性質(zhì)，影響黃鐵礦的浮選。蛇紋石表面是親水的且不吸附捕收劑戊黃藥。蛇紋石吸附在黃鐵礦表面，降低黃鐵礦表面疏水性和戊黃藥在黃鐵礦表面的吸附量，使黃鐵礦浮選回收率降低，增加戊黃藥在黃鐵礦表面的吸附量能夠一定程度上恢復(fù)被抑制的黃鐵礦的浮選回收率，但蛇紋石含量較高時(shí)，黃鐵礦浮選回收率仍降低。因此，微細(xì)粒蛇紋石通過異相凝聚作用在黃鐵礦表面附著，降低黃鐵礦表面疏水性是蛇紋石影響黃鐵礦浮選的主要原因。
[0007]龍濤(硫化銅鎳礦浮選中鎂硅酸鹽礦物強(qiáng)化分散-同步抑制的理論及技術(shù)研究[D],中南大學(xué)，2012，104-106)重點(diǎn)針對(duì)鎂硅酸鹽礦物的強(qiáng)化分散與選擇性抑制進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，形成了硫化銅鎳礦浮選體系“固液界面離子選擇性迀移一浮選劑分子間組裝”調(diào)控原理，并以此為基礎(chǔ)開發(fā)了硫化銅鎳礦強(qiáng)化浮選技術(shù)原型。并基于多礦相鎂硅酸鹽礦物“強(qiáng)化分散一同步抑制”調(diào)控原理，形成了硫化銅鎳礦強(qiáng)化浮選技術(shù)，并在新疆哈密天隆鎳礦進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，針對(duì)原礦品位Ni 0.53%、Cu 0.27%的低品位硫化銅鎳礦，獲得Ni
5.68%、Cu3.14%的銅鎳混合浮選精礦，N1、Cu回收率分別達(dá)到80.23%和88.05%，采用硫化銅鎳礦強(qiáng)化浮選技術(shù)，在精礦鎳、銅品位相近的情況下，鎳回收率提高3.04個(gè)百分點(diǎn)，銅回收率提高9.92個(gè)百分點(diǎn)。遺憾的是文中未給出精礦MgO具體含量，無(wú)法判斷精礦能否達(dá)到閃速熔煉MgO小于6.5%的要求。
[0008]胡顯智等(酸浸脫除精礦中蛇紋石降鎂過程的熱力學(xué)分析[J]，《有色金屬》，2005，02:73-77)根據(jù)應(yīng)用熱力學(xué)原理計(jì)算并分析精礦中蛇紋石、各種鐵礦物及硫化銅礦物與稀酸反應(yīng)的活性，結(jié)果表明，蛇紋石極易與稀酸反應(yīng)，其中氧化鎂可完全溶于稀酸中、鐵礦物中的Fe0、Fe2C03、Fe0.S12也較易與稀酸反應(yīng)，硫黃鐵礦亦與稀酸有一定反應(yīng)，而黃鐵礦則不會(huì)與稀酸反應(yīng)，硫化銅礦物也不易與稀酸反應(yīng)，因此，以蛇紋石為主要含鎂脈石的銅鎳硫化礦或貴金屬礦，僅通過浮選難以獲得低鎂精礦時(shí)，可以用稀酸浸出的辦法降低其最終精礦中的氧化鎂含量。作者提出酸浸溶解蛇紋石在技術(shù)上具有可行性，但是由于酸浸溶解蛇紋石降鎂的成本較高，經(jīng)濟(jì)上不夠合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對(duì)基性-超基性巖型硫化銅鎳-鉑族金屬礦主要脈石礦物為蛇紋石，蛇紋石易泥化，自然可浮性較好，具有易浮難抑的性質(zhì)，浮選過程中極易進(jìn)入精礦，導(dǎo)致精礦含MgO高，對(duì)后續(xù)冶金造成極為不利的影響，選礦降鎂成為長(zhǎng)期存在的行業(yè)難題，本發(fā)明提供了一種技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理的選礦降鎂方法。
[0010]本發(fā)明的具體步驟如下:
(I)原礦浮選:原礦經(jīng)磨礦至細(xì)度為-0.074mm占65~85%，加水調(diào)漿至礦漿濃度25-35%,按給礦重量計(jì)，加入礦漿調(diào)整劑碳酸鈉500~2000g/t，抑制劑300~1200g/t，捕收劑100~300g/t，起泡劑20~40g/t做粗選；加入捕收劑50~100g/t，起泡劑10~20g/t，做一次掃選；加入捕收劑50~100g/t，起泡劑5~10g/t，做二次掃選；加入抑制劑100~300g/t，進(jìn)行二至三次精選；獲得粗精礦； (2)粗精礦加溫酸浸預(yù)處理:將粗精礦濃縮至礦漿濃度50~75%，再磨至細(xì)度為-0.043mm占70~85%，按給礦重量計(jì)，加入1:1硫酸水溶液50~150Kg/t，加溫至50~90°C，保溫60~120分鐘，進(jìn)行酸浸預(yù)處理，得到預(yù)處理粗精礦；
(3)預(yù)處理粗精礦浮選降鎂:將預(yù)處理粗精礦礦漿過濾，洗滌后，調(diào)漿至礦漿濃度15~25%，按給礦重量計(jì)，加入抑制劑300~1000g/t，攪拌2~4分鐘，捕收劑200~400g/t，攪拌2-4分鐘，起泡劑20~50g/t，攪拌I分鐘，做粗選；加入捕收劑80~150g/t，起泡劑10~20g/t，做一次掃選；加入捕收劑60~120g/t，起泡劑5~10g/t，做二次掃選；加入抑制劑50~200g/t，進(jìn)行二至三次精選；獲得低鎂含量的銅鎳鉑族精礦。
[0011]所述抑制劑為糊精、淀粉、羧甲基纖維素、水玻璃或或六偏磷酸鈉中的一種或多種的混合物。
[0012]所述的捕收劑為丁黃藥、戊黃藥、Y-89、丁銨黑藥或乙硫氮。
[0013]所述的起泡劑為松醇油或Z-200中的一種或兩種的混合物。
[0014]本發(fā)明是根據(jù)熱力學(xué)原理計(jì)算并分析蛇紋石、硫化礦物與稀硫酸反應(yīng)的活性，結(jié)果表明，蛇紋石可與稀硫酸反應(yīng)，氧化鎂可溶于稀硫酸中，而銅鎳鐵硫化礦物不易與稀硫酸反應(yīng)，蛇紋石表面的氧化鎂被稀硫酸溶解進(jìn)