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镍矿石的工业要求

发布日期:2017-08-01   来源:矿道网   投稿者:taihaojiao   浏览次数:2854

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      1、选矿的要求

 凡含镍品位达不到直接入炉冶炼要求的各种硫化镍矿石,均需经过选矿富集,才能进行冶炼。

(1)一般的选矿方法及精矿要求

硫化铜镍矿石一般采用浮选法选矿。根据矿石的物质成分、结构、构造、矿物性质等不同,可采用混合浮选或混合一优先浮选两种不同的工艺流程。

混合浮选就是将铜镍一起选出,得到铜镍混合精矿。在冶炼过程中,再分离铜镍。

混合一优先浮选就是先将铜镍一起选出,然后再抑镍选铜,可分别得到有少量互含的铜精矿和镍精矿,在冶炼中再进一步分离铜镍。

根据我国目前的技术经济条件,矿石选矿后的镍精矿含镍品位达冶金部颁标准(表2—57)三级品以上要求时,镍回收率>75%者称易选矿石,60~75%者称可选矿石,<60%者称难选矿石。

矿石中的伴生有用组分,多与铜镍关系密切,故在选矿过程中,均可在铜镍精矿中得到不同程度的富集。

表2—57                      镍精矿按化学成分分级表


注:1.鼓风炉用镍精矿中MgO含量不大于16%

       2.精矿水分不大于12%(冬季不大于8%)

       3.精矿中不得混入外来渣夹杂物

(2)选矿对镍矿石物质组成研究的要求

 在各类矿石中,由于氧化镍一硅酸镍矿石目前尚难利用选矿方法使镍得到明显富集,一般采用直接冶炼的方法;而硫化镍一砷化镍矿石又很少,故仅就影响硫化镍矿石选矿效果的主要因素加以简介并提出研究要求。

①镍的赋存状态

在硫化镍矿石中,大部分镍是呈硫化物状态存在的,只有少数镍呈硅酸盐、硫酸盐等状态,其中硫化镍易选,其它形式的镍难选。在硫化镍中,呈单矿物存在的,如镍黄铁矿、针镍矿、辉(铁)镍矿、紫硫镍(铁)矿等,在选矿中易于富集,回收率高;呈类质同象,固熔体分离状态存在的镍,如含镍磁黄铁矿中的镍,则选矿回收率低。故要求查明镍和其它主要有用元素的赋存状态、矿物种类、分布规律及其量比。

②矿石的结构、构造

矿石构造决定了金属硫化物集合体与脉石在磨矿时的解离难易程度,而矿石结构则决定了金属硫化物在磨矿时各自的解离难易程度。如自形一半自形晶等粒状结构,易于解离,而交代熔蚀结构,一般解离度差,固熔体分离结构,则难以机械分离。有用矿物的粒度和解离的难易程度,决定了磨矿细度。磨矿过粗,矿物多呈连生体存在,而磨矿过细,又容易造成泥化,它们均影响选矿效果。所以要求详细研究矿石的结构、构造,测定各种矿物的粒度,研究其嵌布关系,并对镍、铜等的主要有用矿物按粒级统计量比。

③矿石的氧化程度

氧化程度高,则可选性能差。不同的镍矿物氧化难易程度也不同,如紫硫镍(铁)矿较镍黄铁矿易于氧化。故要详细研究镍矿石的有用矿物成分,氧化程度及其分布状况。

④矿石的蚀变程度

 矿石由于蚀变而往往产生大量次生硅酸盐等矿物,如绿泥石,阳起石、滑石、云母等。它们是造成泥化的主要物质来源,且有的矿物易浮,从而影响精矿品位和回收率的提高。因此要求详细研究矿石的蚀变程度及其分布规律。

 此外,成矿后的断裂带及其附近的矿石,由于受力作用,往往使矿物粒度变细和发生蚀变,也会造成泥化,影响选矿效果。

2、冶炼要求

(1)硫化镍矿石的冶炼方法,一般可分为火法和湿法两种。

① 火法冶炼

就是通过造锍熔炼得到铜镍锍(亦称低冰镍),镍含量一般可达7.2~17%,然后进行转炉吹炼,得到铜镍高锍(亦称高冰镍),质量应达冶金部颁标准(表2—58);第三步就是铜镍高锍的处理,即通过优先熔解法、羰化法、分层熔炼法或磨浮法将铜镍分开。我国目前主要采用磨浮法,可得到镍锍精矿(质量要求见表2—59)、铜精矿和铜镍合金,最后是通过反射炉熔炼和电解精炼,得到电解镍和电解铜。

表2—58                        高冰镍分类技术条件


注:高冰镍系铜镍硫化物并含有少量其它金属的复杂混合物,是炼镍工艺过程中的中间产品。

转炉吹炼所得的高冰镍用作生产电解镍的原料。

 

表2—59                     镍锍精矿技术条件


注:1.适用于高冰镍经选矿所得的镍锍精矿,供镍电解和制造镍粉用

       2.化学成分含量均以绝对干品为计算

       3.镍锍精矿中不得混入外来夹杂物

② 湿法冶炼:

目前较成熟的方法有氨浸法和硫酸浸出法两种。此二法均能处理铜镍高锍,前者且能直接处理铜镍精矿。我国目前生产上没有使用这种冶炼方法。

(2)氧化镍一硅酸镍矿石的冶炼方法,也分为火法及湿法两种。

 ①火法冶炼:有硫化还原造锍熔炼,镍铁法、锻块法、钙镁磷肥法等。前三种方法适于处理硅酸镍矿石和较富的红土铁镍矿石。第四种则适于处理较贫的硅酸镍矿,如含镍蛇纹岩等。

 ②湿法冶炼:有还原焙烧一氨浸法、硫酸高压浸取法、氯化法(包括离析法和氯化挥发法)等。一般适于处理较贫的红土铁镍矿石。

上述冶炼方法的选择取决于矿石的成分及特征。

(3)造渣、有害,有用组分在冶炼过程中的作用及要求

①造渣组分

造渣组分即矿石采用火法冶炼时造成炉渣的成分。主要有SiO 2、MgO,Fe 2O 3、Al2O3、CaO等。

A.SiO2:是决定炉渣性质的主要因素,并影响矿石的可熔性及熔剂的用量,其含量高则难熔,且炉渣粘度大,耗费熔剂多。故精矿中SiO2的含量一般以10~20%(渣中含35~45%)为宜。

 B.MgO:属难熔物质,对矿石熔点有显著影响,其含量越低越好。精矿中MgO含量要求:鼓风炉熔炼不大于16%,闪速炉及反射炉熔炼不大于6%。

 C.Fe2O3:影响矿石可熔性和炉渣的流动性。其含量应超过SiO2。但在炉渣中一般全铁含量不应超过25%。如其含量过高,镍的损失则要增加。

D.Al2O3:精矿中含量在10%以下无明显坏作用。如其含量过高,且和SiO 2在一起,会明显地使矿石的熔点增高。

 E.CaO:可起熔剂作用。

②有害组分

矿石中某些伴生组分,对主组分的加工及产品质量有不良影响,而且又不能单独回收利用者,称之为有害组分。主要有害组分的种类及其作用如下:   

A.铅和锌:影响加工工艺(如电解时镍的萃取)及产品质量,产品中有十万分之几的铅或锌,就使其具热脆性。

 B.砷和氟:影响镍产品质量和制硫酸工艺,并污染环境。要求制硫酸用的烟气尘中砷和氟的含量都需小于十万分之一点五。

C.铬:属难熔物质。特别是颗粒状的铬铁矿易造成死炉,故冶炼时其含量越低越好。精矿中Cr2O3一般应小于0.5~1%。如较高,则需在冶炼前,特别是火法熔炼前进行选矿分离,加以回收。

 D.铜:在硅酸镍矿石中,其含量一般不能超过0.07%。超过者加工时需作处理,因此要求单独圈定。

此外,锰、锑、铋等也会降低产品质量。

 各有害组分在镍产品中的允许含量标准见表2—60。

表2—60                        镍品号分类及技术条件


注:1.适用于电解镍,供制造合金等工业用

2.经需方要求并在合同中注明,可供含铁量不大于0.02%的一号镍

   3.有效位后的数字按四舍六入五考虑处理

③伴生有用组分在冶炼过程中的走向和有关要求

在火法冶炼过程中,钴、铂、钯、金、锇、钌、铑、铱等一般与镍一起运移。铂族金属可从其富集在某道工序的中间产品中单独回收,金可从高冰镍磨浮分离的铜镍合金或镍电解阳极泥中回收,钴可从转炉渣单独处理或钴渣中回收。银随铜一起运移,故可从铜电解阳极泥中回收。

在湿法冶炼过程中,伴生有用组分钴、铜等采用化学沉淀法或溶剂萃取法,多元素分离提纯或从浸出渣中回收。

由于造渣、有害、有用组分影响冶炼方法,流程的选择,故要求查清它们在原矿、精矿中的种类、含量、赋存状态及有用组分与主组分的关系。

3、镍矿床一般工业指标和伴生组分评价指标

(1)镍矿床一般工业指标如下

 

表2—61                      镍矿床工业指标一般要求表

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(2)镍矿床伴生有用组分评价参考指标

表2—62                   镍矿床伴生有用组分评价参考表


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