Технология флотации никельсодержащих руд

Собственные минералы никеля редко образуют самостоятельные монометаллические промышленные скопления. Большую часть никеля в практике получают из медно-никелевых руд.

Наиболее распространенным никелевым минералом является пентландит (железо-никелевый колчедан), обычно находящийся в ассоциации с пирротином и халькопиритом. В пентландите в виде изоморфной примеси часто присутствует некоторое количество кобальта. По флотируемости пентландит занимает промежуточное положение между пирротином и халькопиритом. При флотационном разделении халькопирита и пентландита последний депрессируют известью (иногда с добавлением цианида или декстрина).

Относительно распространены еще два минерала никеля — миллерит и никеленосный пирротин (в состав пирротина никель входит в виде изоморфной примеси). Из них хуже флотируется никеленосный пирротин. Щелочи, как правило, депрессируют никеленосный пирротин; подавителем миллерита (и пентландита) из щелочей является только известь. Хороший активатор пирротина — медный купорос.

Примером фабрики, обогащающей чисто никелевые руды, может служить небольшая фабрика «Троджен» (Замбия) производительностью 150 т/сут. На фабрике обогащается руда, содержащая магнетит, пирротин и весьма тонковкрапленный пентландит; в руде содержится 1,5—2% никеля. Измельчается руда до 80% класса —0,044 мм. Флотационный цикл включает основную, контрольную и две перечистные флотации. Из реагентов на фабрике применяют ксантогенат, вспениватель, гидросульфид натрия и тилозу (для подавления талька). Конечный концентрат содержит 15—18% никеля при извлечении его 75%.

Медно-никелевые руды содержат обычно некоторое количество кобальта и металлы платиновой группы.

Эти руды обогащаются на фабриках по трем видам технологических схем.

1. Коллективная флотация минералов меди и никеля из исходной руды без последующего разделения коллективного концентрата; продукты флотации в ходе процесса иногда подвергают магнитной сепарации. По такой схеме работают фабрики в России: «Печенганикель», «Североникелы» и Ждановская, а также канадские фабрики. Коллективные концентраты, содержащие в среднем 3—6% меди и 5,5—13,5% никеля, разделяют на металлы при металлургическом переделе.

2. Коллективная флотация минералов меди и никеля из исходной руды с последующей селекцией коллективного концентрата на медный и никелевый. По такой схеме работают Норильская фабрика в России, некоторые фабрики в Канаде и Финляндии. Коллективный концентрат всегда разделяют, флотируя минералы меди при депрессии пирротина и пентландита одной известью или известью в сочетании с декстрином (1—200 г/т) или цианидом (несколько граммов на тонну).

3. Магнитная сепарация исходной руды с последующей флотацией никеленосного пирротина из магнитной фракции (никелевый концентрат) и коллективной медно-никелевой флотацией из немагнитной фракции. Коллективный концентрат разделяют. По такой схеме работает канадская фабрика «Линн Лейк». Медный концентрат этой фабрики содержит около 30% меди, а никелевый — около 12% никеля.

Тонкость помола медно-никелевых руд перед коллективной флотацией на большинстве фабрик составляет 50—70% класса —0,074 мм. Величина pH в коллективной флотации составляет 8—9,5. Из реагентов-собирателей на зарубежных фабриках применяют главным образом амиловый ксантогенат при среднем расходе 85 г/т, значительно реже — изопропиловый ксантогенат (80 г/т). Основной собиратель на отечественных фабриках — бутиловый ксантогенат (150 г/т), применяют также бутиловый аэрофлот.

Из пенообразователей наиболее распространены сосновое масло, Т-66 и метилизобутилкарбинол.

На многих медно-никелевых фабриках для подавления флотоактивной силикатной породы применяют: в России — карбоксиметилцеллюлозу и тринатрийфосфат, за рубежом — декстрин, крахмал, жидкое стекло и смесь пирофосфата с гуартеком.

На фабриках «Печенганикель» и «Североникель» перерабатывают тонковкрапленные руды, содержащие пирротин, пентландит, халькопирит, магнетит и пирит. Минералы породы представлены серпентином, тальком, хлоритом и серицитом.

Технологические схемы и режимы флотации на этих фабриках во многом идентичны. Исходную руду измельчают до 40—50% класса —0,074 мм, после чего проводят межцикловую флотацию. Тонкость помола перед основной флотацией на фабриках «Печенганикель» и «Североникель» составляет соответственно 80 и 60% класса —0,074 мм. Концентрат межцикловой и основной флотации после совместной перечистки представляет собой готовый коллективный концентрат и содержит в среднем около 4% меди и 5,5% никеля при извлечении никеля примерно 82%. Хвосты перечистной и концентрат контрольной флотаций (после двухкратной перечистки) объединяют и флотируют в отдельном цикле (флотация промпродукта). На фабрике «Северопикель» промпродукты доизмельчают. При флотации применяются следующие реагенты: сода — 2—3 кг/т, бутиловый ксантогенат — 100—150 г/т, бутиловый аэрофлот — 200 г/т, медный купорос — 50 г/т, карбоксиметилцеллюлоза — 200—500 г/т, Т-66 — 70 г/т. Карбоксиметилцеллюлоза подается в перечистку. Кроме того, на фабрике «Североникель» в перечистку подают тринатрийфосфат (200 г/т).

Как показывает опыт работы Ждановской обогатительной фабрики, никель можно доизвлекать из Песковой фракции отвальных хвостов коллективного цикла. Флотации подвергают класс +0,044 мм отвальных хвостов, обогащенный никелем. Из реагентов применяют бутиловый ксантогенат, бутиловый аэрофлот и карбоксиметилцеллюлозу. После трех перечисток концентрат содержит около 2,5% никеля при извлечении от руды до 3%.

На Норильской фабрике обогащаются вкрапленные и жильные медно-никелевые руды, содержащие пирротин, халькопирит, кубанит, пентландит, полевой шпат, оливин и серпентин. Получаемые коллективные концентраты содержат 4—5% никеля и 8—10% меди.

В коллективном цикле флотации вкрапленных руд применяют бутиловый ксантогенат, Т-66, кремнефтористый натрий и соду. При обогащении жильных руд перед коллективной флотацией навлекают медную головку с использованием бутилового аэрофлота. Пенные продукты коллективной флотации вкрапленных и жильных руд поступают соответственно на I и II основную медную флотацию в сильнощелочной известковой среде (рис. 137), хвосты которой выводятся в сгуститель никелевого концентрата. Медные концентраты I и II основной флотации объединяются и подвергаются пропарке с известью в чанах при температуре 70—75° С. В процессе пропарки происходит десорбция ксантогената и эффективно депрессируются никелевые минералы. На медного концентрата после его пропарки скоростной флотацией извлекают медь, оставляя минералы никеля в хвостах. Медный концентрат затем доизмельчают и из него снова флотируют медные минералы с депрессией остатков никеля известью. Готовый медный концентрат получают после третьей перечистной флотации. Никелевый концентрат стремятся получить с возможно более высоким отношением никеля к меди (по условиям последующего металлургического передела).