六偏磷酸钠对低品位硫化铜镍矿浮选降镁的影响

陈 伟 吴 越

(金川集团股份有限公司，甘肃 金昌 737100)

世界镍矿资源主要分为硫化镍矿和氧化镍矿两大类[1]。其中，硫化铜镍矿矿床因在形成过程中的主要蚀变产物为含有较高MgO的蛇纹石、滑石、绿泥石，在浮游选矿时，这些含MgO的物质易于上浮，导致所得精矿存在MgO含量较高的问题。高含量的MgO会导致后续冶炼过程中炉温升高且较难控制、炉渣黏度增大、渣相分离困难，使得冶炼成本增加，安全性降低，不利于主金属的提取。目前降镁的方法主要有两种，一是改进与优化选别工艺，二是调整浮选药剂，使用降镁药剂。采用降镁药剂可有效降低蛇纹石表面电位，达到消除矿物颗粒间异相凝聚的效果[2-3]，与改进和优化选别工艺相比，该方法见效快、操作简单，且更容易实施。六偏磷酸钠是一种良好的降镁试剂，不但能够促进蛇纹石表面的镁迁移到液相，降低蛇纹石的表面电位[4-6]，还可与液相中的Mg2+作用生成为稳定的可溶性络合物，阻止Mg2+向蛇纹石表面反吸附，保持蛇纹石表面的负电性[7]。

1 矿物性质

用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等对矿石进行鉴定分析的结果表明，矿石中可回收的主要矿物有镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、紫硫镍铁矿、方黄铜矿、墨铜矿、四方硫铁矿、磁铁矿、羟镁硫铁矿、铬尖晶石等。其他主要矿物为钛铁矿、赤铁矿、白铁矿、叶碲铋矿、碲铋镍矿、碲铅矿、碲铋钯矿、碲铋(铂)钯矿、自然金、银金矿、碲银矿、砷铂矿等。脉石矿物主要有蛇纹石、橄榄石等，还有少量的辉石、透闪石、碳酸盐、滑石、绿泥石、云母等[8]。用光学显微镜对平均粒径为-0.2 mm试料进行定量分析，得出的矿物相对质量百分概量结果见表1。

表1 矿石的矿物组成及含量Table 1 Mineral composition and content of ore /%

由表1可知，矿石中矿物组成复杂，金属占矿物概量的22%，矿石磨碎时易成矿泥影响选别效果的黏土矿物约占矿物概量的49.9%。

硫化铜镍矿样品属于超基性、弱蚀变富矿石，主要为海绵晶铁构造，部分半海绵晶铁构造，宏观为中粒结构，显微镜下观察具自形粒状结构、半自形粒状结构、他形粒状结构、晶片结构、格状结构、脉状结构、交代残余结构、镶边结构、纤维状结构、乳滴结构等。矿石中金属矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿，其次为方黄铜矿、墨铜矿、铬铁矿、并有少量紫硫镍铁矿。主要脉石矿物为蛇纹石及蚀变残留的橄榄石、辉石，其次为碳酸盐矿物、斜长石、绿泥石、滑石等。入选原矿镍品位在1.3%～1.5%，原矿氧化镁含量在26%～28%。

2 试验

研究开展了三部分的试验内容：一是一段粗选六偏磷酸钠用量试验；二是确定一段粗选六偏磷酸钠用量后，二段粗选六偏磷酸钠用量试验；三是一段、二段六偏磷酸钠用量确定后的闭路对比试验。

2.1 一段粗选六偏磷酸钠用量试验

一段粗选六偏磷酸钠试验中，六偏磷酸钠用量范围0～500 g/t、硫酸铜用量20 g/t、黄药用量180 g/t、BQ-622用量50 g/t、Z-200用量10 g/t、药剂搅拌时间3 min，粗选Ⅰ刮泡10 min，一精Ⅰ刮泡7 min，一精Ⅱ刮泡7 min。试验结果如图1所示。

图1 一段粗选六偏磷酸钠用量与高品位精矿质量关系图Fig.1 Relationship between the sodium hexametaphosphate dosage used in primary roughing and the quality of high-grade concentrate

从图1可以看出，随着六偏磷酸钠用量的增加，精矿产率和氧化镁含量明显增大，均呈先增后略降，之后又增加趋势，镍铜品位随变化趋势则相反，呈先降后升，之后又下降趋势。但从图1可以看出，随着六偏磷酸钠用量的增加，氧化镁含量的增幅小于产率的增幅，因此在不影响高品位精矿销售的情况下，可以通过添加适量六偏磷酸钠来提高一段精矿产率。综合考虑产率、精矿品位与氧化镁含量三者的关系，六偏磷酸钠在一段粗选最佳用量为300 g/t。

2.2 二段粗选六偏磷酸钠用量试验

二段粗选六偏磷酸钠用量试验流程及条件见图2，结果见图3～4所示。

图2 二段六偏磷酸钠用量试验流程图Fig.2 Flowsheet of the sodium hexametaphosphate dosage test

图3 二段粗选六偏磷酸钠用量与高品位精矿质量关系图Fig.3 Relationship between the sodium hexametaphosphate dosage used in the secondary roughing and the quality of high-grade concentrate

图4 二段粗选六偏磷酸钠用量与总精矿质量关系图Fig.4 Relationship between the sodium hexametaphosphate dosage used in the second stage roughing and the quality of the total concentrate

从图3～4可以看出，当一段六偏磷酸钠用量为300 g/t，二段不添加六偏磷酸钠时，虽然获得精矿的镍品位高，氧化镁含量低，但这是牺牲了精矿产率所获得的指标。当二段六偏磷酸钠用量为100 g/t时，总精矿镍品位及氧化镁含量都在较好的范围内。综合考虑，二段粗选六偏磷酸钠的最佳用量为100 g/t。

2.3 闭路试验

在确定了六偏磷酸钠在一段、二段粗选的最佳用量分为300 g/t和100 g/t的情况下，进行闭路试验效果对比，试验流程如图5所示，结果见表2。

图5 闭路试验流程图Fig.5 Flowsheet of the closed circuit test

由表2可知，在粗选作业过程中添加六偏磷酸钠后，高品位精矿中MgO含量降低极为显著。为了控制低品位精矿中的MgO含量，在产出低品位精矿的二段浮选作业中，添加100 g/t的六偏磷酸钠后，效果也十分明显。最终，可将尾矿中的镍品位降低0.01%，精矿镍回收率提高0.99%；高精矿氧化镁品位降低1.5%，低精矿氧化镁品位降低3.80%。

表2 闭路试验结果Table 2 Result of the closed circuit test

3 结论

1)试验用硫化铜镍矿石的主要脉石矿物为蛇纹石及蚀变残留的橄榄石、辉石。六偏磷酸钠能促进蛇纹石表面的镁迁移到液相，降低蛇纹石的表面电位，同时还可与液相中的Mg2+作用生成为稳定的可溶性络合物，阻止Mg2+向蛇纹石表面反吸附，保持蛇纹石表面的负电性，可用于硫化铜镍矿石的降镁工作。

2)六偏磷酸钠在一段、二段粗选的最佳用量分别为300 g/t和100 g/t。

3)随着硫化铜镍矿资源的不断开发，矿石性质日趋贫、细、杂化，低品位精矿降低氧化镁研究仍然有很长的路要走，降镁研究需要更加深入，才能在面对矿石性质日趋复杂的情况下，对降镁研究有着更深刻的认识。