Minereurile sulfurate de cupru-nichel sunt o sursă nu numai de nichel și cupru, ci și de sulf, aur, argint, cobalt, paladiu, platină, seleniu, telur și alte elemente rare și difuze strâns asociate cu sulfurile metalelor de bază, uneori cu roca.
08.11.2019 Minereu: Minereuri de metale neferoase Autor: Paxey
În acest articol:
Conținut
Compoziția minerală și caracteristicile tehnologice ale minereurilor de cupru-nichel
Minereurile sulfurate de cupru-nichel sunt o sursă nu numai de nichel și cupru, ci și de sulf, aur, argint, cobalt, paladiu, platină, seleniu, telur și alte elemente rare și dispersate, strâns asociate cu sulfurile metalelor de bază, uneori cu roca. Sulfurile de nichel din acestea sunt reprezentate de principalul mineral de nichel industrial — pentlandita, millerita și pirhotita nichelată, având varietăți magnetice (pirhotita monoclinică) și nemagnetice (pirhotita hexagonală); sulfurile de cupru — calcopirita și varietățile sale de modificare cubică. Partea nemetalică constă în principal din olivină, piroxen, plagioclaze și minerale secundare formate în timpul oxidării lor: serpentină, talc, sericit, clorit, mică, precum și materii argiloase.
Datorită diseminării subțiri a sulfurilor atât în minereurile solide, cât și în cele diseminate, principala metodă de îmbogățire a minereurilor de cupru-nichel este flotarea, care poate produce concentrate de cupru, nichel, pirhotită și cupru-nichel. Minereurile de silicați oxidați — minereurile de garnierită și în special cele de laterită — nu pot fi prelucrate direct prin metode de îmbogățire și necesită dezvoltarea unor scheme combinate care implică tratarea piro sau hidrometalurgică preliminară a minereului înainte de operațiunile de îmbogățire.
Sisteme de îmbogățire a minereurilor sulfuroase
Uzinele utilizează în principal trei grupe de sisteme: flotație pentru a produce concentrat colectiv de cupru-nichel, flotație colectivă de sulfuri cu separarea ulterioară a concentratului rezultat în concentrat de cupru și nichel și sisteme combinate de flotație magnetică pentru a produce atât concentrat colectiv, cât și concentrat de nichel unic.
Schema de flotație colectivă a mineralelor de cupru și nichel din minereul inițial fără separarea ulterioară a concentratului colectiv (Fig. 3.5) se aplică de obicei dacă raportul dintre conținutul de cupru și cel de nichel în concentrat nu depășește 2. În acest caz, separarea metalelor se realizează în timpul prelucrării metalurgice a concentratelor. Dacă raportul dintre conținutul de cupru și cel de nichel depășește 2, concentratul colectiv este separat. Procesul de flotare selectivă produce concentrat de cupru, nichel, nichel-piritită și, uneori, piritită independentă.
Atunci când se utilizează scheme cu flotație colectivă preliminară a mineralelor de cupru și nichel, este mai ușor să se elimine contaminarea concentratului cu roci refractare, să se sporească complexitatea utilizării materiilor prime datorită extracției asociate a metalelor din grupul platinei, aurului, argintului și cobaltului în ciclul de flotație colectivă datorită utilizării unor colectori cu reactivi puternici, fără a utiliza echipamente speciale sau folosind, de exemplu, ecluze pentru captarea granulelor mari de metale din grupul platinei. Această schemă este mai ușor de pus în aplicare pentru o îmbogățire etapizată cu flotație inter-cicluri în ciclul minereului și flotație separată a nisipurilor și a nămolului în prelucrarea minereurilor de cupru-nichel în suspensie. Din aceste motive, schemele care prevăd producerea preliminară a concentratelor colective de cupru-nichel sau cupru-nichel-pirihotită sunt acum larg răspândite în uzine.
Schemele de flotare magnetică combinată pentru prelucrarea minereurilor de cupru-nichel (fig. 3.6) sunt utilizate în prezența unor cantități semnificative de nichel și cupru în minereuri, care sunt strâns asociate cu extracțiile de varietăți de pirhotită puternic magnetice (monoclinice).
Îmbogățirea minereurilor de cupru-nichel se realizează de obicei prin scheme de ramificare. Îmbunătățirea flotării selective a mineralelor și reducerea pierderilor de metale în concentratul de pirhotită și în reziduuri sunt facilitate de
- utilizarea preconcentrării minereurilor caracterizate prin prezența în ele a unor sulfuri mari, prin metode gravitaționale (în suspensii grele, pe mașini de stripare, separatoare cu șurub etc.), separare magnetică și flotare;
- utilizarea procedeelor de autoprăfuire și de măcinare a minereurilor cu pietricele în etapa a doua de măcinare (a se vedea figura 3.6);
- aplicarea flotării separate a nisipurilor și nămolurilor (a se vedea figura 3.5) și dezvoltarea etapelor de îmbogățire datorită ușurinței de sedimentare, oxidabilității și fenocristurilor de obicei neregulate ale sulfurilor de nichel și ale pirhotitei nicheliere.
Ciclurile de extracție prin flotare a mineralelor de nichel se caracterizează prin simplitate: ele constau în una, două, rareori trei operații, ceea ce se explică prin oxidabilitatea ușoară a mineralelor nicheliere, ceea ce duce la depresiunea lor.
Regimuri de îmbogățire pentru minereurile sulfurate
Extracția prin flotare a sulfurilor de cupru și nichel și a pirhotitei nichelate în concentratul colectiv se realizează de obicei în mediu sodic ușor alcalin (pH 8-9) cu xantogenați (100-200 g/t) și aerofloți (100-200 g/t). Ca agenți de gonflare bazici se utilizează ulei de pin, flotol, daufros, metilizobutilcarbinol. Mediu slab acid (pH 3,5-5) creat prin acid oxalic, sulfuric sau suflare cu SO (vezi Fig. 3.6).2 (a se vedea figura 3.6) este preferabil celui alcalin pentru activarea flotării pirhotitei prin sulfat de cupru (până la 50 g/t); de asemenea, asigură cea mai eficientă depresiune a silicaților activi la flotare prin depresori organici (150-400 g/t) și îmbunătățește flotabilitatea tuturor mineralelor sulfurate în aceste condiții.
Concentratul colectiv de cupru-nichel este de obicei separat într-un mediu de var puternic alcalin (pH 11) după aburire. Condițiile optime de vaporizare sunt încălzirea pulpei la 65-70 °C, concentrația de CaO liber de aproximativ 300 g/m 3 în cazul prelucrării produselor colective de flotare a minereurilor filoniene și de 600-700 g/m 3 în cazul vaporizării concentratelor colective obținute din minereuri diseminate.
Conținutul de cupru în concentratele selective de cupru atinge 30%, iar conținutul de nichel în concentratele de nichel atinge 4-10,5%. Concentratele colective de cupru-nichel conțin 3-10% cupru și 7-15% nichel, cu o recuperare medie de 92,5% cupru și 82,1% nichel. Metalele din grupul platinei, aurul, argintul și cobaltul sunt extrase ca subproduse, în principal în ciclul colectiv de flotare.
Sisteme combinate pentru prelucrarea minereurilor oxidate de nichel
Sistemele combinate de prelucrare a minereurilor oxidate de nichel, inclusiv prăjirea prin segregare („procesul de segregare”), sunt utilizate pentru prelucrarea minereurilor oxidate „încăpățânate” de garnierită cu conținut scăzut de fier (cu un conținut de fier de până la 10 %) și laterită cu conținut ridicat de fier (cu un conținut de fier de până la 45 %). Esența sa constă în reducerea nichelului la particule metalice de 40-120 microni în procesul de prăjire a minereului zdrobit (de obicei până l a-0,3 mm) la o temperatură de 900-1100 °C timp de 1-2 ore în prezența clorurii de calciu (3-10 % din greutate) și a unui agent de reducere solid care conține carbon (1-5 % din greutate). Extracția particulelor de nichel reduse la nichel metalic în concentrate de nichel sau ferronichel după răcirea și măcinarea cenușii la 50-100 microni se realizează prin metode de separare magnetică (deoarece nichelul metalic este feromagnetic), flotare sau combinația acestora. Pentru prelucrarea complexă a minereurilor lateritice din zăcământul „Homonhof”, care conțin 0,86 % nichel, 46,48 % fier, 0,31 % cobalt și 3,56 % crom, compania „Fudai Seitetsu” (Japonia) a propus o schemă tehnologică (fig. 3. 7). 7), care permite obținerea unui concentrat de nichel bogat (52 % nichel), a unui concentrat de nichel feros (12,9 % nichel), a unor concentrate de crom și magnetită care conțin mai mult de 30 % crom și respectiv 60 % fier.
