鎳礦的種類非常多,按照礦物性質(zhì)主要分為硫化銅鎳礦和氧化銅鎳礦,其中銅是鎳礦中的主要雜質(zhì)礦物,其次還有鉛、鋅、砷、氟、錳、銻、鉍、鉻等。在選礦過程中,同樣主要以硫化銅鎳礦選礦和氧化銅鎳礦選礦為主。
鎳是一種全球不可或缺的金屬元素,是軍工制造業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、原子能工業(yè)、超聲工業(yè)及通訊領(lǐng)域必備的原料。鎳的化學(xué)符號(hào)Ni,原子量58.69,親鐵,其含量?jī)H次于硅、氧、鐵、鎂。
一、硫化銅鎳礦選礦方法
硫化銅鎳礦礦石類型多以巖漿熔離型銅鎳礦為主,其中鎳含量在3%以上時(shí)為富礦,可直接冶煉,而鎳含量低于3%時(shí),需要選礦處理。而鎳礦石含量低于3%時(shí),主要伴有大量的金屬礦物和脈石礦物。
金屬礦物:有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦為主,次為磁鐵礦、黃鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、墨銅礦、銅藍(lán)、輝銅礦、斑銅礦以及鉑族礦等。
脈石礦物:有橄欖石、輝石、斜長(zhǎng)石、滑石、蛇紋石、綠泥石、陽起、和云母等,部分還含有石英、碳酸鹽。
硫化銅鎳礦中的銅主要以黃銅礦形態(tài)存在,鎳主要以鎳黃鐵礦、針硫鎳礦、紫硫鎳鐵礦等游離硫化鎳的形態(tài)存在,另外,大部分鎳以類同象復(fù)賦存在磁黃鐵礦中。因此針對(duì)硫化銅鎳礦常用的選礦方法為浮選法:
1、優(yōu)先浮選法
直接或部分優(yōu)先浮選是把銅礦選成單獨(dú)精礦,多用于含銅量較高的情況。
該選礦設(shè)備方法主要特點(diǎn)是能直接獲得含鎳量低的銅精礦。
2、混合浮選法
混合浮選法主要是從礦石中混合浮選銅鎳,再?gòu)幕旌暇V中分選出含低鎳的銅精礦和含銅鎳精礦。獲得的含銅鎳精礦可直接冶煉成高冰鎳,然后在對(duì)高冰鎳進(jìn)行浮選分離。該方法主要適于選別含銅量低的銅鎳礦。
3、混合優(yōu)先浮選法
混合優(yōu)選浮選法,銅鎳混合浮選后,再?gòu)幕旌细∵x尾礦中再回收部分鎳的工藝流程。
主要在礦石中各種鎳礦物可浮性差異比較大的條件下使用混合優(yōu)選浮選法。
注意:硫化銅鎳礦在選擇浮選方法時(shí),有一個(gè)基本原則,就是寧可使銅進(jìn)入到鎳精礦中,也不要讓鎳在選銅過程中流失,因?yàn)殂~精礦中的鎳在治煉過程中損比較大,而鎳精礦冶煉中銅還能給繼續(xù)回收。
二、氧化鎳礦選礦方法
氧化鎳礦中的多以鎳紅土礦的形式存在,含硅鎂較低,鎳含量為1~2%;其次以硅酸鎳礦為主,含硅鎂較高,含鐵低,鎳含量為1.6~4%。
目前氧化鎳開發(fā)利用多以鎳紅土礦為主,主要因氧化礦中,鎳常以類質(zhì)同象分散在脈石礦物中,粗粒較細(xì),很難通過機(jī)械選礦直接獲得鎳精礦。因此需要先采用破碎、篩分等工序進(jìn)行預(yù)先除去風(fēng)化程度弱、含鎳低的大塊基巖礦塊。
氧化鎳礦床埋藏的比較淺,非常適合大規(guī)模的露天開采,且可選擇性開采。開采后對(duì)氧化鎳進(jìn)行冶煉富集,方法主要是火法冶煉和濕法冶煉兩種。
1、火法冶煉
火法冶煉可分為電爐熔煉、鎳鐵法和粒鐵法。其中的回轉(zhuǎn)窯粒鐵法比較古老,工藝復(fù)雜,且粒鐵含量低,鎳的回收率低,不能回收鈷。
電爐熔煉法的鎳回收率較高,可一部分鉆進(jìn)入鎳鐵,在精煉的過程中回收,多用于處理硅鎂鎳礦。
2、濕法冶煉
濕法治煉可分還原焙燒常壓氨浸法和高壓酸浸法。目前兩者工藝已都在工業(yè)上應(yīng)用。除此外,還有高溫氯化、硫酸化焙燒等新方法,仍處在研究階段。