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镍矿选矿工艺

文章来源:河南宏科重工机械 发布时间:2014-12-15 15:39:40         浏览次数:876      
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一、镍矿的选矿类型             


    镍矿选矿生产线工艺简介:镍矿石主要分硫化铜镍矿和氧化镍矿,两者的选矿和加工方法完全不同。

     铜是镍冶炼的有害杂质,而在铜镍矿石中铜品位又具有工业回收价值,因此铜镍分离技术是铜镍矿石选矿中的一个重要课题。铜镍分离技术分为铜镍混合精矿分离和高冰镍分离工艺两种。通常,前者用于铜镍矿物粒度较粗且彼此嵌布关系不甚紧密的矿石,后者用于铜镍矿物粒度细且彼此嵌布十分致密的矿石。

   金川铜镍矿是大型金属共生硫化铜镍矿。其第一选矿厂选矿工艺流程主要包括:破碎为三段一闭路流程;磨矿和浮选工序改造为三段磨矿、三段浮选流程。

 目前铜镍硫化物矿石主要采用火法冶炼。金川镍矿也不例外,其基本流程分备料(焙烧)—熔炼—吹炼—精炼(电解)等环节。由于该矿属于蛇纹石类型矿石,铜镍矿物彼此致密嵌布,直接采用机械选矿方法进行铜镍分离有困难,因此采用高冰镍浮选分离技术。铜镍混合精矿经转炉熔炼成高冰镍,然后经破碎和磨浮工艺,最后电解成最终产品——电解镍。

 吉林磐石矿也是铜镍矿,其选矿工艺流程采用三段一闭路碎矿,阶段磨矿,铜镍混合—分离浮选,镍精矿三段脱水、铜精矿两段脱水的工艺流程。

 

二、镍矿选矿设备

    镍矿选矿设备主要有:颚式破碎机、反击式破碎机、磨粉机、浮选机、烘干机等。

    镍矿选矿设备在物料超细磨粉破碎加工作业中,通常使用的是超细雷蒙磨粉机、球磨机、气流磨粉机等一系列磨粉制砂设备,通过在原有设备技术的基础上通过内部高精密分析机的改进和更换实现物料的超细粉碎作业。随着社会需要的不断增加,设备在使用性能、成品质量、使用寿命等问题上面临极大的考验,因此,各设备生产企业都在加大自身研发力度,不断完善设备在超细粉碎工作时的粉碎力度、粒度分布、粒型晶型等调节控制技术,以求达到更高效的生产。

 

三、镍矿选矿设备选矿方法

 

1、硫化铜镍矿选矿方法


    硫化铜镍矿石的选矿方法,最主要的是浮选,而磁选和重选通常为辅助选矿方法。浮选硫化铜镍矿石时,常采用浮选硫化铜矿物的捕收剂和起泡剂。确定浮选流程的一个基本原则是,宁可使铜进入镍精矿,而尽可能避免镍进入铜精矿。因为铜精矿中的镍在冶炼过程中损失大,而镍精矿中的铜可以得到较完全的回收。铜镍矿石浮选具有下列四种基本流程。

    直接用优先浮选或部分优先浮选流程:当矿石中含铜比含镍量高得多时,可采用这种流程,把铜选成单独精矿。该流程的优点是,可直接获得含镍较低的铜精矿。

    (1)、混合浮选流程:用于选别含铜低于镍的矿石,所得铜镍混合精矿直接冶炼成高冰镍。

    (2)、混合—优选浮选流程:从矿石中混合浮选铜镍,再从混合精矿中分选出含低镍的铜精矿和含铜的镍精矿。该镍精矿经冶炼后,获得高冰镍,对高冰镍再进行浮选分离。

    (3)、混合—优先浮选并从混合浮选尾矿中再回收部分镍:当矿石中各种镍矿物的可浮性有很大差异时,铜镍混合浮选后,再从其尾矿中进一步回收可浮性差的含镍矿物。

 

2、氧化镍矿选矿方法


    氧化镍矿目前多采用破碎、筛分等工序预先除去风化程度弱、含镍低的大块基岩。由于氧化镍矿中的镍常以类质同象分散在脉石矿物中,且粒度很细,因此不能用机械选矿方法予以富集,只能直接冶炼。

     氧化镍矿的冶炼富集方法,可分为火法和湿法两大类。前者又可分为造硫熔炼、镍铁法和粒铁法;后者又有还原焙烧-常压氨浸法、高压酸浸法等。

 

四、镍的经济价值

     镍属于亲铁元素,在地球中的含量仅次于硅、氧、铁、镁,居第5位。在地核中含镍最高,是天然的镍铁合金。镍矿石主要分硫化铜镍矿和氧化镍矿,两者的选矿和加工方法完全不同。目前,国内主要采用冶炼硫化镍矿得到镍,而世界上红土矿比硫化镍矿储量更大。用镍铁代替金属镍板,能够降低不锈钢的生产成本,从而提高企业的经济效益。

 


五、镍的性质

 

     镍是一种化学元素。化学符号Ni,原子序数28,原子量58.69,属周期系Ⅷ族。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁制作器物,中国古代云南生产的镍矿中含镍量就很高。1751年瑞典A.F.克龙斯泰德用木炭还原红镍矿制得金属镍,其英文名称来源于德文Kupfernickel,含义是假铜。镍矿在地壳中的含量为0.018%,镍矿主要矿物有镍黄铁矿〔(Ni,Fe)9S8〕、硅镁镍矿〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕、针镍矿或黄镍矿(NiS)、红镍矿(NiAs)等。镍是银白色金属,熔点1455℃,沸点2730℃,密度8.90克/厘米3。海底的锰结核中镍的储量很大,是镍的重要远景资源。

      英文简称 Nickel Ore。镍是一种银白色金属,首先是1751年由瑞典矿物学家克朗斯塔特(A.F.Cronstedt)分离出来的。由于它具有良好的机械强度和延展性,难熔耐高温,并具有很高的化学稳定性,在空气中不氧化等特征,因此是一种十分重要。

      镍属于亲铁元素,在地球中的含量仅次于硅、氧、铁、镁,居第5位。在地核中含镍最高,是天然的镍铁合金。在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石,例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍,辉长岩含镍为花岗岩的80倍。


    镍矿有铁磁性和延展性,能导电和导热。常温下,镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,不但能阻止继续被氧化,而且能耐碱、盐溶液的腐蚀。块状镍不会燃烧,细镍丝可燃,特制的细小多孔镍粒在空气中会自燃。加热时,镍与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。细粉末状的金属镍在加热时可吸收相当量的氢气。镍能缓慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸,但在发烟硝酸中表面钝化。镍的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4,简单化合物中以+2价最稳定,+3价镍盐为氧化剂。镍的氧化物有NiO和Ni2O3。氢氧化镍〔Ni(OH)2〕为强碱,微溶于水,易溶于酸。硫酸镍(NiSO4)能与碱金属硫酸盐形成矾Ni(SO4)2·6H2O(MI为碱金属离子)。+2价镍离子能形成配位化合物。在加压下,镍与一氧化碳能形成四羰基镍〔Ni(CO)4〕,加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。

 

六、镍的用途


     镍矿的有色金属原料,被用来制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢,广泛用于飞机、雷达、导弹、坦克、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工制造业。在民用工业中,镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等大量用于各种机械制造业。镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层,镍钴合金是一种永磁材料,广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域,在化学工业中,镍常用作氢化催化剂。在彩色电视机、磁带录音机和其他通讯器材等方面镍的用量也正在迅速增加。

    总之,由于镍具有优良性能,已成为发展现代航空工业、国防工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系不可缺少的金属。

 


七、镍的储量分布


     古代埃及和我国都曾用含镍很高的陨铁作器物。我国公元前206年(汉朝)以前就已掌握了冶炼白铜(即铜镍锌合金,含Cu 52%~80%,Ni 5%~35%,Zn 10%~35%)的技术。
     1865年法国加尼尔首次在新喀里多尼亚发现硅酸镍矿,以后被他命名为硅镁镍矿。1875年开始开采,由于当地燃料、熔剂缺乏,劳力不足,矿石送往法国、德国冶炼,是世界上最早用鼓风炉炼镍的矿石。1856年A.P.萨尔得在加拿大定子午线时发现在萨德伯里地区罗盘读数显得偏斜,随后,墨累据此在附近检查,从铁帽上(即克里斯顿矿体顶盘)采样分析发现含Ni1%、Cu2%的矿石,但因交通不便,未引起注意,至1883年才开展工作,于1886年发现克里斯顿矿床,从而发现了世界闻名的萨德伯里超大型铜镍硫化物矿床,1901年露采出矿。从此世界镍的冶炼由氧化镍转向硫化镍。

     我国镍工业始于1957年四川省力马河镍矿的开采,虽然生产规模较小,填补了我国镍工业的空白,在当时缓和了我国“镍荒”。1958年甘肃省地质局发现金川(即白家嘴子)镍矿,并于60年代投产,至今已成为全国最大的镍矿藏储备提炼基地,这在很大程度中解决了我国对镍的需要。到了90年代,由于新疆喀拉通克镍矿、云南金平镍矿及吉林赤柏松镍矿的开发和投产,更使我国镍工业的发展上了一个新台阶。

     我国镍矿分布就大区来看,主要分布在西北、西南和东北,其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省(区)来看,甘肃储量最多,占全国镍矿总储量的62%(其中金昌的镍产提炼规模居全球第二位),其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。

 


八、镍矿的应用价值


     镍能激活胰岛素,这一点与铬的作用相似。缺镍、缺铬可使胰岛素的活性减弱,糖的利用发生障碍,血中的脂肪及类脂质含量升高,这些物质沉积在血管壁,就会导致动脉粥样硬化,从而引发冠心病高血压。有人从动物实验中观察到,镍能抑制大鼠肝合成胆固醇和脂肪,这说明,镍对糖代谢和脂肪代谢都有一定作用。 镍的作用虽然还不十分明了,但是,它已经属于人类命过生程中不可缺少的微量元素之一。镍是血纤维蛋白溶酶的组成成分,具有刺激生血机能的作用,能促进红细胞的再生。有类似钴的生理活性,血镍的变化也与钴在贫血治疗过程中的变化近似。给供血者每日5毫克镍盐,可使血红蛋白的合成及红细胞的再生明显加速。镍还是体内一些酶的激活剂,而这些酶均为生物体内蛋白质和核酸代谢过程中的重要酶,所以镍水平降低时,就有可能引起机体代谢上的变化,从而导致某些器官功能的障碍。此外,它又可以维持细胞膜的结构,控制催乳激素等。因此,镍对人体的作用不容忽视。

 


九、镍矿的危害

 
     镍矿有毒性,存在于铜镍矿中的放射性元素氡存在于建筑水泥、矿碴和装饰石材以及土壤中。对人体的危害:氡是一种放射性元素,可导致肺癌。对人体的辐射伤害占一生中所受到的全部辐射伤害的55%以上,其诱发肺癌的潜伏期大多都在15年以上,是除了吸烟之外,引起肺癌的第二大因素。

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