尼尔森选矿机在大型镍铜矿半自磨回路中的应用

1、尼尔森选矿机在大型镍铜矿半自磨回路中的应用刘志伟1，张玮昌2(1.中国恩菲工程技术有限公司 ，北京100038; 2.金川集团股份有限公司，金昌737100)摘要：金川镍铜矿石中富含贵金属矿物，在常规磨矿流程中进行了贵金属尼尔森重选回 收的工业试验。依据试验情况和贵金属矿物的性质，设计了尼尔森选矿机在半自磨回路中的应用流程，并在金川大型镍铜矿半自磨回路中成功应用，取得了良好的选别指标。关键词：尼尔森选矿机；半自磨；贵金属The application of Knelson concentrator in large-scale Ni-Cu SAGconcentrator1 2LIU Zhiwe

2、i 1, ZHANG Weichang2(1. Chi na ENFI En gi neeri ng Co.,Ltd,Beiji ng 100038; 2. Jin chuan Group Co., Ltd,Ji ncha ng 737100) Abstract： The Jinchuan Ni-Cu ore is rich in precious metal minerals, and an in dustrial test for the recovery of precious metals using Kn els on is carried out in a conven ti on

3、al grinding process. Accordi ng to the test con diti ons and the n ature of precious metal mi nerals, the applicatio n process of Nielse n concen trator in the SAG circuit was designed and successfully applied in the SAG circuit of Jinchuan large-scale Ni-Cu concen trator, and a good selecti on in d

4、ex was obta in ed.Key words： Kn els on concen trator; SAG; precious metal金川公司是我国最大的镍铜生产基地，同时也是铂族金属的提炼中心。 金川镍铜矿石中不仅镍铜金属含量十分丰富，还含有铂、钯、金、银等多种贵金属元 素。建厂以来，随着选矿工艺技术和装备水平的提高，镍铜回收率有了大幅度提 高。长期以来贵金属矿物作为镍铜精矿中的副产品进行回收，因为镍铜选冶流程较长，贵金属损失严重，回收率较低。近年来随着处理量的加大，铜品位的逐渐 升高，贵金属的含量也逐渐升高，采取针对性措施，对矿石中的贵金属矿物早收 快收，显得尤为必要。在新建的

5、大型半自磨镍铜选矿厂中，合理加入贵金属的选别环节，对提高铂、钯、金、银等贵金属的回收率，提高矿产资源的综合利用水 平，提高企业的经济效益，都有重要的意义。1 贵金属矿物类型矿石中铂矿物及含铂矿物种类很多，以砷铂矿为主，其次为金属互化物。铂的独立矿物和硫化物中的铂含量占铂总量的78.65%。砷铂矿粒度较大，一般粒度为0.0421毫米，常见粒度0.10.3毫米，其它分散在脉石中的，常呈小于40微米的微粒嵌布于脉石矿物中。砷铂矿硬度大，性极脆，易解离，矿物性质稳定， 无磁性。钯主要呈矿物状态存在，约占80%以上。钯矿物及含钯矿物均与铂一起 和碲、铋、金、银、锡、锑等构成多元素矿物。钯矿物虽然种类繁多

6、，但以钯的 铋化物和铋碲化物为最多，矿物粒度细小，形状不规则，解理极为发育，多在 74微米以下，不易解离。磨矿粒度较粗时难以解离成单体，而磨矿较细则易碎成细小薄片而影响重选效果。金在矿床中与铂钯一起形成局部富集。金几乎均呈矿物状态存在于各类矿石 中，主要与银构成金银矿和银金矿，以后者为主，并有少量自然金，在富金、铂、 钯的矿石中。除上述矿物外，尚有含铂自然金、钯金矿、铂金矿、铂金钯矿、铂 铜金矿、锑金铂矿等含金矿物。金矿物中，银、金互化物粒度大小不一，大者可 达1毫米，但一般粒径为0.020.06毫米，形状极不规则，多数与硫化物、磁 铁矿、铬尖晶石连生，金银矿比重在 12.515.5之间。矿床

7、中银的分布与金一致，富集规律与铂钯相同。银的矿物以银金矿最为常 见，在铂、钯富集的矿石中，银亦相应富集，与铂、钯、金、碲、铋等构成多种 极为罕见的矿物。矿石中银的平均品位较金高十多倍，银金矿中含金量较银高2 3倍，银金矿比重在8.18.2之间。铂、钯、金、银四个元素密切共生，在富铜矿石中形成局部富集，这些元素 与铜的依存关系较镍更为明显。与铂、钯不同的是锇、铱、钉、铑这四个元素富集程度差，在矿石中含量较 低，且分布不甚均匀，稍有富集，但彼此密切共生。相同之处是富矿石中的含量 高于贫矿，这些元素与镍的关系比铜更为密切。表1列举了部分贵金属矿物的比重，从这些数据可以看出，贵金属矿物的比 重都较高，

8、适合采用重选的方法予以回收利用。表1金川矿床中的部分铂族金属 矿物的比重矿物名称砷铂矿自然铂硫钉矿铜铂矿硫铂矿铱铂矿硫镍钯铂矿比重(g/cm3)10.710.846.9914.59.5217102 尼尔森选矿试验2 . 1 尼尔森工作原理尼尔森选矿机是一种高效的离心重选设备，在高倍的离心重力场内，比重大 和比重小的矿物的重力差别被极大的放大，这使得轻重矿物之间的分离比自然重 力场内更加容易；而特殊设计的物料床层结构，在具有专利技术的流态化水和干 涉沉降的相互作用下，能够持续地保持松散状态。在上述条件下，重矿物颗粒能够取代轻矿物颗粒在选别床中占据的位置而保留下来，轻矿物颗粒则作为尾矿排 出，从而

9、实现矿物颗粒按比重分选 。2 . 2 尼尔森重选试验影响尼尔森选矿效果的因素有流态化用水的压力和用量、排矿周期、和给矿浓度。设备用水量、水压，排矿周期，设备本身是可以调节的，给矿粒度和给矿 浓度是由尼尔森设备在工艺流程中的位置决定的。需要工艺设计满足最佳给矿浓度要求的，以达到贵金属最好的回收效果。选矿厂在现有“棒磨+球磨闭路磨矿+球磨闭路磨矿”的现有生产系统中，在 二段分级旋流器底流位置安装了尼尔森选矿机进行了工业试验。 试验确定了设备 冲洗水量、选别循环时间、重力加速度等主要设备影响参数， 并在最优设备参数 条件下，对尼尔森设备的给矿浓度进行了试验。尼尔森设备能处理在0-75%浓度范围内给矿

10、，但是在哪个浓度范围内既能满 足工艺系统要求，又能使设备台效最高，选别效果最优，需要通过试验确定。给 矿浓度过低，矿浆量会很大，设备的小时通过量是一定的，会导致设备台数过多, 处理量很低。所以选择用旋流器底流，浓度范围在 45-60%进行尼尔森给矿浓度 试验。在冲洗水量、循环时间和重力加速度一定的情况下，改变给矿浓度进行试 验，得到表2的试验数据。表2尼尔森给矿浓度条件试验结果2 给矿浓度产品名称品位g/t富集比AuPtAuPt45%原矿0.120.23553.9171145.65重选精矿66.47263.550%原矿0.120.23687.9171582.61重选精矿82.5536455%原

11、矿0.120.23788.4171826.09重选精矿94.6142060%原矿0.120.231018.752897.83重选精矿122.25666.5由试验数据可知，浓度越高，重选精矿的富集比越大，精矿金、铂的品位越 高。控制较高的给矿浓度，既能提高单台设备处理量，减少设备台数，也能得到 较好的重选指标。3 尼尔森在半自磨回路中的应用流程铂族金属矿物性脆，很容易解离，因其比重大，若在磨矿回路中没有有效回 收，在浮选回路很容易变成难浮粒子，而损失到尾矿中，导致回收率很低。铂族 金属矿物因其比重大的特性，在磨矿回路旋流器底流中存在循环往复的现象，所以在旋流器底流段对其进行回收是合适的。在“半自

12、磨+球磨”回路中加入尼尔森重选机有两个方案。方案一在半自磨 回路分级旋流器底流处安装尼尔森， 该方案配置简洁，分级旋流器底流直接给入 到尼尔森选矿机。尼尔森分选过程中加入了大量的设备用水， 尼尔森尾矿浓度会 大幅降低，为了满足球磨机磨矿浓度的要求， 在给入球磨机之前，须加入脱水旋 流器，脱水旋流器底流给入到球磨机，溢流和分级旋流器溢流合并后进入浮选系 统。为了满足后续浮选作业对浮选浓度的要求， 在生产中半自磨回路各加水点应 控制好加水量，满足总溢流产品约30%的浓度要求。由于尼尔森给矿粒度要控制在6mm以下，这就要求半自磨排矿振动筛筛孔控 制在6mm以下。这样就会有一部分6-10mm左右的“顽

13、石”产出，半自磨机处理 细粒物料效率较低，筛上顽石破碎后直接给入到球磨机磨矿，如图1所示。该方案适用于原矿中细粒物料占比较大， 顽石产出率小的矿石。受制于振动筛的规格 处理量，只适用于较小规模的半自磨回路。 该方案的优点是最大程度的减少了大 颗粒贵金属矿物的过磨，可在尼尔森选矿机中进行高效回收， 能有效提高贵金属 矿物的回收率。原矿方案二是对“半自磨+球磨”闭路磨矿分级回路的产品进行二次分级，二次 分级底流给入到尼尔森选矿机，溢流去浮选，如图 2所示。在生产中调节一次分 级和二次分级回路的补加水量和旋流器的设备参数，来控制尼尔森设备的给矿浓 度。该方案振动筛筛孔不受尼尔森给矿的粒度要求，适用于

14、大型选矿厂。在大型选矿厂，一台尼尔森设备不能满足处理量要求时， 可在尼尔森重选机前可加入搅 拌槽，对几台尼尔森设备进行分矿，同时可起到缓冲槽的作用，利于尼尔森设备 的平稳给矿。4 在大型镍铜矿半自磨回路中的应用金川公司新建的11000t/d大型半自磨镍铜选矿厂，采用方案2流程进行设计, 根据处理量选用了 3台KC-QS48型尼尔森选矿机，在尼尔森给矿管上设置气动调 节阀，控制尼尔森设备的给矿量。尼尔森选矿机投产至今，已连续生产处理了几十万吨原矿， 在原矿贵金属品 位Au 0.11g/t、Pt 0.19/t的情况下，得到了品位 Au 60.95g/t、Pt 218g/t,回收率 Au 29.92%, Pt 61.96