Переработка медно никелевых руд

Минералы никеля — преимущественно силикаты и сульфиды — образуют окисленные никелевые или сульфидные медно-никелевые руды.

Сульфидные руды

Сульфидные руды образованы пентландитом — изоморфной смесью NiS и FeS, а также твердыми растворами никеля и кобальта в пирротине.

Из множества природных сульфидов, окислов и арсенидов кобальта некоторое значение для его производства имеют: кобальтин CoAsS, линиеит CoS•Co2S3, смальтин CоAS2 и эритрин Co3(AsО4)2•8H2О. В числе окисленных минералов надо отметить асболан —m(Co, Ni)О•MnО2nH2O

Сульфидные руды залегают среди основных и ультраосновных пород в виде твердых каменистых массивов. Никелю здесь сопутствуют медь, главным образом в виде халькопирита, кобальт и металлы платиновой группы — платина, палладий, осмий, иридий, родий и рутений, в состоянии самородных частиц сплавов различной крупности, часто дисперсных. Содержание никеля колеблется в пределах 0,3—5,5%, меди 0,6—10%, кобальта до 0,2% (табл. 15). Рудная масса состоит из пирротина, магнетита и силикатов железа, алюминия, магния, последнего часто много. Подобно медным, руды подразделяются на сплошные— колчеданные и вкрапленники.

Таблица . Состав сульфидных медно-никелевых руд, %

Руда Сu Ni Со Fe SiO2 Al2O3 MgO CaO
1

2

3

5,6

2,50

0,8

1,8

1,1

0,5

0,16

0,04

0,01

28

20

8

 

45

30

20

10

22

41

7

6

1,5

19

1,2

1

2

Медно-никелевые руды обогащают магнитной сепарацией, а также коллективной и селективной флотацией, получая медно-никелевый концентрат либо два концентрата — медный и никеле-во-медный. Медные концентраты мало загрязнены никелем, а в никелевых — часто много меди. Отделение никеля от меди при металлургической переработке так или иначе неизбежно, поэтому часто довольствуются получением коллективных концентратов, не прибегая к более сложному селективному обогащению.

Барабанный магнитный сепаратор

Рис. 1. Барабанный магнитный сепаратор:
1 — постоянные магниты; 2 — корпус из нержавеющей стали

Никельсодержащий пирротин магнитен, его иногда выделяют перед флотацией магнитным способом.

Сравнение магнитной восприимчивости* некоторых металлов и минералов (табл. 2) показывает возможность отделения пирротина и магнетита в магнитном поле с помощью магнитных сепараторов.

Таблица 2. Удельная магнитная восприимчивость минералов и металлов, см3

Сильномагнитные ϰ>3•10-3 Слабомагнитные 1,5•10-5<ϰ<6 • 10~4 Немагнитные ϰ<1,5•10-4
Магнетит (Fe3O4)

Железо и его сплавы

Пирротин (Fe7S8)

Ильменит FeTiO3

Минералы марганца

Вольфрамит

(Fe,Mn)WO4

Гематит (Fe2O3)

Гидроокиси железа

(Fe2O3•nH2O)

Прочие минералы и цветные металлы

Диа- и парамагнетизм характеризуется удельной магнитной восприимчивостью ϰ, см3/г:

ϰ = ϰП + ϰД

где ϰД—отрицательный диамагнетизм; ϰП—положительный парамагнетизм.

Диамагнетизм — общее свойство вещества, а парамагнетизм специфичен, особенно резко он выражен у ферромагнетиков, к числу которых относятся металлы триады железа.

Схема магнитно-флотационного обогащения медно-никелевых руд

Рис.2. Одна из схем магнитно-флотационного обогащения медно-никелевых руд

Барабанные сепараторы применяют для сухого магнитного обогащения путем выделения сильномагнитных минералов при крупности руды от 10 до 100 мм (принятое обозначение + 10— 100 мм). Сепаратор (рис. 1) имеет вращающийся барабан из латуни, нержавеющей стали или иного немагнитного материала. Помещенная внутри его магнитная система состоит из трех секций, в каждой из которых шесть чередующихся пальцеобразных полюсов, они не только вызывают отдельный сброс магнитного материала, но и перемешивают его при движении по поверхности барабана.

Приведенная на рис. 2 схема магнитно-флотационного обогащения медно-никелевых руд включает сухую  двустадийную сепарацию, проводимую отдельно на разных сепараторах для руды крупностью 25—75 и 6—25 мм. Немагнитный материал и фракцию руды—6 мм доизмельчают и флотируют.

Селективная флотация с выдачей двух концентратов выгодна присравнительно высоком содержании меди. На некоторых фабриках сначала флотируют халькопирит, оставляя в пульпе минералы никеля. На других первично получают коллективный концентрат, который разделяют повторной флотацией, поднимая в пену халькопирит. Флотационные свойства пирротина и пентландита подавляют щелочностью пульпы, добавляя в нее соду. Коллективную флотацию проводят в менее щелочной среде для активирования пирротина применяют сернистый натрий и медный купорос. Собирателем служит ксантогенат, пенообразователем— сосновое масло.

Сульфидные медно-никелевые концентраты

Извлечение в концентраты меди достигает 95%, никеля 90% и кобальта 80%- Кобальт, платина и ее спутники преимущественно сопутствуют никелю.

Обогащение магнитной сепарацией и флотацией позволяет получить в концентратах 4—6, редко 12% никеля. Лучшие результаты возможны в случае предварительного выделения пирротина; однако содержащий его концентрат требует особой пока не совсем освоенной переработки автоклавным выщелачиванием.

Сульфидные медно-никелевые концентраты и богатые руды перерабатывают по схеме рис. 3.

Статья на тему Переработка медно никелевых руд