Сульфидные руды образованы пентландитом — изоморфной смесью NiS и FeS, а также твердыми растворами никеля и кобальта в пирротине.
Рис. 1. Барабанный магнитный сепаратор:
1 — постоянные магниты; 2 — корпус из нержавеющей стали
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.
| Руда | Сu | Ni | Со | S | 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.
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.
| 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 (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.
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.
Рис.2. Одна из схем магнитно-флотационного обогащения медно-никелевых руд
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.
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
