高鎳鋶磨浮分離法(grinding and floatation separation method of high nickel matte)是指用選礦方法從高鎳鋶熔體鑄錠緩冷生成的晶粒中分離硫化銅、硫化鎳和鎳銅合金的過程，為高鎳鐵處理方法之一。方法的實質是利用高鎳鋶熔體在鑄錠緩慢冷卻時各組分相互溶解度的差異，分別生成具有不同化學成分的硫化鎳(Ni3S2)和硫化銅(Cu2S)晶粒，以及存在於這些晶粒間的Cu-Ni合金相，用磁選方法選出磁性銅鎳合金，再用浮選方法分離出硫化鎳精礦和硫化銅精礦。這是20世紀50年代蘇聯和加拿大開始採用的方法。由高鎳鋶鑄錠緩冷和磁、浮選分離兩主要過程組成。
基本介紹
- 中文名：高鎳鋶磨浮分離法
- 外文名：grinding and floatation separation method of high nickel matte
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：能源
- 屬性：高鎳鐵處理方法
簡介,原理,磁浮選分離,
簡介
高鎳鋶磨浮分離法(grinding and floatation separation method of high nickel matte)是指用選礦方法從高鎳鋶熔體鑄錠緩冷生成的晶粒中分離硫化銅、硫化鎳和鎳銅合金的過程，為高鎳鐵處理方法之一。方法的實質是利用高鎳鋶熔體在鑄錠緩慢冷卻時各組分相互溶解度的差異，分別生成具有不同化學成分的硫化鎳(Ni3S2)和硫化銅(Cu2S)晶粒，以及存在於這些晶粒間的Cu-Ni合金相，用磁選方法選出磁性銅鎳合金，再用浮選方法分離出硫化鎳精礦和硫化銅精礦。這是20世紀50年代蘇聯和加拿大開始採用的方法。由高鎳鋶鑄錠緩冷和磁、浮選分離兩主要過程組成。
原理
在Cu-Cu2S-Ni3S2-Ni四元系中，Cu-Ni二元系的熔體和固體都能形成溶液，即Cu-Ni可組成固溶體，而Ni-Ni3S2和Cu-Cu2S沒有固溶體或只有較小的固溶區，在Cu2S-Ni2S二元系中存在三元共晶系，其最低共晶溫度為848K。如含硫不足以使全部金屬形成硫化物的高鎳鋶(Ni50%, Cu30%、S20%)，則從轉爐溫度(1623K)緩冷時，首先析出Cu2S隨溫度下降，硫化銅晶粒逐漸長大。在993K時，Cu2S在Ni3S2中的溶解度降到6%-7%以下後，Ni3S2也開始以晶粒形式析出。熔體最後完全凝固時還在Cu2S和Ni3S2晶粒間生成Cu-Ni合金。這樣冷卻後的高鎳鋶便形成了可分離的硫化銅、硫化鎳和銅鎳合金三種成分。
鑄錠緩冷生產上是將含銅20%，鎳55%-65%的高鎳鋶注入由耐火粘土製成的長方形模子中冷卻。為了起錠方便，模子四周做成傾斜形，使鑄錠上大下小。鑄錠有的重達25t，以保證緩冷所需時間和速度。當模子注滿高鎳鋶熔體後，立即將隔熱鋼蓋板蓋上，讓其緩冷3d，待錠溫降至753K，揭去蓋板。再冷卻1d，至473K溫度時，從模中取出錠塊送破碎、磁選和浮選處理。控制熔體冷卻速度是促進相分離和晶粒長大的決定性因素。其中熔體從1623K溫度降到848K溫度的速度是確保Cu2S晶粒長大的關鍵。緩冷有助於晶粒長大。對下步選礦有利，848K溫度以後的緩冷速度對Ni3S2生成和晶粒長大具有重要意義，銅鎳合金也是在Ni3S2生成長大過程中形成的。此外。高鎳鋶的銅含量直接影響銅精礦的產率，銅含量越多，銅精礦中的Cu2S含量也越高。高鎳鋶中銅含量低於5.6%時，所得產物無浮選價值。緩冷過程中高鎳鋶內的鉑族金屬主要富集在銅鎳合金中。
磁浮選分離
冷卻後的鑄錠先經兩段破碎，再經一段細磨至0.04-0.05mm，然後磁選，將磁性物銅鎳合金和非磁性硫化物分離。硫化物再在強鹼介質中浮選分離，硫化銅精礦和硫化鎳精礦分別以泡沫形式和尾礦形式產出。硫化銅精礦的產出率為25%-30%，硫化鎳精礦為55%-60%，銅鎳合金為12%-15%。精礦中的銅、鎳回收率達85%，合金中的銅和鎳占15%，銅精礦主要成分為：Cu 68-72，Ni3-5，S20，Fe 1-2；鎳精礦主要成為：Ni 68-70， Cu-42；銅鎳合金含Cu55%-65%、Ni15%-18%。
