摘 要

镍是一种优良而重要的工业金属，用于合金钢等材料能很好地提高其韧性、耐腐蚀性等性能。硫化铜镍矿石是镍冶金工业的原料主要来源。己探明新疆哈密硫化铜镍矿是我国第二大铜镍矿基地，其资源储量大，但原矿含铜、镍品位较低，为有效利用该矿产资源，开展该铜镍矿的选矿工艺研究，探讨合适该矿石性质的选矿工艺，具有重要意义。

论文介绍了铜、镍的性质、用途和铜镍矿资源概况，进行了铜镍矿原料性质的工艺学研究，测定了磨矿细度曲线，探讨了不同磨矿粒度和药剂的选别效果，优化浮选药剂条件，找到主要浮选药剂的较好操作条件，测定了产物密度及沉降性能等理化参数，寻找了合适的选别工艺。

结果表明，原矿中镍、铜含量为0.329 %和0.206 %，主要目的矿物为镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿，脉石矿物为绿泥石、滑石、阳起石、钠长石、石英、伊利石。磨矿细度试验发现，磨矿时间为10 min时，磨矿细度为 -0.074 mm产率占79 %；二段一闭路单因素浮选试验，发现最优浮选条件为磨矿10 min，矿浆pH = 10，戊黄药120 g/t，CMC 375 g/t，六偏磷酸钠300 g /t，硫酸铜250 g/t；二段粗选、二段精选、三段扫选和一段精扫的开路浮选试验得到镍品位为4.116 %、镍回收率为58.70 %的精矿；二段粗选、三段精选、三段扫选、一段精扫的闭路浮选试验得到镍品位为3.588 %，镍回收率为75.92 %的精矿，浮选效果良好。

关键词：硫化铜镍矿；工艺学研究；浮选；药剂制度

Abstract

Nickel is an important and excellent industrial metal, for alloy steel and other materials can improve its toughness, corrosion resistance and other properties. Copper nickel sulfide ore is the main source of raw materials for the nickel metallurgical industry. Xinjiang has proven Hami copper nickel sulphide is China's second largest copper nickel base, its resource reserves, but the copper nickel ore, low grade, for the effective use of the mineral resources, to carry out the research on beneficiation technology of copper nickel ore, the ore mineral processing technology of suitable properties, is of great significance.

This paper introduces the properties and applications of copper, nickel, copper and nickel in the process of copper nickel ore resources, properties of raw materials was studied, the grinding fineness of the curves of different grinding particle size and chemical separation effect, optimization of flotation reagent condition, good operating conditions to find the main flotation reagent, determination of the product the density and sedimentation performance and other physicochemical parameters, find the suitable separation technology.

The results show that the content of nickel and copper in raw ore is 0.329% and 0.206%, the main purpose of mineral is pentlandite, chalcopyrite, pyrite, gangue minerals are chlorite, talc, actinolite, albite, quartz and illite. The grinding fineness test find that when grinding time is 10 minutes, the grinding fineness is -0.074mm 79%. The single factor flotation with two stages and one closed circuit find that the optimal conditions for flotation when grinding for 10 minutes, pulp pH = 10, amyl xanthate 120g/t, CMC 375g/t, sodium hexametaphosphate 300g/t, copper sulfate 250g/t. The two stages of roughing, two stage selection, three stage scavenging and one stage sweep get mixed concentrate with a nickel grade of 4.116% and nickel recovery of 58.70% was obtained. The two stages of roughing, three stage selection, three stage scavenging and one stage sweep get mixed concentrate with a nickel grade of 3.588% and nickel recovery of 75.92% ,which shows the flotation effect is excellent.

Key Words：copper-nickel sulfide ore；studies on processing technology；flotation；agent system

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 铜、镍的性质和用途 1

1.1.1 镍的性质和用途 1

1.1.2 铜的性质和用途 2

1.2 铜镍矿资源概述 3

1.3 现状与研究意义 5

第2章 原矿工艺学研究 7

2.1 岩矿鉴定 7

2.1.1 矿物组成及XRD分析 7

2.1.2 部分矿物产出形式及显微照片 8

2.1.3 主要目的矿物的嵌布粒度测定 9

2.2 矿样多元素与物相分析 10

2.2.1 矿样多元素分析 10

2.2.2 试样的物相分析 11

第3章 铜镍矿浮选试验 12

3.1 磨矿细度试验 12

3.1.1 原矿准备与分样 12

3.1.2 磨矿过程及结果 12

3.2 单因素探索试验 13

3.2.1 单因素浮选药剂 13

3.2.1 单因素探索条件 13

3.2.3 单因素浮选流程 14

3.2.4 单因素探索试验结果 15

3.3 开路浮选试验 17

3.3.1 开路浮选药剂与流程 17

3.3.2 开路浮选试验结果 18

3.4 闭路浮选试验 20

第4章 产物检测与分析 23

4.1 产物密度测定 23

4.2 产物多元素分析 24

4.3 产物沉降分析 24

第5章 结论 26

参考文献 27

致 谢 29

第1章 绪论

1.1 铜、镍的性质和用途

1.1.1 镍的性质和用途

镍，英文名称为Nickel，其元素符号为Ni, 在元素周期表中排28位，是VIII族金属元素，相对原子质量为58.69。密度8.9 g/cm³，熔点1455 ℃，沸点2730 ℃，耐高温。镍外观为近似银白色的金属，有很强的抗酸碱腐蚀能力，不溶于水，而易溶于稀硝酸及王水^[1]。镍质地非常坚硬，能高度磨光，不仅有很好抗腐蚀性也有很好的磁性和延展性。常温下，镍在潮湿空气中很容易被空气氧化，表面形成颜色乌黑的致密氧化膜，使镍看起来显得乌黑，而氧化膜能阻止内部金属继续氧化。

对镍的浸蚀非常慢的溶液有有机酸、硫酸、盐酸和一些碱性溶液。稀硝酸能使镍在其中发生缓慢的溶解，而在浓硝酸中，则能使镍表面发生钝化从而产生抗腐蚀能力^[2]。和铂、钯金属一样，镍在发生钝化时会大量吸氢，吸收量随粒度减小而增大。氯化镍和硫酸镍是镍的重要盐类化合物。镍坩埚可在实验室中用于熔融碱性物质，原因是常温下，镍在水和空气中都很稳定，能耐碱性腐蚀，与铁，钴类似^[3]。但与铁不同的是，镍可溶于稀酸中，而钴和镍与稀硝酸反应较慢，与浓硝酸发生剧烈反应。

镍属于亲铁元素，含镍最高的地层位于地核，其次在地壳中含量也非常丰富，。在自然界中，硅铝质岩石含镍低于铁镁质岩石，以硫砷镍的化合物或硅酸镍矿形式存在^[4]。镍有“工业维他命”之称，是极其重要的有色金属原料之一^[5]。