Tecnología de beneficio de minerales de cobre y níquel

Sin embargo, la mayor parte del níquel se extrae de los minerales en forma de minerales sulfurados y silicatos, cuyas características se indican en la tabla.

 

Dependiendo de las características texturales, los minerales de sulfuro se dividen en los siguientes tipos:

Los minerales diseminados son los más comunes entre los minerales de sulfuro de níquel. Los minerales de sulfuro en estos minerales se distribuyen entre olivino serpentinizado y piroxeno. La proporción de níquel, cobre y cobalto es de 55-50:28-23:1.

Los minerales brechados son un tipo de minerales industriales ricos. Su contenido en cuerpos minerales varía de 2 a 25%. Los minerales consisten en fragmentos de serpentinitas talcificadas, filitas y tobas cementadas por una masa de sulfuro de grano fino que consiste en pirrotita, pentlandita y calcopirita, cuyo contenido es de 60 a 75%. La proporción de níquel, cobre y cobalto es de 56:22:1.

Los minerales de sulfuro sólido están estrechamente asociados con los minerales brechados en las partes inferiores de los yacimientos minerales. Están compuestos principalmente de pirrotita (60–80%), pentlandita y calcopirita. El tamaño de grano de la pentlandita puede alcanzar los 5–10 mm. La proporción de níquel, cobre y cobalto en los minerales es de 35–25:17–14:1.

Los minerales diseminados en vetas y en vetas no están ampliamente distribuidos. Se distinguen por la fina interrelación de los principales minerales de sulfuro: pirrotita, calcopirita y pentlandita. La proporción de níquel, cobre y cobalto suele ser de 47:48:1.

Los minerales de silicato de níquel se caracterizan por un bajo contenido de níquel (hasta un 1 %) con una relación níquel-cobalto de 20...30:1. La extracción de níquel de los minerales de silicato en la producción total de níquel no supera el 15...20 %, y estos minerales se procesan sin enriquecimiento previo.

Los minerales de cobre y níquel se enriquecen mediante esquemas selectivos directos, selectivos colectivos y combinados.

 Los minerales sólidos de la mina Komsomolsky se enriquecen mediante el sistema de flotación selectiva.

Estos minerales se caracterizan por una diferente actividad de flotación de los minerales de sulfuro, que se pueden organizar en orden decreciente de flotación en la siguiente secuencia: calcopirita (talnakita, moyukita, cubanita), pentlandita y pirrotita con contenido de níquel, pirrotita. La flotación selectiva de minerales de cobre y níquel se produce principalmente debido a diferentes velocidades de oxidación de la superficie del sulfuro. Los minerales de sulfuro de níquel se oxidan bien y rápidamente, mientras que la calcopirita se oxida mucho más lentamente.

Los minerales de sulfuro sólidos de la mina Komsomolsky, después de la trituración media y fina, se envían a molienda, que se lleva a cabo en dos etapas hasta un tamaño del 80% de la clase -0,05 mm. El contenido de sólidos en la descarga de los hidrociclones de la segunda etapa de molienda alcanza el 20%, por lo que la descarga se espesa hasta el 34% de sólidos, mientras que se elimina aproximadamente el 50% del agua. El producto espesado pasa luego a tres tanques de contacto, donde se suministra aire para oxidar la superficie de los minerales de sulfuro. Después de mezclar durante 15 minutos, los minerales de níquel se suprimen y la actividad de flotación de los minerales de sulfuro de cobre aumenta algo. La primera flotación principal se lleva a cabo en presencia de ditiofosfato de etilo (7 g por 1% Cu), T-66 (12 g / t) y MIBK (6-10 g / t). Después de la flotación de control, donde los agregados minerales de sulfuro se extraen adicionalmente en el producto de espuma mediante la alimentación de ditiofosfato de etilo (1,5 g por 1% Cu) y T-66 (2 g/t), los relaves se separan y se envían a la primera flotación de pentlandita, donde sus granos grandes se extraen con xantato (25 g/t). Los relaves de la primera flotación de pentlandita se muelen adicionalmente a un tamaño de 92% clase -0,044 mm con clasificación preliminar y de verificación para evitar su formación de lamas. Los relaves de la segunda flotación de pentlandita son un concentrado de pirrotita terminado que contiene 2% de Ni y 0,4% de Cu.

El concentrado de níquel terminado es un producto espumoso de la flotación de pentlandita y de los relaves de la flotación de cobre bruto, cuya alimentación es el concentrado I de la flotación de pentlandita. El concentrado de níquel resultante contiene entre un 7,0 y un 7,2 % de Ni y un 2,3 % de Cu.

El concentrado de cobre se extrae del concentrado de flotación de control después de moler nuevamente hasta el 92% de la clase -0,044 mm junto con el concentrado de flotación de cobre bruto. Después de la segunda operación principal y dos operaciones de limpieza, el concentrado de cobre resultante contiene entre un 26 y un 28% de Cu y entre un 1,7 y un 1,9% de Ni. El concentrado de níquel total contiene entre un 8,0 y un 8,5% de Ni y entre un 4,4 y un 4,7% de Cu. Para suprimir la pentlandita, se introduce cal en la flotación de cobre bruto, cuyo consumo total según el esquema es de 0,5 g/t.

 

 

Esquema de flotación de minerales de cobre y níquel sulfurados en continuo

 

Los minerales de cobre y níquel diseminados se enriquecen mediante el método de flotación colectiva para obtener un concentrado colectivo de cobre y níquel que, según la relación cobre-níquel, se separa selectivamente en concentrados de cobre y níquel o se funde para obtener mata de conversión. Si la relación cobre-níquel es mayor que dos, el concentrado colectivo se separa selectivamente, pero si esta relación es menor que dos, el concentrado se funde para obtener mata de conversión, que luego se separa mediante el método IN Maslyanitsky.

Según el esquema de flotación colectiva, el mineral se tritura en la etapa I hasta el 40-50% de la clase -0,074 mm, después de lo cual el mineral se envía a la flotación interciclo, que se lleva a cabo en un medio alcalino a un pH de 9-10. Los colectores (butil, amyl xantates, butil ditiofosfato o sus combinaciones) se alimentan mejor a los molinos, donde pueden interactuar con la superficie recién expuesta de la pirrotita, que es capaz de oxidarse rápidamente.

La flotación gruesa posterior se lleva a cabo con molienda adicional de relaves de flotación entre ciclos hasta un tamaño de 60–80% de la clase de -0,074 mm. La flotación entre ciclos y la flotación gruesa se llevan a cabo generalmente en un ciclo abierto, y los intermedios se procesan en un ciclo separado con molienda adicional hasta el 90–100% de la clase de -0,074 mm. Los concentrados obtenidos en este ciclo se combinan con los concentrados de la flotación gruesa. A veces, para mejorar los indicadores tecnológicos de enriquecimiento, se utiliza la flotación separada de arenas y lodos con el suministro de un colector adicional: aceite apolar (queroseno, aceite de máquina, etc.). El esquema de flotación colectiva se utiliza en la planta de enriquecimiento de Zhdanovskaya, donde se procesan minerales de cobre y níquel diseminados pobres del yacimiento de Zhdanovsky.

La planta de enriquecimiento de Zhdanovskaya se puso en funcionamiento en 1965. El diagrama de flujo del proceso de enriquecimiento de minerales de cobre y níquel en esta planta se muestra en la figura 49. El mineral con un tamaño de 1.200 mm se tritura en tres etapas hasta 25 mm. La primera etapa de trituración se lleva a cabo en una trituradora de cono KKD-1500/180, donde el mineral se alimenta mediante vagones volcadores de 100 toneladas. El mineral triturado grueso se envía al edificio de trituración media y fina, donde se instalan en cascada tres trituradoras KSD-2200B y seis trituradoras KMD-2200 y KMD-2200. El cribado preliminar antes de la trituración fina se lleva a cabo en seis cribas inerciales de 173 Gr.

Después de la primera etapa de molienda en molinos de bolas МШР-3600Х5000 que funcionan en un ciclo cerrado con un clasificador espiral (un clasificador de doble espiral con un diámetro de 3000 mm para dos molinos), hasta un tamaño del 45-50% de la clase -0,074 mm, la pulpa con un contenido de sólidos del 41-43% se envía a la flotación interciclo. Para crear un ambiente alcalino, se alimenta a los molinos carbonato de sodio (710 g/t), y también se introduce aquí xantato de butilo (60-75 g/t) como colector. Para activar los sulfuros de níquel, se alimentan a la flotación interciclo sulfato de cobre (hasta 9 g/t) y ditiofosfato de butilo (7-20 g/t).

 

 

Esquema tecnológico de enriquecimiento colectivo de minerales de cobre y níquel

 

Los relaves de la flotación entre ciclos se muelen nuevamente en molinos de bolas МШЦ-3600Х5500, que funcionan en un ciclo cerrado con hidrociclones ГЦ-50. El xantato de butilo (40–50 g/t) se alimenta a los molinos de la etapa II. El rebose del hidrociclón con un tamaño del 80–85% de la clase -0,074 mm se envía a la flotación principal a granel con la alimentación de sulfato de cobre (0–9 g/t) y ditiofosfato de butilo (5–15 g/t). Los concentrados de la flotación entre ciclos y la flotación principal a granel se combinan y se vuelven a limpiar con la supresión de minerales de ganga por CMC, que se alimenta a cada flotación de limpieza con un consumo total de 400–560 g/t. El concentrado colectivo de cobre y níquel resultante contiene entre un 5,8 y un 6 % de Ni, entre un 2,3 y un 2,75 % de Cu y hasta un 0,2 % de Co, con una extracción de cobre y níquel de aproximadamente el 75 % y de cobalto del 65 %.

Los relaves de la flotación principal a granel se someten a una flotación de control, en la que se introducen sulfato de cobre (0-5 g/t), xantato de butilo (8-10 g/t) y ditiofosfato de butilo (0-5 g/t). La magnetita se extrae de los relaves de la flotación de control mediante separación magnética en un separador magnético de tambor con una intensidad de campo magnético de 80-96 kA/m. Los productos de tamaño medio (relaves de la limpieza y concentrado de la flotación de control) se vuelven a triturar hasta un tamaño del 90% de la clase de -0,044 mm y se flotan en un ciclo separado. Después de la limpieza del concentrado de la flotación de tamaño medio, que se lleva a cabo en presencia de CMC (150 g/t), el producto espumoso se añade al concentrado de cobre y níquel.

El concentrado de cobre y níquel terminado, después del espesamiento, se alimenta al taller de tostación para la peletización y el fortalecimiento térmico de los pellets, que luego se envían a la producción metalúrgica.