Teknologi pemurnian bijih tembaga-nikel

Namun, sebagian besar nikel diekstraksi dari bijih dalam bentuk mineral sulfida dan silikat, yang karakteristiknya diberikan dalam tabel.

 

Berdasarkan fitur teksturnya, bijih sulfida dibagi menjadi beberapa jenis berikut:

Bijih yang tersebar merupakan bijih nikel sulfida yang paling umum. Mineral sulfida dalam bijih ini tersebar di antara olivin terserpentinisasi dan piroksen. Rasio nikel, tembaga, dan kobalt adalah 55–50:28–23:1.

Bijih breksi merupakan jenis bijih industri yang kaya. Kandungannya dalam tubuh bijih bervariasi dari 2 hingga 25%. Bijih tersebut terdiri dari fragmen serpentinit, filit, dan tufit yang tertalik yang disemen oleh massa sulfida berbutir halus yang terdiri dari pirhotit, pentlandit, dan kalkopirit, yang kandungannya 60–75%. Rasio nikel, tembaga, dan kobalt adalah 56:22:1.

Bijih sulfida padat berkaitan erat dengan bijih breksi di bagian bawah tubuh bijih. Bijih ini terutama terdiri dari pirotit (60–80%), pentlandit, dan kalkopirit. Ukuran butiran pentlandit dapat mencapai 5–10 mm. Rasio nikel, tembaga, dan kobalt dalam bijih adalah 35–25:17–14:1.

Bijih yang tersebar di urat dan bijih yang berurat tidak terdistribusi secara luas. Bijih-bijih ini dibedakan oleh pertumbuhan timbal balik yang halus dari mineral-mineral sulfida utama – pirotit, kalkopirit, dan pentlandit. Rasio nikel, tembaga, dan kobalt biasanya 47:48:1.

Bijih nikel silikat dicirikan oleh kandungan nikel yang rendah (hingga 1%) dengan rasio nikel terhadap kobalt sebesar 20...30:1. Ekstraksi nikel dari bijih silikat dalam total produksi nikel tidak lebih dari 15...20%, dan bijih ini diproses tanpa pengayaan awal.

Bijih tembaga-nikel diperkaya menggunakan skema selektif langsung, selektif kolektif dan gabungan.

 Bijih padat tambang Komsomolsky diperkaya menggunakan skema flotasi selektif.

Bijih-bijih ini dicirikan oleh aktivitas flotasi mineral sulfida yang berbeda, yang dapat disusun dalam flotasi yang menurun dalam urutan berikut: kalkopirit (talnakhite, moyukite, cubanite), pentlandite dan pirhotite yang mengandung nikel, pirhotite. Flotasi selektif mineral tembaga dan nikel terjadi terutama karena laju oksidasi permukaan sulfida yang berbeda. Mineral sulfida nikel teroksidasi dengan baik dan cepat, sedangkan kalkopirit teroksidasi jauh lebih lambat.

Bijih sulfida padat dari tambang Komsomolsky setelah penghancuran sedang dan halus dikirim untuk penggilingan, yang dilakukan dalam dua tahap hingga ukuran 80% dari kelas -0,05 mm. Kandungan padatan dalam pembuangan dari hidrosiklon tahap penggilingan kedua mencapai 20%, oleh karena itu pembuangan dikentalkan menjadi 34% padatan, sementara sekitar 50% air dihilangkan. Produk yang mengental kemudian masuk ke tiga tangki kontak, di mana udara disuplai untuk mengoksidasi permukaan mineral sulfida. Setelah pencampuran selama 15 menit, mineral nikel ditekan dan aktivitas flotasi mineral tembaga sulfida agak meningkat. Flotasi utama pertama dilakukan dengan adanya etil ditiofosfat (7 g per 1% Cu), T-66 (12 g / t) dan MIBK (6-10 g / t). Setelah flotasi kontrol, di mana agregat mineral sulfida juga diekstraksi ke dalam produk buih dengan memasukkan etil ditiofosfat (1,5 g per 1% Cu) dan T-66 (2 g/t), tailing dipisahkan dan dikirim ke flotasi pentlandit pertama, di mana butiran besarnya diekstraksi dengan xanthate (25 g/t). Tailing dari flotasi pentlandit pertama juga digiling hingga ukuran 92% kelas -0,044 mm dengan klasifikasi awal dan verifikasi untuk mencegah pengendapannya. Tailing dari flotasi pentlandit kedua adalah konsentrat pirotit jadi yang mengandung 2% Ni dan 0,4% Cu.

Konsentrat nikel yang sudah jadi merupakan produk buih dari flotasi pentlandit dan tailing dari flotasi tembaga kasar, yang umpannya adalah konsentrat I dari flotasi pentlandit. Konsentrat nikel yang dihasilkan mengandung 7,0–7,2% Ni dan 2,3% Cu.

Konsentrat tembaga diekstraksi dari konsentrat flotasi kontrol setelah digiling ulang hingga 92% dari kelas -0,044 mm bersama dengan konsentrat flotasi tembaga kasar. Setelah operasi utama kedua dan dua operasi pembersihan, konsentrat tembaga yang dihasilkan mengandung 26–28% Cu dan 1,7–1,9% Ni. Total konsentrat nikel mengandung 8,0–8,5% Ni dan 4,4–4,7% Cu. Untuk menekan pentlandit, kapur dimasukkan ke dalam flotasi tembaga kasar, yang total konsumsinya menurut skema adalah 0,5 g/t.

 

 

Skema flotasi bijih tembaga-nikel sulfida kontinyu

 

Bijih tembaga-nikel yang disebarluaskan diperkaya menggunakan skema flotasi kolektif untuk memperoleh konsentrat tembaga-nikel kolektif, yang, tergantung pada rasio tembaga-nikel, dipisahkan secara selektif menjadi konsentrat tembaga dan nikel atau dilebur untuk memperoleh matte konverter. Jika rasio tembaga-nikel lebih besar dari dua, konsentrat kolektif dipisahkan secara selektif, tetapi jika rasio ini kurang dari dua, konsentrat dilebur untuk memperoleh matte konverter, yang kemudian dipisahkan menggunakan metode IN Maslyanitsky.

Menurut skema flotasi kolektif, bijih dihancurkan pada tahap I hingga 40–50% dari kelas -0,074 mm, setelah itu bijih dikirim ke flotasi antar siklus, yang dilakukan dalam media alkali pada pH 9–10. Kolektor (butil, amil xanthates, butil ditiofosfat atau kombinasinya) paling baik diumpankan ke pabrik, di mana mereka dapat berinteraksi dengan permukaan pirotit yang baru saja terekspos, yang mampu mengalami oksidasi cepat.

Flotasi kasar berikutnya dilakukan dengan penggilingan tambahan tailing flotasi antar-siklus hingga ukuran 60–80% dari kelas –0,074 mm. Flotasi antar-siklus dan kasar biasanya dilakukan dalam siklus terbuka, dan middling diproses dalam siklus terpisah dengan penggilingan tambahan hingga 90–100% dari kelas –0,074 mm. Konsentrat yang diperoleh dalam siklus ini digabungkan dengan konsentrat dari flotasi kasar. Terkadang, untuk meningkatkan indikator teknologi pengayaan, flotasi pasir dan lumpur terpisah digunakan dengan pasokan kolektor tambahan – minyak polar (minyak tanah, oli mesin, dll.). Skema flotasi kolektif digunakan di pabrik pengayaan Zhdanovskaya, tempat bijih tembaga-nikel yang tersebar buruk dari endapan Zhdanovsky diproses.

Pabrik pengayaan Zhdanovskaya mulai beroperasi pada tahun 1965. Diagram alir proses untuk pengayaan bijih tembaga-nikel di pabrik ini ditunjukkan pada Gambar 49. Bijih dengan ukuran 1.200 mm dihancurkan dalam tiga tahap hingga berukuran 25 mm. Tahap pertama penghancuran dilakukan dalam penghancur kerucut KKD-1500/180, tempat bijih dimasukkan oleh gerbong pengangkut berkapasitas 100 ton. Bijih yang dihancurkan kasar dikirim ke bangunan penghancur sedang dan halus, tempat tiga penghancur KSD-2200B dan enam penghancur KMD-2200 dan KMD-2200 dipasang secara bertingkat. Penyaringan awal sebelum penghancuran halus dilakukan pada enam saringan inersia 173-Gr.

Setelah tahap I penggilingan di ball mill МШР-3600Х5000 yang beroperasi dalam siklus tertutup dengan pengklasifikasi spiral (satu pengklasifikasi spiral ganda dengan diameter 3.000 mm untuk dua pabrik), hingga ukuran 45–50% dari kelas -0,074 mm, pulp dengan kandungan padatan 41–43% dikirim ke flotasi antarsiklus. Untuk menciptakan lingkungan alkali, soda abu (710 g/t) diumpankan ke pabrik, dan butil xanthate (60–75 g/t) juga dimasukkan di sini sebagai pengumpul. Untuk mengaktifkan nikel sulfida, tembaga sulfat (hingga 9 g/t) dan butil ditiofosfat (7–20 g/t) diumpankan ke flotasi antarsiklus.

 

 

Skema teknologi pengayaan kolektif bijih tembaga-nikel

 

Limbah dari flotasi antarsiklus digiling ulang di ball mill МШЦ-3600Х5500, yang beroperasi dalam siklus tertutup dengan hidrosiklon ГЦ-50. Butil xanthate (40–50 g/t) diumpankan ke pabrik tahap II. Limpasan hidrosiklon dengan ukuran 80–85% dari kelas –0,074 mm dikirim ke flotasi massal utama dengan umpan tembaga sulfat (0–9 g/t) dan butil ditiofosfat (5–15 g/t). Konsentrat dari flotasi antarsiklus dan massal utama digabungkan dan dibersihkan kembali dengan penekanan mineral pengotor oleh CMC, yang diumpankan ke setiap flotasi pembersihan dengan total konsumsi 400–560 g/t. Konsentrat tembaga-nikel kolektif yang dihasilkan mengandung 5,8–6% Ni, 2,3–2,75% Cu dan hingga 0,2% Co dengan ekstraksi tembaga dan nikel sekitar 75% dan kobalt 65%.

Limbah tailing dari flotasi massal utama mengalami flotasi kontrol, di mana tembaga sulfat (0-5 g/t), butil xanthate (8-10 g/t) dan butil ditiofosfat (0-5 g/t) dimasukkan. Magnetit diekstraksi dari limbah tailing dari flotasi kontrol melalui pemisahan magnetik dalam pemisah magnetik drum pada kekuatan medan magnet 80-96 kA/m. Produk berukuran sedang (limbah tailing dari pembersihan dan konsentrat dari flotasi kontrol) dihancurkan kembali hingga ukuran 90% dari kelas -0,044 mm dan diapungkan dalam siklus terpisah. Setelah membersihkan konsentrat dari flotasi berukuran sedang, yang dilakukan dengan adanya CMC (150 g/t), produk buih ditambahkan ke konsentrat tembaga-nikel.

Konsentrat tembaga-nikel yang sudah jadi, setelah mengental, diumpankan ke tempat pemanggangan untuk pembuatan peletan dan penguatan termal pelet, yang kemudian dikirim ke produksi metalurgi.