[发明专利]通过利用多种抑制剂的协同作用在含有磁黄铁矿的硫化镍矿石的浮选中改进选择性和回收率的方法

说明书

本申请要求2012年4月12日提交的标题为"A Method for Improving Selectivity and Recovery in the Flotation of Nickel Sulphide Ores that Contain Pyrrhotite by Exploiting the Synergy of Multiple Depressants"的美国专利申请No.61/623,459的优先权，且在此将其通过引用以其全文并入本文。

发明领域

本公开内容涉及使用抑制剂试剂的组合来选择性泡沫浮选硫化物矿物的方法。

发明背景

自从二十世纪早期以来，实践了硫化物矿物浮选。它的工业重要性被很好地认识，因为可更加经济地熔炼和精炼来自浮选的精矿，以提供粗金属。泡沫浮选是通过利用表面疏水性的差别从废脉石材料选择性分离有价值矿物的方法。一般地，浮选方法包括在浓浆料中研磨碾碎的矿石至单体分离粒度，接着在合适的稀释浆液内用不同试剂对它进行调节(conditioning)。这些试剂包括捕集剂、抑制剂、起泡剂、改性剂等。捕集剂通过物理/化学吸附使所需矿物的表面为疏水性的，这有助于附着气泡，所述气泡使得矿物颗粒漂浮到浆料表面并形成稳定的泡沫，收集所述稳定的泡沫以供进一步处理。抑制剂具有与捕集剂相反的作用，通过吸附亲水性组分或者通过除去用于捕集剂的吸附的活性位点，使不需要的矿物颗粒的表面变得亲水，从而使颗粒保留在尾矿部分内。起泡剂有助于在浆料内稳定合适尺寸的气泡，以便捕获并转移颗粒到浮选区。改性剂通常用于pH控制。所使用的泡沫浮选的各种方案通常相当复杂，以便使存在的有价值的矿物的等级和回收率最大化，并使具有很少商业价值的岩石和硫化物矿物的舍弃最大化。

在用于回收非铁富矿金属的硫化物矿石的加工中，所处理的普通价值的矿物包括分别对于金属Ni、Cu、Pb和Zn来说的镍黄铁矿和针镍矿，黄铜矿和辉铜矿和斑铜矿，方铅矿，和闪锌矿。然而，这些有价值的矿物天然地与铁硫化物，即不具有商业价值且被视为硫化物脉石的磁黄铁矿、黄铁矿、和白铁矿结合。在浮选中选择性舍弃铁硫化物可显著改进精矿的经济价值且还降低熔炼器中的SO₂排放，其中铁硫化物显著有助于这些气体排放。然而，磁黄铁矿的舍弃是具有挑战性的。它不仅涉及矿石内磁黄铁矿的丰度，而且还涉及磁黄铁矿的晶体结构(即单斜、六方或陨硫铁)。此外，磁黄铁矿紧密地与其它矿物，主要与镍黄铁矿结合。在浮选过程中将磁黄铁矿选择性抑制而不损害Cu和Ni的回收率对于在工业矿物加工工厂内产生商业价值来说是个关键。

美国专利No.5,074,993描述了浮选硫化物的方法，其中通过在用量>50g/mt的磨碎矿物混合物中使用水溶性多胺将磁黄铁矿抑制。水溶性多胺优选是二亚乙基三胺(DETA)，且还可选自包括下述的列表：包括三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、2-[(2-氨乙基)氨基]乙醇、三-(2-氨乙基)胺、N-甲基亚乙基二胺和1,2–二氨基2-甲基丙烷。

美国专利No.5,411,148描述了从铁硫化物分离单-或多金属性硫化物矿物的改进方法。该方法包括在用至少一种水溶性含硫的无机化合物浮选之前的调节段作为在采用如US5,074,993中所述的含氮有机螯合剂进一步调节之前的必要步骤。该水溶性含硫无机化合物优选是亚硫酸钠(Na₂SO₃)，且还可选自硫化物、连二硫酸盐、连四硫酸盐和二氧化硫，其用量从50变化到600g/mt所加工的干燥固体。含氮有机螯合剂优选是对于特定的浮选原料来说在充足剂量下使用的多亚乙基多胺，例如二亚乙基三胺(DETA)。由于以特定顺序添加的含硫化合物和含氮有机化合物的组合效果，将磁黄铁矿抑制。

采用选择性磁黄铁矿抑制，前述方法在增加Ni和Cu精矿等级和回收率方面非常有效。然而，对于流出物内排放的总(可溶和不可溶)Cu和Ni来说，使用DETA可使废水处理的操作复杂化。DETA是强化学螯合剂，它与重金属离子例如Cu和Ni形成稳定的络合物。通过升高pH高于11(这是在废水处理工厂中通常进行的)，不能使这些络合物沉淀出。相反，将多胺沉淀剂例如8702(可获自Nalco Company,Naperville,IL)添加到废水，以与DETA-金属络合物反应并形成沉淀。然而，沉淀是非常细的颗粒，它在澄清器内没有沉降，从而使得难以有效地从废水除去Cu和Ni。为了避免当使用DETA时废水内高含量的Cu和Ni，努力确定备选的硫化铁抑制剂，以减少或消除使用DETA。