Реферат: Производство никеля

При Ф_П < Ф_ПО на обжиг подается большее количество пыли, чем полу­чается в печи КС. В этом случае непосредственный выход закиси никеля, выгружаемой из печи, больше, чем загружается никелевого концентрата.

Схема с таким циклом соответствует норильской: там в печь КС возвра­щается вся пыль собственная, и к ней добавляется пыль из трубчатых и анодных печей.

Схема комбината "Североникель" характеризуется соотношением Ф_П > Ф_ПО . В этом случае из печи КС выдается меньше закиси никеля, чем загружено концентрата. Положительной стороной этой схемы является уменьшение грузопотока пыли в цикле печей КС. Кроме того. с умень­шением возврата пыли уменьшается пылевынос из печи, и получается более крупная закись никеля. Крупная закись никеля при достаточно высоких скоростях дутья в меньшей степени подвержена конгломерированию и залеганию, легко выгружается из печи КС даже при очень высоких температурах. В конечном итоге изъятие части пыли из кругооборота позволяет интенсифицировать обжиг усложняющих предварительных операций по окатыванию шихты.

ОБОГАЩЕНИЕ НИКЕЛЕВЫХ РУД

В характеристике никелевых руд была отмечена та особен­ность, что они обычно содержат минералы — пирротин, пентандит, халькопирит, а также платиновые металлы в основных по­родах, арсеииды и сульфиды никеля и кобальта в кислых маг­мах.

В коре выветривания никель находится в значительной части в виде силикатов — гарниерита и других минералов — и мето­дами механического обогащения не извлекается.

Если пирротин содержит изоморфно связанный с ним пентландит, а меди мало, то все сульфиды извлекаются коллективно и дальнейшее разделение производится металлургическим путем. Можно использовать для извлечения пирротина его магнитные свойства. Хвосты магнитной сепарации после дробления измель­чаются и флотируются.

Так как пирротин легко окисляется, то его необходимо быстро выводить из процесса. Это дает возможность сразу получить сульфидный концентрат и хвосты.

На фабрике фирмы Inеrnational Nikel Co. (Канада), где пе­рерабатываемая руда содержит 3,4% Сu и 1,7% Ni, проводят селективную флотацию с получением одного медного, а потом железо-никелевого концентратов. Медный концентрат три раза переочищают, что дает концентрат, содержащий 25% Сu и 1% Ni.

Исследована руда, являющаяся оруднением габбро-диабаза с нормальной и тонкой вкрапленностью сульфидов меди и никеля.

Основными рудными минералами являются пирротин, халькопи­рит, пентландит и магнетит. Руды содержат — 0,34% Ni и — 0,45% Сu. Основная масса породы представлена полевыми шпа­тами (20%), пироксенами (5—6%), оливином (2—3%) и вто­ричными минералами. Руда перерабатывалась но двухстадийной коллективно-селективной схеме. Черновой концентрат перед се­лекцией подвергался перечистке с подачей соды в количество 300 г/т концентрата.

Изучалась возможность депрессии вторичных минералов в кислой среде. Исследования показали, что время флотации, необ­ходимое для достижения извлечения—97%, в случае примене­ния депрессоров и трансформаторного масла в кислой среде, сокращается до 3—5 мин вместо 15 мин, при флотации в содовой среде. При расходе 367 г/т Na₂ SiF₆ и 184 г/т Na₂ CO₃ содержание Ni увеличивалось в 2 раза при высоком извлечении металла в концентрат.

Другая схема предусматривает коллективную флотацию халь­копирита и никеленосного пирротина со свободным пентландитом с последующей селективной флотацией коллективного концент­рата в содовой среде и с депрессией пентландита и пирротина.

В институте «Гинроникель» приведены опыты по восстановительному селективному обжигу никелевых руд в кипящем слое.

В никелевых рудах часто находятся легко флотируомые шламы магнезиальных силикатов, которые загрязняют концентрат. Для депрессии шламов пустой породы применяют органические депрессоры, например щелочной раствор крахмала, сульфонаты и сульфаты органических веществ, получающихся в целлюлоз­ной промышленности и др. Особенно эффективна карбоксилметилцеллюлоза.

Этиловый ксантогенат можно с успехом применять для извле­чения Ni и Со из различных растворов методом ионной флотации. Разработанный метод заключается в осаждении металлов и флотации их ксантогенатных осадков в обычных флотацион­ных аппаратах с небольшими добавками вспенивателя. Присут­ствующие в водах шламы не ухудшают процесс ионной флотации.

Прогресс регенерации этилового ксантогената из соответст­вующих солей никеля заключается в обработке ионного продук­та водным раствором, щелочи. Степень регенерации зависит от времени перемешивания, температуры процесса и расхода щело­чи и при оптимальном режиме составляет 70—80 %.

За последнее время для ряда сульфидных руд нашло приме­нение бактериальное выщелачивание, хотя выполнение процес­са оказалось довольно трудной операцией. Приготовление чистой суспензии бактерий с помощью центрифугирования требует много времени и малоэффективно. Поэтому предприняты по­пытки флотационного выделения бактерий из раствора.

ФЛОТАЦИЯ

Ионная флотация. В настоящее время известны три разно­видности флотации: собственно ионная флотация, ионное фрак­ционирование и флотоэкстракция. Пенное фракционирование представляет собой такую разновидность ионной флотации, при которой образуется устойчивая пена. Ее собирают но фракциям, содержащим преимущественно один из извлекаемых компонен­тов, достигая таким образом селекции различных компонентов раствора или пульпы.

Флотоэкстракцией предлагается называть такую разновид­ность флотации ионов молекул или коллоидно-дисперсных час­тиц, при которой извлекаемые компоненты выносятся из объема на поверхность с помощью воздушных пузырьков, а затем по­следние приходят через слой экстрагента (обычно органические вещества), в которых растворяются извлекаемые из водного рас­твора соединения.

Сущность ионной флотации в наиболее типичном случае со­стоит в том, что раствор (или суспензия), содержащий полезный компонент, в значительной мере в диссоциированном на ионы виде выводят реагентом (собирателем), также диссоциированным на ионы. Ионы собирателя должны быть противоположны по знаку ионам, содержащим полезный компонент. В результате их взаимодействия должно образоваться малодиссоциированное соединение, обладающее поверхностной активностью. При таких условиях пропускание воздуха представляет собой такую разновидность ионной флотации, при которой образуется устойчивая пена. Ее собирают но фракциям, содержащим преиму­щественно одни из извлекаемых компонентов, достигая таким образом селекции различных компонентов раствора или пульпы

Для практического ознакомления с флотацией приводим описание флотации на двух заграничных фабриках. Фирма Tompsonнаходится в Канаде. Она перерабатывает медно-никелевую сульфидную руду (отношение меди к никелю равно 1 : 15), ми­нералы халькопирит, пентландит и никельсодержащий пир­ротин (соотношение 1 : 2,2). Флотация проводится по следую­щей схеме:

Руду дробят в две стадии, а измельчение проводят сначала в стержневой мельнице, а затем в галечных мельницах в замк­нутом цикле с гидроциклоном. Халькопирит и пентландит пе­реходят в концентрат медно-никелевой флотации, а никельсодержащий пирротин флотируется в процессе никелевой фло­тации.

Реагентами для медно-никелевой флотации служат амиловый ксантогенат и спиртовой пенообразователь. Для депрессии пентландита при селекции модно-никелевого концентрата исполь­зуется известь. Медный концентрат переочищают 4 раза в при­сутствии реагента депрессора (органический коллоид, готовит­ся на основе декстрина). В никелевую флотацию для активации пирротина кроме дополнительного количества собирателя и пенообразователя подают медный купорос.

руду, добываемую подземным способом, подвергают дробле­нию в две стадии, а затем измельчают также в две стадии; первую стадию измельчения осуществляют в стержневой мельнице, работающей в открытом цикле, а вторую — в галечных мельни­цах в замкнутом цикле с гидроциклонами. В качестве дробящей среды в галечных мельницах служат куски размером 150 мм.

В концентрат медно-никелевой флотации переходят халькопирит и пентландит, а никельсодержащий пирротин флотнруется и про­цессе никелевой флотации.

Медно-никелевую флотацию осуществляют с помощью только двух реагентов — амилового ксантогената и спиртового пенообразователя. Известь используется для депрессии пентландита при селекции медно-никелевого концентрата. Медный концентрат переочищают 4 раза в присутствии реагента депрессора, являю­щегося органическим коллоидом, изготовленным на основе дек­стрина. Для активации пирротина при флотации никелевых руд кроме дополнительного количества собирателя и пенообра­зователя подают медный купорос. Всего для флотации на фаб­рике установлено 139 флотационных камер механического типа размером 1250 Х 1600 мм па трех уступах и предусмотрено место для установки еще 170 таких же камер. Реагенты, применяемые для флотации на фабрике Томпсона, и их расход приведены ниже:

Реагент Расход кг/м: