金川鎳礦可持續發展選礦問題淺淡
黃開國 中南大學礦物資源系 金川的鎳金屬儲量巨大,為全國鎳金屬總儲量的82%,居世界第二,僅次于加拿大。金川除鎳(Ni)金屬外,還富含銅(Cu)、鈷(Co)、金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、釘(Ru)和銠(Rh)等,都有開發利用的工業價值。依靠得天獨厚的資源優勢,依靠科技進步,按國家發展規劃,金川從昔日戈壁灘邊的一片荒原,發展成為一座新興的工業城市,祖國“騰飛的鎳都”,年產電解鎳4萬t,是我國三大資源綜合利用基地之一。 然而,金川的豐富資源還遠沒有得到充分開發利用,從可持續發展看,尚存在許多有待解決的問題,下面僅就選礦技術問題淺談幾點。 一、貧鎳礦資源的開發利用問題 按金川礦體圈定的工業品級,含Ni 0.3~0.99%的為貧礦,含Ni≥1%為富礦,至今是“采富留貧”。但有100多萬t鎳金屬藏于貧礦一之中,覆蓋于富礦體頂部,為發展生產,降低采礦成本,開發利用貧礦勢在必行。而貧礦性質不同于富礦,貧礦原礦Ni (0.65%)、Cu(0.35%)品位不到富礦(Ni 1.6%、Cu 0.83%)的一半,貧礦Mg0含量(28%)卻比富礦(22%)高。欲獲得同樣質量標準的鎳精礦,套用富礦選礦技術處理貧礦得不到好結果,必須研究貧鎳礦處理新技術。“九五”貧礦選礦科研攻關,我們試驗獲得的精礦指標是Ni品位6.70%(要求≥6.5%),Cu 3.59%(無要求),含 MgO 5.24%(要求6.0~8.0%),回收率Ni 75.42%(要求75.0%),Cu 77.51%(要求)65.0),其特點是:鎳精礦中Mg0含量顯著降低,Cu回收率高,工藝流程、藥方都很簡單,藥耗低。如果能解決金川的貧礦選礦問題,則可利用的鎳資源將擴大四分之一。 二、提高鎳精礦質量、降低其Mg0含量以及蛇紋石的綜合利用問題現在要求選礦產品鎳精礦含Ni>6 .0%,Mg0<6.5%,往往有達不到質量要求(Ni<6.0,MgO>7.0%)的,仍進入電爐熔煉生產高冰鎳,但電爐能耗高、生產成木高、技術落后。已投產多年堪稱亞洲第一的金川閃速爐熔煉生產高冰鎳的新技術,設備先進、生產能力大、能耗低、生產成本低,將完全取代電爐熔煉。但閃速爐對投入的鎳精礦質量有嚴格的要.求(Ni>6.5、Mg0<6.5%)。倘若Mg0高,不但熔煉的Ni回收率低,成本上升,更會造成爐渣粘度大,導致爐內結瘤,腐蝕爐體,產生漏爐。這是Mg0進入鎳精礦對冶煉有害的一面。 另一方面,分選出來的蛇紋石(3Mg0·2SiO2·2H20)如果能開發利用,可用于生產鈣鎂磷肥(同時回收其中的Ni),生產鎂化合物(包括輕質MgO、MgCO3、飼料MgS04·nH2O),生產高級活性SiO2、水玻璃、玻璃原料,綜合回收其中的Ni、Co等。金川的原礦中Mg0含量是Ni的20多倍,蛇紋石占采出原礦量的65%以上,是可以綜合利用的巨大資源。 至于提高鎳精礦質量降低其Mg0含量,從我們的上述貧礦試驗結果看,要降低鎳精礦中Mg0含量至小于6%是可能的。同時提高鎳精礦品位的試驗研究,我們也曾在“七五”攻關試驗中獲得好的效果,當原礦含Ni為1.71%時,原礦僅通過一次細磨、一次粗選、一次精選,配合獨特的工藝和藥方就可獲得Ni品位10.20%、回收率83.1%的鎳精礦。 三、提高銅回收率的問題 金川現生產的原礦含Cu 0.8%左右,但銅鎳精礦中銅品位是3.0%,回收率僅75%左右,比國內銅選礦指標低得多,其原因之一是,重鎳輕銅,對提高銅回收率缺乏研究,無專門措施、無指標要求。從我們對貧礦的試驗研究表明,當原礦含Cu 0.35%時,可獲得銅品位3.59%、銅回收率77.51%的銅鎳精礦,銅回收率比鎳回收率(75.42%)還高。在混合礦的試驗中,銅的回收率為79.02%。可見,提高銅回收率是可能的。如果能使銅與鎳的回收率相近,則銅的產量將提高15%。 四、提高鉑族元素的回收率問題 金川鎳礦富含鉑族元素,多以礦物狀態賦存,在超基性巖型富鎳礦含(g/t):Pt 0.53、 Pd 0.24、0s 0.024、IL 0.022、Ru 0.020、Rh 0.010、Au 0.30和Ag 5.5。有一規模最大的Pt富礦地段長98m,寬1~6.4m, Pt平均含量6.15g/t、最高達81.67g/t;Pd平均1.83g/ t,最高為11.8g/t。有人估計,鉑族元素的價值占整個礦石價值的35%左右。但目前鉑族元素的回收率很低,見有50~60%或更低(29.91%)的,70~80%或更高的。似乎金川尚未有提高鉑族元素選礦回收率的專題研究,無針對性選收的技術措施,無考核要求指標,完全是隨意,順其自然。 據報道,最近國際市場,除鎳價上揚外,鉑(Pt)金屬將供不應求,今年全球鉑需求短缺將創歷史之最,今后五年仍將是需求強勁,鉑價堅挺。鈀(Pd)是治理汽車尾氣污染設置的貴重材料,國際鈀金屬價格持續上漲,紐約市場不斷打破歷史最高價記錄,今后將繼續走強。因此,必須高度重視提高鉑族元素選收的研究。 總之,金川的可持續發展,需要包括選礦科技的不斷創新。