一种红土镍矿选矿设备以及工艺

文献发布时间：2024-04-18 19:58:21

技术领域

本发明涉及镍矿处理技术领域，尤其涉及一种红土镍矿选矿设备以及工艺。

背景技术

镍是一种重要的战略有色金属，具有良好的延展性、韧性、耐腐蚀性和可塑性，能够被高度抛光，广泛应用于不锈钢、电池材料、电镀、颜料、陶瓷、催化剂和磁敏材料等诸多领域。目前，以中国、印度、巴西为代表的新兴经济体对不锈钢材料需求的扩大以及富镍正极材料在三元锂离子动力电池中的大规模使用，使得全球镍市场需求走势强劲。镍元素在地壳中的平均丰度为0.008％，位居24位，全球范围内镍矿资源并不少见，但自然富集程度远低于铁、铝等元素，因此镍的人工富集对镍的开发利用具有十分重要的意义。目前，能够用于提取镍金属的矿石资源主要是两大类：硫化镍矿和红土镍矿，其中硫化镍矿资源约占镍资源的28％，红土镍矿约占镍资源的55％。硫化镍具有较好的疏水性能，采用浮选法能够有效地将硫化镍进行富集，从而降低冶炼的成本，硫化镍矿资源为全球提供了约59％的镍及镍化学品，是目前人们获取镍的最主要途径。遗憾的是，随着大型硫化镍矿山资源保有量不断下降，开采深度日益加大，开采难度、成本不断提高。在硫化镍矿资源面临枯竭危机的今天，人们不得不将目光投向镍资源储量丰富的红土镍矿。

红土镍矿是热带或亚热带地区含镍橄榄石基岩经长期风化、淋滤、浸染、蚀变等地质作用形成的疏松黏土状含镍、铁、镁、钴、硅、铝等元素氧化物的聚合体。其中的铁元素因氧化严重呈+3价态致其外观整体呈现红褐色，故得名为红土镍矿。与硫化镍矿不同的是，红土镍矿属难选类型的氧化矿，无法通过选矿的方法有效进行镍的富集。现有技术例如专利CN200910079266.9提供了一种红土矿洗矿设备，包括：圆筒洗矿机，所述圆筒洗矿机具有矿料入口，矿浆出口和废石出口；和槽式擦洗机，所述槽式擦洗机具有矿浆入口、矿浆溢流出口和返砂出口，所述槽式擦洗机沿洗矿工艺流向设置在圆筒洗矿机的下游侧且其矿浆入口与圆筒洗矿机的矿浆出口相连。

但其存在以下问题：选矿采取逐级筛选方式，往往会损失掉很大一部分镍，一部分矿石被浪费，导致镍的采集率不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种红土镍矿选矿设备以及工艺，减少了矿石的浪费，提升了镍的采集率。

为了达到上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是提供一种红土镍矿选矿设备，包括：圆筒洗矿机，所述圆筒洗矿机具有矿石入口、用于排出较大尺寸矿料的第一矿料出口以及用于排出较小尺寸矿料的第二矿料出口；

槽式洗矿机，所述槽式洗矿机具有洗料入口、用于排出较大尺寸洗料的第一洗料出口以及用于排出较小尺寸洗料的第二洗料出口，所述洗料入口与所述第二矿料出口相连接；

振动筛，所述振动筛具有筛料入口、用于排出较大尺寸筛料的第一筛料出口以及用于排出较小尺寸筛料的第二筛料出口，所述筛料入口与所述第一洗料出口相连接；

水力旋流器，所述水力旋流器具有旋流料入口、用于排出较大尺寸旋流料的第一旋流料出口以及用于排出较小尺寸旋流料的第二旋流料出口，所述旋流料入口与所述第二筛料出口以及所述第二洗料出口相连接；

第一浓密机，所述第一浓密机的进料口与所述第二旋流料出口相连，所述第一浓密机的出料口输出待酸浸矿浆；

螺旋溜槽，所述螺旋溜槽具有重选料入口、用于排出较重物料的第一重选料出口以及用于排出较轻物料的第二重选料出口，所述重选料入口与所述第一旋流料出口相连接；

第一球磨机，所述第一球磨机的进料口与所述第二重选料出口相连；

第二浓密机，所述第二浓密机的进料口与所述球磨机的出料口相连，所述第二浓密机的出料口输出待酸浸矿浆。

进一步的，还包括一磁选机构，所述磁选机构具有进料端、用于排出不具有磁性的矿浆的第一出料端以及用于具有磁性的矿浆的第二出料端，所述进料端与所述第一重选料出口连接。

进一步的，还包括破碎机、第二球磨机、第三浓密机，所述破碎机具有破碎料入口以及破碎料出口，所述破碎料入口与所述第一矿料出口以及第一筛料出口相连，所述第二球磨机的进料口与所述破碎机的破碎料出口相连，所述第三浓密机的进料口与第二球磨机的出料口相连，所述第三浓密机的出料口输出待中和矿浆。

进一步的，所述第一矿料出口用于排出粒度大于350mm的矿料，所述第二矿料出口用于排出粒度不大于350mm的矿料。

进一步的，所述第一洗料出口用于排出粒度1.5-350mm的矿料，所述第二洗料出口用于排出粒度不大于1.5mm的矿料。

进一步的，所述第一筛料出口用于排出粒度1.5-350mm的矿料，所述第二筛料出口用于排出粒度不大于1.5mm的矿料。

进一步的，所述第一旋流料出口用于排出粒度53μm-1.5mm的矿料，所述第二旋流料出口用于排出粒度不大于53μm的矿料。

进一步的，所述第一球磨机、所述第二球磨机的产物粒度不大于72μm。

进一步的，所述第一球磨机、所述第二球磨机的产物粒度不大于53μm。

本发明一种红土镍矿选矿工艺，基于上述任一项所述的红土镍矿选矿设备，包括以下步骤：

圆筒洗矿机按照第一粒度要求对矿料进行一级分选；

槽式洗矿机按照第二粒度要求对符合第一粒度要求的矿料进行二级分选；

振动筛按照第二粒度要求对二级分选的矿料进行补充分选；

水力旋流器按照第三粒度要求对符合第二粒度要求的矿料进行三级分选；

第一浓密机对符合第三粒度要求的矿料进行沉降，输出待酸浸矿浆；

螺旋溜槽对不符合第三粒度要求的矿料进行重选；

第一球磨机对重选中较轻的矿料进行球磨；

第二浓密机对球磨后的矿料进行沉降，输出待酸浸矿浆。

进一步的，还包括以下步骤：对不符合第一粒度要求的矿料进行破碎、球磨以及沉降，输出符合第四粒度要求的待中和矿浆。

进一步的，第一粒度要求为不大于350mm。

进一步的，第二粒度要求为不大于1.5mm。

进一步的，第三粒度要求为不大于53μm。

进一步的，第四粒度要求为不大于72μm。

与现有技术相比，本发明所提供的红土镍矿选矿设备具有以下有益效果：

本发明相对现有技术设置了螺旋溜槽、第一球磨机以及第二浓密机，对水力旋流器排出的尺寸较大的旋流料依次进行重选处理、粉碎处理以及浓密处理，使在现有技术中被舍弃的物料经过处理后能够作为原料矿浆，减少了矿石的浪费，提升了镍的采集率。

附图说明

图1为本发明提供的一种红土镍矿选矿设备的示意图；

图中：1-圆筒洗矿机，101-矿石入口，102-第一矿料出口，103-第二矿料出口，2-槽式洗矿机，201-洗料入口，202-第一洗料出口，203-第二洗料出口，3-振动筛，301-筛料入口，302-第一筛料出口，303-第二筛料出，4-水力旋流器，401-旋流料入口，402-第一旋流料出口，403-第二旋流料出口，5-第一浓密机，6-螺旋溜槽，601-重选料入口，602-第一重选料出口，603-第二重选料出口，7-第一球磨机，8-第二浓密机，9-酸浸机构，10-中和机构，11-磁选机构，12-破碎机，13-第二球磨机，14-第三浓密机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的一种红土镍矿选矿设备，其包括：圆筒洗矿机1，所述圆筒洗矿机1具有矿石入口101、用于排出较大尺寸矿料的第一矿料出口102以及用于排出较小尺寸矿料的第二矿料出口103；槽式洗矿机2，所述槽式洗矿机2具有洗料入口201、用于排出较大尺寸洗料的第一洗料出口202以及用于排出较小尺寸洗料的第二洗料出口203，所述洗料入口201与所述第二矿料出口103相连接；振动筛3，所述振动筛3具有筛料入口301、用于排出较大尺寸筛料的第一筛料出口302以及用于排出较小尺寸筛料的第二筛料出口303，所述筛料入口301与所述第一洗料出口202相连接；水力旋流器4，所述水力旋流器4具有旋流料入口401、用于排出较大尺寸旋流料的第一旋流料出口402以及用于排出较小尺寸旋流料的第二旋流料出口403，所述旋流料入口401与所述第二筛料出口303以及所述第二洗料出口203相连接；第一浓密机5，所述第一浓密机5的进料口与所述第二旋流料出口403相连；螺旋溜槽6，所述螺旋溜槽6具有重选料入口601、用于排出较重物料的第一重选料出口602以及用于排出较轻物料的第二重选料出口603，所述重选料入口601与所述第一旋流料出口402相连接；第一球磨机7，第一球磨机7的进料口与所述第二重选料出口603相连；第二浓密机8，所述第二浓密机8的进料口与所述第一球磨机7的出料口相连，酸浸机构9，所述酸浸机构9的进料口与所述第一浓密机5的出料口以及第二浓密机8的出料口相连。

本发明相对现有技术设置了螺旋溜槽6、第一球磨机7以及第二浓密机8，对水力旋流器4排出的尺寸较大的旋流料依次进行重选处理、粉碎处理以及浓密处理，使在现有技术中被舍弃的物料经过处理后能够作为原料矿浆，减少了矿石的浪费，提升了镍的采集率。

需要说明的是，在本发明中，“入口”和“出口”应作广义的理解，例如，所述圆筒洗矿机1的第二矿料出口103就是指圆筒洗矿机1的网孔。此外，在本发明中，术语“相连”也应作广义理解，例如，所述槽式洗矿机2的所述洗料入口201与所述圆筒洗矿机1的所述第二矿料出口103相连可以是所述槽式洗矿机2的所述洗料入口201与所述圆筒洗矿机1的所述第二矿料出口103通过管道相连，也可以是所述槽式洗矿机2的所述洗料入口201位于所述圆筒洗矿机1的所述第二矿料出口103下方，从所述圆筒洗矿机1的所述第二矿料出口103排出的矿料能够直接流到所述槽式洗矿机2的所述洗料入口201内，这都表明所述槽式洗矿机2的所述洗料入口201与所述圆筒洗矿机1的所述第二矿料出口103相连，而不局限于必须通过实际的管道相连。

具体的，所述圆筒洗矿机1分离出的矿料的粒度通常为大约50mm以上，可以通过改变所述圆筒洗矿机1的网孔尺寸，来改变分离出的矿料的最小粒度。通常，进入所述圆筒洗矿机1的红土矿的粒度最大为500mm，因此，所述圆筒洗矿机1分离出的矿料的粒度大约在50-500mm之间。在本实施例中，圆筒洗矿机1的第一矿料出口102用于排出粒度大于350mm的矿料，所述第二矿料出口103用于排出粒度不大于350mm的矿料。

具体的，粒度不大于350mm的矿料接着进入所述槽式洗矿机2进行洗矿，一般经过槽式洗矿机2洗矿后的矿浆中的红土矿的粒度在2mm以下，在本实施例中，所述槽式洗矿机2的第一洗料出口202用于排出粒度1.5-350mm的矿料，所述第二洗料出口203用于排出粒度不大于1.5mm的矿料。

具体的，粒度不大于1.5mm的矿料进入所述振动筛3进行筛选，在本实施例中，所述振动筛3的作用是对粒度不大于1.5mm的矿料进行二次筛选，所述第一筛料出口302用于排出粒度1.5-350mm的矿料，所述第二筛料出口303用于排出粒度不大于1.5mm的矿料。

具体的，粒度不大于1.5mm的矿料进入所述水力旋流器4，所述水力旋流器4是一种分级装置，利用离心力来加速浆料颗粒的沉降速度，并根据粒度，形状和比重来分离颗粒。在本实施例中，所述第一旋流料出口402用于排出粒度53μm-1.5mm的矿料，所述第二旋流料出口403用于排出粒度不大于53μm的矿料。

具体的，粒度不大于53μm的矿料送入所述第一浓密机5进行沉降处理。所述第一浓密机5是基于重力沉降作用的固液分离机构，借助安装于所述第一浓密机5内慢速运转的耙的作用，使增稠的底流矿浆由所述第一浓密机5底部的出料口卸出。

具体的，粒度位于53μm-1.5mm的矿料则被送入所述螺旋溜槽6，所述螺旋溜槽6对矿料进行比重分选，筛选出较重的矿料以及较轻的矿料。较重的矿料中包括磁铁矿料以及铬铁矿料，铬铁矿料的硬度较大，若进入后续设备，在高流速下会对后续设备造成磨损，降低设备的使用寿命。

具体的，较轻的矿料则被送入所述第一球磨机7，所述第一球磨机7用于对矿料进行粉碎研磨，得到粒度较小的矿料。在本实施例中，所述第一球磨机7的产物粒度不大于72μm。在更优的实施例中，所述第一球磨机7的产物粒度为53μm。

具体的，所述第一球磨机7粉碎后的矿料被送入所述第二浓密机8进行沉降处理，所述第二浓密机8是基于重力沉降作用的固液分离机构，借助安装于所述第二浓密机8内慢速运转的耙的作用，使增稠的底流矿浆由所述第二浓密机8底部的出料口卸出。

具体的，所述第一浓密机5沉降的矿浆以及第二浓密机8沉降的矿浆被送入所述酸浸机构9进行酸浸。所述酸浸机构9的内表面具有渗钛层，能够起到抗腐蚀的效果，延长使用寿命。

进一步的，还包括一中和机构10，所述中和机构10与所述酸浸机构9相连，完成酸浸的矿料则送入所述中和机构10进行中和。中和剂一般采用石灰。

进一步的，还包括一磁选机构11，所述磁选机构11具有进料端、用于排出不具有磁性的矿浆的第一出料端以及用于具有磁性的矿浆的第二出料端，所述进料端与所述第一重选料出口602连接。设置所述磁选机构的目的在于，将较重的矿料分选成不具有磁性的铬铁矿料以及具有磁性的磁铁矿料。

进一步的，还包括破碎机12、第二球磨机13、第三浓密机14，所述破碎机12具有破碎料入口以及破碎料出口，所述破碎料入口与所述第一矿料出口102以及第一筛料出口302相连，所述第二球磨机13的进料口与所述破碎机12的破碎料出口相连，所述第三浓密机14的进料口与第二球磨机13的出料口相连，所述第三浓密机14的出料口与所述中和机构10相连。经过所述破碎机12、所述第二球磨机13、所述第三浓密机14处理后的产物中镍含量较低，不作为原料矿浆进入酸浸，而是在酸浸之后加入中和机构中，作为中和剂替代一部分石灰，一方面可以减少钙的加入量，另一方面产物中也含有少量镍，进一步提高镍的采集率。

所述破碎机12用于对矿料进行粉碎，得到粒度较小的矿料。在本实施例中，所述破碎机12的产物粒度不大于2mm。

所述第二球磨机13用于对矿料进行粉碎研磨，得到粒度较小的矿料。在本实施例中，所述第二球磨机13的产物粒度不大于72μm。在更优的实施例中，所述第二球磨机13的产物粒度为53μm。

所述第三浓密机14是基于重力沉降作用的固液分离机构，借助安装于所述第三浓密机14内慢速运转的耙的作用，使增稠的底流矿浆由所述第三浓密机14底部的出料口卸出。

使用时，原始矿料被送入所述圆筒洗矿机1冲洗分离得到产物一(粒度大于350mm)和产物二(粒度小于350mm)。产物二进入所述槽式洗矿机2分离得到产物三(粒度小于1.5mm)和产物四(粒度大于1.5mm，小于350mm)，产物四进入所述振动筛3得到产物五(粒度小于1.5mm)和产物六(粒度大于1.5mm，小于350mm)，产物五和产物三汇集得到产物七进入所述水力旋流器4，得到产物八(粒度小于53μm)和产物九(粒度53μm到1.5mm)，产物八进入所述第一浓密机5浓密得到产物十。产物九进入所述螺旋溜槽6重选，得到较轻的产物十一和较重的产物十二，产物十一进入所述第一球磨机7球磨得到产物十三(粒度不大于72μm)，产物十二送入所述磁选机构11，筛选分离得到具有磁性的磁铁矿料和不具有磁性的铬铁矿料，将产物十三送入所述第二浓密机8浓密得到产物十四，产物十四和产物十共同作为后续酸浸的矿浆，送入所述酸浸机构9进行酸浸，酸浸完成后将矿浆送入所述中和机构10进行中和。产物一和产物六作为大块矿石一起依次进入所述破碎机12、所述第二球磨机13、所述第三浓密机14得到产物十五(粒度不大于72μm)。产物十五镍含量较低，不作为原料矿浆进入酸浸，而是在酸浸之后的预中和工序中作为中和剂替代一部分石灰，一方面减少钙的加入量，另一方面产物十五中也含有少量镍，进一步提高镍的采集率。

本发明还提供一种红土镍矿选矿工艺，基于上述所述的红土镍矿选矿设备，包括以下步骤：