一種簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航空航天、石油化工、電子電池以及軍事國防等國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，是重要的戰(zhàn)略物資。我國鎳資源集中在基性、超基性巖體，主要產(chǎn)出于硫化礦床。鎳黃鐵礦((Ni，F(xiàn)e)9S8)是硫化礦床鎳資源的主要賦存形式，而且在不同科學(xué)領(lǐng)域有廣泛的用途:1、在選礦學(xué)中，鎳黃鐵礦是硫化含鎳礦物浮選研究的主要對象;2、在礦物學(xué)中，鎳黃鐵礦是一種重要的金屬單礦物;3、在催化學(xué)中，鎳黃鐵礦是良好的有機(jī)反應(yīng)催化劑。如何獲得高純度鎳黃鐵礦是鎳黃鐵礦相關(guān)領(lǐng)域研究的關(guān)鍵。
[0003]高純度鎳黃鐵礦目前有兩種獲取途徑:人工合成與礦物分選。Sugaki(文獻(xiàn)1)，Drebushchak (文獻(xiàn)2)和Xia (文獻(xiàn)3)等報道了鎳黃鐵礦的人工合成方法。人工合成鎳黃鐵礦純度高(>99%)，但是反應(yīng)時間長(10天以上)，反應(yīng)條件苛刻，難以大量合成。呼振峰(文獻(xiàn)4)，宋立軍(文獻(xiàn)5)，劉莉(文獻(xiàn)6)等報道了運(yùn)用重選、電磁選甚至浮選等多種手段聯(lián)合分選，從銅鎳硫化物富礦中反復(fù)選別分離，提取較高純度鎳黃鐵礦的方法。相對于人工合成鎳黃鐵礦，礦物聯(lián)合分選法更適合獲取大量鎳黃鐵礦單礦物，但該方法對設(shè)備依賴性強(qiáng)、且在分離過程中鎳黃鐵礦表面物理化學(xué)性質(zhì)易改變，不適用于科學(xué)研究中鎳黃鐵礦的快速提取。
[0004]文南犬I Asahiko Sugaki , Arashi Kitakaze, American Mineralogist 83(1998) 133-140。
[0005]文獻(xiàn)2V.A.Drebushchak, T.A.Kravchenko, V.S.Pavlyuchenko,Journal ofCrystal Growth 193 (1998) 728-731。
[0006]文獻(xiàn)3Fang Xia, Jinwen Zhou等，React.Kinet.Catal.Lett.92 (2007) 257-266。
[0007]文獻(xiàn)4呼振峰，孫傳堯，有色金屬53 (2001) 73_75。
[0008]文獻(xiàn)5宋立軍等，云南冶金32 (2003) 15_18。
[0009]文獻(xiàn)6劉莉等，地質(zhì)調(diào)查及研究33 (2010) 232-237。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
一種簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法，以銅鎳硫化礦為原料，通過永磁鐵向銅鎳硫化礦施加磁場強(qiáng)度逐漸增大的磁場，從而對銅鎳硫化礦進(jìn)行逐級磁選，其特點在于，收集磁場強(qiáng)度為250 mT時被吸起的礦物，所得礦物中鎳黃鐵礦純度達(dá)90%以上。
[0012]進(jìn)一步，所得礦物中鎳黃鐵礦純度達(dá)92%以上。
[0013]進(jìn)一步，銅鎳硫化礦的顆粒直徑< 75μηι。
[0014]進(jìn)一步，所述銅鎳硫化礦原料中鎳黃鐵礦含量I 20%ο
[0015]更進(jìn)一步，所述銅鎳硫化礦原料中鎳黃鐵礦含量為20-30%。
[0016]相比于人工合成礦物，本發(fā)明方法避免了苛刻的反應(yīng)條件與漫長的反應(yīng)時間，并且所得鎳黃鐵礦單礦物的數(shù)量大大增加;相比于傳統(tǒng)鎳黃鐵礦單礦物的分選，本發(fā)明方法易于操作，并且在分離過程中保持了鎳黃鐵礦表面物理化學(xué)性質(zhì)。
【附圖說明】
[0017]附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
圖1為銅鎳硫化富礦石原料的XRD譜圖；
圖2為本發(fā)明實驗裝置示意圖；
圖3為逐級磁選時不同磁場強(qiáng)度下產(chǎn)物中鎳黃鐵礦及黃銅礦的含量；
圖4為磁場強(qiáng)度250 mT時產(chǎn)物的XRD譜圖；
圖5為銅鎳硫化富礦石原料與磁場強(qiáng)度250 mT時產(chǎn)物的光學(xué)顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]如未特別說明，本發(fā)明的“%”均為質(zhì)量百分含量。
[0020]1.1樣品的礦物成分及其含量
本發(fā)明所用礦物為甘肅金川二礦區(qū)銅鎳硫化富礦石。將塊狀樣品機(jī)械破碎，根據(jù)金川二礦區(qū)鎳黃鐵礦的嵌布粒度，干法篩選直徑^ 75 μπι的顆粒作為磁選鎳黃鐵礦的原料，并用XRD (X-ray powder diffract1n)物相分析、化學(xué)分析、光學(xué)顯微鏡鑒定原料成分。
[0021 ]原料XRD物相分析(圖1)表明原料礦物組成為:黃銅礦(CuFeS2, 6.72%)，磁鐵礦(Fe3O4, 23.28%)，鎳黃鐵礦((Fe, Ni)9S8, 24.54%)，磁黃鐵礦(Fe1-xS, 45.46%) 0
[0022]為精確計算原料中鎳黃鐵礦與黃銅礦含量，使用化學(xué)分析法測定原料中鎳與銅的品位。分析儀器為可見分光光度計(上海光譜儀器有限公司，722E)，鎳、銅元素分析方法為金川集團(tuán)有限公司外購金屬原料化學(xué)分析方法(Q/YSJC-FX01.002-2009, Q/YSJC-FXOl.010-2009)。分析表明:原料中鎳品位為8.6%，銅品位為2.37%。
[0023]1.2逐級磁選分離
利用礦物之間質(zhì)量磁化率的差異，改變場強(qiáng)逐級分選，提取高純度鎳黃鐵礦。用永磁鐵產(chǎn)生磁場，通過調(diào)節(jié)原料與磁鐵之間的距離控制磁場強(qiáng)度(以原料處的磁場強(qiáng)度為準(zhǔn))。實驗裝置見圖2:永久性磁鐵固定在鐵架臺上，玻璃板A與B為薄玻璃板(面積15 X 15cm，厚度3mm)，玻璃板A通過鐵夾移動，玻璃板B手持。將原料均勻平攤在玻璃板A上，玻璃板B擋在原料與磁鐵之間。用高斯計(LZ-610H)測定玻璃板A處磁場強(qiáng)度，通過改變玻璃板A與磁鐵的距離從場強(qiáng)為零處逐級增大場強(qiáng)，隨著場強(qiáng)的增大，礦物顆粒被吸起富集在玻璃板B上。用邊緣平整的表面皿罩住吸在玻璃板B上的礦物顆粒，將玻璃板B與表面皿整體移出，收集磁選出的礦物作為產(chǎn)物，而玻璃板A上剩余的礦物為下一級磁選的原料，逐級磁選獲取一系列產(chǎn)物，不同磁場強(qiáng)度下產(chǎn)物中鎳黃鐵礦及黃銅礦的含量如圖3所示。將磁場強(qiáng)度為250 mT處的產(chǎn)物進(jìn)行XRD物相分析(圖4)，主要礦物為鎳黃鐵礦(含量92.35%)，伴隨有少量的黃銅礦(含量7.65%)，與化學(xué)分析結(jié)果(圖3)基本一致(鎳黃鐵礦含量以化學(xué)分析法為準(zhǔn))。
[0024]由圖3還可看出，磁場強(qiáng)度大于250mT后，磁力大小足以吸起黃銅礦，所以產(chǎn)物中鎳黃鐵礦含量降低而黃銅礦含量迅速增加。磁場強(qiáng)度等于450 mT處，黃銅礦的含量(49.55%)接近鎳黃鐵礦(50.4%)。磁場強(qiáng)度大于450 mT，黃銅礦含量繼續(xù)增大并超過鎳黃鐵礦。500 mT為實驗所用磁鐵產(chǎn)生場強(qiáng)極限。
[0025]為了進(jìn)一步證實分離效果，使用光學(xué)顯微鏡對比了富礦原料與250mT處的產(chǎn)物(圖5)。圖5(A)為富礦原料，紅褐發(fā)灰微帶棕色礦物為磁鐵礦和磁黃鐵礦;而淺銅黃色、銅黃色礦物為黃銅礦與鎳黃鐵礦，表面帶有斑駁的藍(lán)紫色礦物為黃銅礦蝕變。由圖可見，富礦原料中磁鐵礦和磁黃鐵礦含量較多，而鎳黃鐵礦與黃銅礦含量較少。光學(xué)顯微鏡照片(圖5(A))單礦物種類與單礦物所占比例符合XRD物相分析(圖1)。圖5(B)為250 mT處的產(chǎn)物，在光學(xué)顯微鏡下呈較為單一的銅黃色金屬光澤，由圖可知產(chǎn)物主要成分為鎳黃鐵礦。光學(xué)顯微鏡照片(圖5(B))符合XRD物相分析(圖4)。對比圖5(A)與圖5(B)可知，通過磁選，紅褐色磁鐵礦與磁黃鐵礦已基本去除，磁選分離效果明顯。
[0026]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法，以銅鎳硫化礦為原料，通過永磁鐵向銅鎳硫化礦施加磁場強(qiáng)度逐漸增大的磁場，從而對銅鎳硫化礦進(jìn)行逐級磁選，其特征在于，收集磁場強(qiáng)度為250 mT時被吸起的礦物，所得礦物中鎳黃鐵礦純度達(dá)90%以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法，其特征在于，所得礦物中鎳黃鐵礦純度達(dá)92%以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法，其特征在于，銅鎳硫化礦的顆粒直徑< 75μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法，其特征在于，所述銅鎳硫化礦原料中鎳黃鐵礦含量I 20%。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法，其特征在于，所述銅鎳硫化礦原料中鎳黃鐵礦含量為20-30%。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種簡易的鎳黃鐵礦單礦物提取方法，該方法以銅鎳硫化礦為原料，通過永磁鐵向銅鎳硫化礦施加磁場強(qiáng)度逐漸增大的磁場，從而對銅鎳硫化礦進(jìn)行逐級磁選，其特點在于，收集磁場強(qiáng)度為250？mT時被吸起的礦物，所得礦物中鎳黃鐵礦純度達(dá)90%以上。相比于人工合成礦物，本發(fā)明方法避免了苛刻的反應(yīng)條件與漫長的反應(yīng)時間，并且所得鎳黃鐵礦單礦物的數(shù)量大大增加；相比于傳統(tǒng)鎳黃鐵礦單礦物的分選，本發(fā)明方法易于操作，并且在分離過程中保持了鎳黃鐵礦表面物理化學(xué)性質(zhì)。
【IPC分類】B03C1/02
【公開號】CN105498955
【申請?zhí)枴緾N201510836304
【發(fā)明人】許鵬飛, 曹建, 羅永春, 胡秀琴, 徐國強(qiáng), 祁黎, 包云
【申請人】蘭州大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月26日