铜是世界各国重要的矿产资源,铜矿床中可同时伴生金银钼等元素。其导电性能仅次于银,因此作为导电材料的应用最为广泛。镍为一种银白色金属,具有较好的机械强度和延展性,抗酸碱能力强,广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源等领域。本论文中开展试验的矿样为铜镍硫化矿,基于矿山项目开展试验工作。大型综合企业具有完善的产业链,对铜镍的品位要求不高,而对于小型单一企业来说其销售产品单一,对铜镍矿的品位要求高(不得小于5%)。本文的研究对象是铜镍硫化矿,主要综合回收其中的铜,镍矿物。该矿石中铜、镍的含量分别为1.45%,2.8%,该金属矿物以硫化物为主,硫化物中以黄铜矿、磁黄铁矿为主,其次为紫硫镍铁矿、镍黄铁矿。铜主要赋存于黄铜矿中,黄铜矿与镍黄铁矿紧密共生,一部分黄铁矿则嵌布于磁黄铁矿中。镍则主要赋存于紫硫镍铁矿和镍黄铁矿中。在详细了解矿石性质的基础上,以抑制黄铜矿和磁黄铁矿浮选得到铜镍混合精矿为技术路线初步确定两次粗选四次扫选的探索试验流程。首先用碳酸钠做抑制剂,丁黄做捕收剂、2号油做起泡剂进行探索试验,试验结果中铜镍品位分别为3.39%和5.64%,回收率分别为85.97%和74.85%。将探索试验流程进一步优化,流程改为两次粗选一次扫选,将碳酸钠改为石灰,石灰的抑制效果较明显,得到铜镍精矿品位分别为3.66%和6.24%,回收率分别为93.33%和76.2%。在此试验基础上进行了磨矿细度试验,分别磨至200目以下含量60%、70%、80%和95%,以及400目以下含量90%。综合比较在200目含量为80%时,铜镍回收效果最好,铜镍品位分别为3.64%和5.95%,回收率分别为90.54%和74.94%。由于前面试验得到的镍回收率并不理想,因此设想可否加入活化剂,活化一部分磁黄铁矿,回收其中伴生的镍,从而提高镍的回收率,分别选用硫酸铜和硫化钠做活化剂进行试验,但试验效果并不理想,铜镍的回收率和品位并未得到明显提升。在捕收剂种类的选择上,广泛的选取大量针对铜镍矿选矿的捕收剂进行试验,其中包括常规的丁黄、乙黄和丁胺黑药,除此以外还选用了CO200、MC-44、MC-37、MCO、Molyflo、KM219、KM109等大量捕收剂进行试验。分别对这些捕收剂的50g/t、75g/t、95g/t和115g/t的用量进行试验,得到的结果中综合比较丁黄的捕收效果最为理想。其中,在使用KM109时,随着药剂用量的增多,铜镍品位和回收率均有不同程度的升高,在用量达到115g/t时其选择效果与丁黄相近,镍回收率略低。而随着乙黄用量的增加,铜镍品位降低,回收率升高,无法得到满意的捕收效果。CO200和KM109的用量与丁黄一致时,捕收效果由于同等条件下的其他捕收剂,但回收率不及使用丁黄时的效果好。在进一步的优化试验中又进一步确定了丁黄和2号油的用量,最终得到最佳的开路试验流程,选用两粗一扫流程,最佳工艺参数为磨矿细度-200目占80%,石灰用量3000g/t,丁黄用量95g/t,2号油用量54g/t.得到铜品位4.27%,回收率91.32%,镍品位6.3%,回收率72.53%。在此开路流程的基础上添加了三次精选,并在精选段添加糊精做抑制剂与加入石灰进行效果对比,最终在加入石灰的精选流程试验中得到的精矿指标为铜品位13.84%和镍品位6%。在闭路流程中,精选段中矿依次返回上一作业。最终得到精矿指标为铜精矿品位6.88%,回收率85.24%,镍精矿品位5.34%,回收率95.46%。在论文中也对硫化铜镍矿的表面氧化进行了阐述,我们了解到矿物表面晶体内部质点的中断在原子表面形成表面悬空键,这些表面悬空键正是矿物表面原子产生活性的原因。矿物表面氧化分为不同情况,自然条件下的表面氧化和微生物存在条件下的表面氧化。而归根究底都是在讨论Fe³⁺在硫化矿表面氧化中起到的重要作用,当然也不排除微生物存在条件下的酶的作用参与其中。大多数学者认为硫化物的表面氧化是由于Fe²⁺和Fe³⁺在整个过程中的桥梁作用,而Fe³⁺又会将硫化矿氧化生成单质S,单质硫是硫化矿疏水的主要原因。在众多的硫化矿表面氧化的电化学研究中也证实了Fe³⁺在氧化过程中的重要作用。本论文的创新点在于试验流程短,选矿指标好,尤其针对小型单一选矿企业来讲,流程的缩短对于选矿厂的经济指标有着很大的影响。药剂的选用较为普遍,避免在新型药剂的研发生产及购买上耗费更多的人力物力。同时得到一套有效的处理铜镍硫化矿的选矿流程和药剂制度。