黑色岩系镍钼矿“不可选”世界难题重大新突破

2014年2月26日上午，湖南省科学技术奖励大会在长沙召开。由湖南有色金属研究院（复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用湖南省重点实验室）等单位共同完成的“黑色岩系多金属镍钼矿强化分散与捕收—梯级浮选新技术及应用”荣获湖南省2013年度技术发明一等奖。
    镍、钼是重要战略金属，是我国重大战略工程、国民经济诸多领域的关键原材料。我国每年34%的镍需要进口，现有镍、钼资源储量保障年限分别不到10年和 20年。我国新型矿种黑色岩系镍钼矿资源储量大，仅湖南西北地区镍、钼资源储量分别高达300万吨和200万吨，但是极难处理，被认为“不可选”，只能采 用焙烧-浸出方法处理富镍钼矿，导致占其资源总量80%以上含Mo小于2%的低品位镍钼矿被大量闲置，造成严重环境污染和巨大资源浪费。同时，焙烧方法导 致湖南湘西、贵州等地区生态环境严重破坏，已建成的焙烧-浸出厂被全部关停。黑色岩系镍钼矿的选矿技术长期不能突破，主要是因为矿石含碳量高，呈极微细嵌 布，钼主要以胶态物存在，含碳胶硫钼矿高达30%以上，氧化率高，伴生钒、钨、铜等有价金属分离提取难。
    成果研发工作历时7年，从镍钼矿浮选溶液化学理论研究入手，开发了强化分散与捕收-梯级浮选成套技术，实现了黑色岩系低品位镍钼矿资源的高效利用。主要发明点有：
    （1）基于黑色岩系镍钼矿工艺矿物学和浮选溶液化学研究，查明了其微观组成与嵌布关系，揭示了镍、钼硫化物与氧化物的浮选行为、脉石的抑制行为与微细粒级矿物的分散性质，为捕收剂、调整剂的结构设计与选择提供了依据；
    （2）发明了强化分散技术，通过开发的高效组合调整剂和磁力气泡发生器，有效抑制钙镁硅铝类脉石被选；
    （3）发明了强化捕收技术与黑色岩系镍钼矿专用高效捕收剂及其组合，具有对胶硫钼矿及氧化镍钼矿捕收能力强及选择性好的特点，实现镍钼矿可选，新捕收剂用发酵法生产酒精的副产物制备，兼具良好起泡性能，仅节约起泡剂成本就达36%以上；
    （4）开发了梯级浮选技术，针对不同性质矿石，含碳量高的镍钼矿采用碳钼等可浮，再浮选回收镍；含碳量低的镍钼矿预先浮选脱碳，然后采用分段浮选流程先回收钼，再回收镍；
    （5）发明了镍钼矿选矿废水回用技术，通过沉降-膜处理和废水降解装置，实现选矿废水95%回用，5%达标排放。
    本成果获授权专利7项，孙传尧院士等专家认为在黑色岩系镍钼矿选矿技术领域有重大突破和创新，填补了国内外空白，整体技术达到国际领先水平。成套技术国际 上首次应用于工业，已在湖南中杰科技发展股份有限公司、中南钼镍高科有限责任公司、永茂矿业公司等企业推广应用，其中湖南省中杰科技发展股份有限公司的 《西部地区难选镍钼矿高效综合利用示范工程》项目由湖南有色金属研究院陈代雄教授和刘锡桂高工主持完成，工业生产的选矿指标为：当原矿含 Mo0.27~0.3%时，钼精矿品位达到3~6%，钼回收率达到80%以上；当原矿含Mo3.04%、Ni1.46%时，可获得镍钼精矿含 Mo8.99%、Ni3.92%，钼回收率达到89%以上，镍回收率达到84%以上。近三年累计新增利润3.4亿元。成果的推广，可使现已全部关停的焙烧 -浸出厂复产，经济效益和社会效益显著。该成果丰富了溶液浮选化学理论体系，使之前不能利用的约占我国黑色岩系镍钼矿总量80%的低品位镍钼矿资源得到经 济利用，有效延长了我国镍、钼资源保障年限，从源头上解决了低品位镍钼矿对环境的污染，选矿废水可循环利用，整个工艺高效清洁，项目具有广阔的市场前景， 对其它难处理有色金属资源高效、清洁利用也具有重要示范作用。