一种简易的镍黄铁矿单矿物提取方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种简易的镍黄铁矿单矿物提取方法。
【背景技术】
[0002]镍广泛应用于机械制造、航空航天、石油化工、电子电池以及军事国防等国民经济领域，是重要的战略物资。我国镍资源集中在基性、超基性岩体，主要产出于硫化矿床。镍黄铁矿((Ni，Fe)9S8)是硫化矿床镍资源的主要赋存形式，而且在不同科学领域有广泛的用途:1、在选矿学中，镍黄铁矿是硫化含镍矿物浮选研究的主要对象;2、在矿物学中，镍黄铁矿是一种重要的金属单矿物;3、在催化学中，镍黄铁矿是良好的有机反应催化剂。如何获得高纯度镍黄铁矿是镍黄铁矿相关领域研究的关键。
[0003]高纯度镍黄铁矿目前有两种获取途径:人工合成与矿物分选。Sugaki(文献1)，Drebushchak (文献2)和Xia (文献3)等报道了镍黄铁矿的人工合成方法。人工合成镍黄铁矿纯度高(>99%)，但是反应时间长(10天以上)，反应条件苛刻，难以大量合成。呼振峰(文献4)，宋立军(文献5)，刘莉(文献6)等报道了运用重选、电磁选甚至浮选等多种手段联合分选，从铜镍硫化物富矿中反复选别分离，提取较高纯度镍黄铁矿的方法。相对于人工合成镍黄铁矿，矿物联合分选法更适合获取大量镍黄铁矿单矿物，但该方法对设备依赖性强、且在分离过程中镍黄铁矿表面物理化学性质易改变，不适用于科学研究中镍黄铁矿的快速提取。
[0004]文南犬I Asahiko Sugaki , Arashi Kitakaze, American Mineralogist 83(1998) 133-140。
[0005]文献2V.A.Drebushchak, T.A.Kravchenko, V.S.Pavlyuchenko,Journal ofCrystal Growth 193 (1998) 728-731。
[0006]文献3Fang Xia, Jinwen Zhou等，React.Kinet.Catal.Lett.92 (2007) 257-266。
[0007]文献4呼振峰，孙传尧，有色金属53 (2001) 73_75。
[0008]文献5宋立军等，云南冶金32 (2003) 15_18。
[0009]文献6刘莉等，地质调查及研究33 (2010) 232-237。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种简易的镍黄铁矿单矿物提取方法。
[0011]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:
一种简易的镍黄铁矿单矿物提取方法，以铜镍硫化矿为原料，通过永磁铁向铜镍硫化矿施加磁场强度逐渐增大的磁场，从而对铜镍硫化矿进行逐级磁选，其特点在于，收集磁场强度为250 mT时被吸起的矿物，所得矿物中镍黄铁矿纯度达90%以上。
[0012]进一步，所得矿物中镍黄铁矿纯度达92%以上。
[0013]进一步，铜镍硫化矿的颗粒直径< 75μηι。
[0014]进一步，所述铜镍硫化矿原料中镍黄铁矿含量I 20%ο
[0015]更进一步，所述铜镍硫化矿原料中镍黄铁矿含量为20-30%。
[0016]相比于人工合成矿物，本发明方法避免了苛刻的反应条件与漫长的反应时间，并且所得镍黄铁矿单矿物的数量大大增加;相比于传统镍黄铁矿单矿物的分选，本发明方法易于操作，并且在分离过程中保持了镍黄铁矿表面物理化学性质。
【附图说明】
[0017]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为铜镍硫化富矿石原料的XRD谱图；
图2为本发明实验装置示意图；
图3为逐级磁选时不同磁场强度下产物中镍黄铁矿及黄铜矿的含量；
图4为磁场强度250 mT时产物的XRD谱图；
图5为铜镍硫化富矿石原料与磁场强度250 mT时产物的光学显微镜照片。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]如未特别说明，本发明的“%”均为质量百分含量。
[0020]1.1样品的矿物成分及其含量
本发明所用矿物为甘肃金川二矿区铜镍硫化富矿石。将块状样品机械破碎，根据金川二矿区镍黄铁矿的嵌布粒度，干法筛选直径^ 75 μπι的颗粒作为磁选镍黄铁矿的原料，并用XRD (X-ray powder diffract1n)物相分析、化学分析、光学显微镜鉴定原料成分。
[0021 ]原料XRD物相分析(图1)表明原料矿物组成为:黄铜矿(CuFeS2, 6.72%)，磁铁矿(Fe3O4, 23.28%)，镍黄铁矿((Fe, Ni)9S8, 24.54%)，磁黄铁矿(Fe1-xS, 45.46%) 0
[0022]为精确计算原料中镍黄铁矿与黄铜矿含量，使用化学分析法测定原料中镍与铜的品位。分析仪器为可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司，722E)，镍、铜元素分析方法为金川集团有限公司外购金属原料化学分析方法(Q/YSJC-FX01.002-2009, Q/YSJC-FXOl.010-2009)。分析表明:原料中镍品位为8.6%，铜品位为2.37%。
[0023]1.2逐级磁选分离
利用矿物之间质量磁化率的差异，改变场强逐级分选，提取高纯度镍黄铁矿。用永磁铁产生磁场，通过调节原料与磁铁之间的距离控制磁场强度(以原料处的磁场强度为准)。实验装置见图2:永久性磁铁固定在铁架台上，玻璃板A与B为薄玻璃板(面积15 X 15cm，厚度3mm)，玻璃板A通过铁夹移动，玻璃板B手持。将原料均匀平摊在玻璃板A上，玻璃板B挡在原料与磁铁之间。用高斯计(LZ-610H)测定玻璃板A处磁场强度，通过改变玻璃板A与磁铁的距离从场强为零处逐级增大场强，随着场强的增大，矿物颗粒被吸起富集在玻璃板B上。用边缘平整的表面皿罩住吸在玻璃板B上的矿物颗粒，将玻璃板B与表面皿整体移出，收集磁选出的矿物作为产物，而玻璃板A上剩余的矿物为下一级磁选的原料，逐级磁选获取一系列产物，不同磁场强度下产物中镍黄铁矿及黄铜矿的含量如图3所示。将磁场强度为250 mT处的产物进行XRD物相分析(图4)，主要矿物为镍黄铁矿(含量92.35%)，伴随有少量的黄铜矿(含量7.65%)，与化学分析结果(图3)基本一致(镍黄铁矿含量以化学分析法为准)。
[0024]由图3还可看出，磁场强度大于250mT后，磁力大小足以吸起黄铜矿，所以产物中镍黄铁矿含量降低而黄铜矿含量迅速增加。磁场强度等于450 mT处，黄铜矿的含量(49.55%)接近镍黄铁矿(50.4%)。磁场强度大于450 mT，黄铜矿含量继续增大并超过镍黄铁矿。500 mT为实验所用磁铁产生场强极限。
[0025]为了进一步证实分离效果，使用光学显微镜对比了富矿原料与250mT处的产物(图5)。图5(A)为富矿原料，红褐发灰微带棕色矿物为磁铁矿和磁黄铁矿;而浅铜黄色、铜黄色矿物为黄铜矿与镍黄铁矿，表面带有斑驳的蓝紫色矿物为黄铜矿蚀变。由图可见，富矿原料中磁铁矿和磁黄铁矿含量较多，而镍黄铁矿与黄铜矿含量较少。光学显微镜照片(图5(A))单矿物种类与单矿物所占比例符合XRD物相分析(图1)。图5(B)为250 mT处的产物，在光学显微镜下呈较为单一的铜黄色金属光泽，由图可知产物主要成分为镍黄铁矿。光学显微镜照片(图5(B))符合XRD物相分析(图4)。对比图5(A)与图5(B)可知，通过磁选，红褐色磁铁矿与磁黄铁矿已基本去除，磁选分离效果明显。
[0026]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种简易的镍黄铁矿单矿物提取方法，以铜镍硫化矿为原料，通过永磁铁向铜镍硫化矿施加磁场强度逐渐增大的磁场，从而对铜镍硫化矿进行逐级磁选，其特征在于，收集磁场强度为250 mT时被吸起的矿物，所得矿物中镍黄铁矿纯度达90%以上。2.根据权利要求1所述简易的镍黄铁矿单矿物提取方法，其特征在于，所得矿物中镍黄铁矿纯度达92%以上。3.根据权利要求1或2所述简易的镍黄铁矿单矿物提取方法，其特征在于，铜镍硫化矿的颗粒直径< 75μπι。4.根据权利要求1或2所述简易的镍黄铁矿单矿物提取方法，其特征在于，所述铜镍硫化矿原料中镍黄铁矿含量I 20%。5.根据权利要求4所述简易的镍黄铁矿单矿物提取方法，其特征在于，所述铜镍硫化矿原料中镍黄铁矿含量为20-30%。
【专利摘要】本发明公开一种简易的镍黄铁矿单矿物提取方法，该方法以铜镍硫化矿为原料，通过永磁铁向铜镍硫化矿施加磁场强度逐渐增大的磁场，从而对铜镍硫化矿进行逐级磁选，其特点在于，收集磁场强度为250？mT时被吸起的矿物，所得矿物中镍黄铁矿纯度达90%以上。相比于人工合成矿物，本发明方法避免了苛刻的反应条件与漫长的反应时间，并且所得镍黄铁矿单矿物的数量大大增加；相比于传统镍黄铁矿单矿物的分选，本发明方法易于操作，并且在分离过程中保持了镍黄铁矿表面物理化学性质。
【IPC分类】B03C1/02
【公开号】CN105498955
【申请号】CN201510836304
【发明人】许鹏飞, 曹建, 罗永春, 胡秀琴, 徐国强, 祁黎, 包云
【申请人】兰州大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月26日