Enriquecimiento del mineral de níquel

La mina de níquel de Jinping Baimazhai pertenece al grupo Kenex. Esta mina es conocida por la dificultad que plantea su procesamiento, debido a su bajo contenido en mineral y a su elevado contenido en pirrotita y talco, que contienen níquel.

A partir de 2003, la Universidad Central del Sur colaboró con el grupo Kenex para llevar a cabo una investigación sobre tecnología de enriquecimiento de alta eficiencia para minerales de níquel de baja ley. A partir de una investigación mineralógica sistemática de los procesos, y teniendo en cuenta las propiedades de los minerales valiosos y de la ganga presentes en el mineral, se llevó a cabo una investigación en profundidad sobre aspectos como los sistemas de reactivos de alta eficiencia, la eliminación y supresión de la ganga fácilmente flotable y la optimización de la estructura del proceso de flotación, lo que dio lugar a nuevas tecnologías de flotación para el mineral de níquel de baja ley. En 2004, se puso en práctica a escala industrial el “nuevo proceso de flotación con deslimado” y, en 2008, se implementó el “nuevo proceso de flotación mejorada con deslimado total”, lo que mejoró significativamente los indicadores técnicos de beneficio del mineral de níquel de baja ley y difícil de tratar procedente de Jinping Baimazhai, logrando importantes beneficios económicos y sociales.

(1) Características del mineral: En comparación con otros minerales de níquel sulfurosos, la mina de níquel de Baimazhai, en Jinping (Yunnan), presenta las siguientes características: ① El contenido útil minerales de níquel son la pirrotita y la pirrotita con contenido de níquel, en la que el níquel representa hasta un 37,5% de la pirrotita; ② El contenido de níquel en los minerales útiles es bajo, como en el caso de la pirrotita con níquel, donde el níquel solo representa 0,89%, lo que dificulta la obtención de un concentrado de níquel de alta ley; ③ Los minerales de ganga son la clorita y el talco. El contenido de talco supera el 20%, lo que dificulta la flotación del mineral de níquel.

(2) Composición y contenido mineral: El mineral se presenta principalmente de forma dispersa a moderadamente dispersa, aunque en algunos casos se encuentra en forma masiva y densa. En el primer caso, los minerales metálicos se distribuyen de forma dispersa, mientras que en el segundo presenta un color amarillo bronce y un brillo metálico. La composición mineral del mineral es relativamente compleja. El principal mineral metálico es la pirrotita, seguida de la calcopirita, la pirrotita de níquel, la magnetita, la pirita y la limonita. Ocasionalmente, se encuentran de forma esporádica esfalerita, galena, molibdenita y plata nativa. Los minerales de ganga son principalmente clorita y talco, seguidos de biotita, sericita, cuarzo, tremolita, actinolita, calcita y serpentina, tal y como se muestra en la Tabla 5-8.

Tabla 5-8 Resultados del análisis de la composición mineral y el contenido del mineral en bruto              unidad: %

(3) Resultados del análisis de fases del níquel: El níquel se encuentra principalmente en la pirita y la pirrotita. Especialmente en la pirrotita… Con una tasa de distribución del níquel de hasta el 37,51 TP3T, es necesario recuperar la pirrotita níquel y la pirrotita que contiene níquel para mejorar la tasa de recuperación del níquel. Tal y como se muestra en la tabla 5-9.

Tabla 5-9 Resultados del análisis de fases del mineral de níquel en bruto              unidad: %

(4) Características y distribución de los principales minerales: La pirita de níquel suele presentarse en forma de gránulos irregulares, algunos de los cuales son equiaxiales. En general, la pirita de níquel presente en el mineral se da en aproximadamente cuatro formas:

① Agregados de grano grueso incrustados en un mineral masivo rico en pirrotita. Estos agregados suelen contener poros finos. El tamaño de los granos varía considerablemente, oscilando entre más de 0,6 mm y tan solo 0,05 mm, con un tamaño típico de 0,1 a 0,4 mm. La calcopirita se encuentra rellenando los bordes y las fisuras de estos agregados.

② Gránulos subedrales o anedrales distribuidos a lo largo de los bordes y las fisuras de los agregados de pirrotita. La morfología de estos agregados varía considerablemente, con tamaños de grano que oscilan entre 0,02 y 0,15 mm, y algunos de más de 0,2 mm. Esta forma de pirita de níquel se distribuye a veces a lo largo de los bordes de la calcopirita o la magnetita. ③ En el interior de algunos cristales de pirrotita se encuentran partículas finas con forma de llama, de pluma o de gota, normalmente de menos de 0,02 mm y, en algunos casos, incluso de menos de 0,005 mm. Localmente, esta pirrotita puede presentar una disposición direccional. Es evidente que se trata de un producto formado por la separación del níquel, presente originalmente en forma isomórfica dentro de la red cristalina de la pirrotita, debido a la separación de la solución sólida.

④ Distribuidas de forma irregular y esporádica entre los minerales de ganga, estas partículas suelen ser bastante finas, en su mayoría de 0,01 a 0,06 mm. De los cuatro tipos de pirrotita mencionados anteriormente, el primero y el segundo son los más abundantes, con una proporción de contenido mineral de aproximadamente 30:65:4:1. Por lo tanto, la pirrotita que se presenta en la primera y la segunda forma es el objetivo principal para procesamiento de minerales de níquel.

(5) Enfoque técnico: Debido al elevado contenido de talco altamente flotable y al bajo contenido de níquel, pero con una elevada proporción de pirrotita en el mineral de níquel de Jinping, ha existido una contradicción persistente a lo largo de los años de producción de enriquecimiento: cómo mejorar la recuperación del níquel en el proceso de enriquecimiento sin reducir la ley del concentrado. Esto se manifiesta principalmente en el hecho de que el talco flota fácilmente pero es difícil de eliminar, lo que da lugar a una baja ley de níquel en el concentrado; al mismo tiempo, la pirrotita tiene una flotabilidad deficiente, lo que dificulta su flotación y conduce a una baja tasa de recuperación del níquel por flotación. Si se recupera la pirrotita, la ley del concentrado de níquel será aún menor. Para abordar estos problemas, se propuso un enfoque técnico destinado a evitar que el talco entre en el concentrado de níquel y a mejorar la recuperación de la pirrotita que contiene níquel, mejorando así la tasa de recuperación por flotación del níquel y garantizando al mismo tiempo la ley del concentrado de níquel. Por lo tanto, basándose en investigaciones en mineralogía de procesos, se llevó a cabo un estudio sistemático sobre la flotación y la supresión del talco, la flotación de la pirrotita que contiene níquel, la separación por flotación de minerales sulfurosos y minerales de silicato de magnesio, la combinación eficiente y la adición racional de reactivos, y la optimización de la estructura del proceso. En 2004 se desarrolló un nuevo “proceso de deslimado-flotación”. Mediante el deslimado y la flotación del talco, se eliminó eficazmente la influencia de este sobre la flotación de los minerales sulfurosos que contienen níquel. Al tiempo que se mantenía una ley del concentrado de níquel en torno al 3%, la tasa de recuperación de níquel aumentó del 60%–65% al 70%–75%. En 2008 se desarrolló un “proceso de flotación mejorada con deslimado total para mineral de níquel pobre”. Mediante la inhibición selectiva del talco, se recuperó el níquel perdido durante el deslimado del talco y la flotación, lo que aumentó la tasa de recuperación de níquel por flotación hasta el 75%–80%.

Las principales medidas técnicas empleadas en este proceso son las siguientes: ① Deslimado y flotación del talco para crear las condiciones necesarias para la flotación de los minerales de sulfuro de níquel. Aprovechando la flotabilidad natural del talco, se selecciona un espumante adecuado y se lleva a cabo una preflotación del talco antes de que entre en el proceso de flotación del mineral de sulfuro de níquel. La pérdida de níquel durante la flotación del talco puede controlarse entre 2% y 4%. ② Selección de depresores eficaces para los minerales de silicato de magnesio con el fin de inhibir la flotación del talco residual y la clorita. ③ Se utiliza un colector combinado de alta eficiencia para lograr la flotación simultánea de minerales de sulfuro que contienen níquel, como la pirrotita de níquel y la pirrotita con contenido de níquel. ④ Se optimiza la estructura del proceso de flotación de níquel para garantizar que los minerales de silicato que contienen magnesio pasen a los residuos lo antes posible y en el momento oportuno. Los parámetros básicos de este proceso son: una finura de molienda de -74 μm que abarca de 70% a 75%, flotación de deslimado, flotación de primera y de recuperación de níquel, limpieza de níquel y concentrado mixto de cobre y níquel para la separación de cobre y níquel con el fin de obtener concentrado de níquel y concentrado de cobre.