[科普中国]-紫硫镍矿

概述

紫硫镍矿 FeNi2S4，等轴晶系，对称型m3m，晶体具八面体外形。颜色紫灰，金属光泽，不透明，硬度4．5—5．5，相对密度4．5—4．8。产于铜镍硫化物矿床中，多为氧化带次生矿物。2

成因紫硫镍矿除了由镍黄铁矿形成的紫硫镍矿(VL1)外，尚有由磁黄铁矿形成成的紫硫镍矿(VL2)和很少量由晚期黄铁矿形成的紫硫镍矿(VL3)。紫硫镍矿形成与先驱矿物有密切关系，即由镍黄铁矿蚀变形成的紫硫镍矿属于高镍低铁，而由磁黄铁矿和黄铁矿蚀变形成的属于低镍高铁缺硫的紫硫镍矿，由磁黄铁矿蚀变形成的紫硫镍矿(VL2)损失于尾矿中。3

化学成分紫硫镍矿浮游时间与化学组成含量有密切关系。即随着阳/阴离子、Fe/Ni原子的比值增高而浮游时间延长，就是说浮游速度降低与Fe含量增加，Ni、S含量减少成正消长关系。3

晶胞参数浮游速度与其晶胞大小有关，晶胞大的浮游速度快而晶胞小的浮游速度慢。对于紫硫镍矿，其晶胞变化主要是Fe置换Ni引起的，其次可能与Ni、Fe变价有关。3

晶格能紫硫镍矿的晶格能有变化，和浮选时间有密切关系。即品格能大的浮游时间长。对于同一种矿物，随着晶格能的增加，则对水的吸引力增大，从而就有较强的亲水性。3

氧化影响宏观白银矿冶研究所为探讨紫硫镍矿的难选原因曾对金川镍矿作了深入的研究。对矿区勘探初期所取的岩心进行了观察，发现经近20年的存放，风化作用已使硫化镍集中的地方出现了凹坑；采取的选矿试料，堆放几个月后矿石颜色变成深灰色；把矿石磨制成光片后放置几天，紫硫镍矿就失去光泽而呈现氧化晕。与磁黄铁矿比较，其氧化速度还快，把光片用水浸湿后暴露于空气中放置15天后，用显微镜观察到有绿色针状结晶的碧矾出现，同时尚有氢氧化铁和氧化铁的物质存在，这一现象与一般后生地球化学作用是一致的，因此紫硫镍矿普遍易于氧化是很容易观察到的，但经磨矿后在浮选工艺过程中影响程度值得探讨。3

浮选过程研究人员将试料从采场采出来存放半年，然后将矿样磨至—200目85%，为了加速氧化，将矿样过滤后放置在空气中，进行了24小时之内和45天之内(时间长的是每隔2天加水湿润一次)的矿石氧化与可选性指标关系氧化试验与可选性考查。可选性试验是按现场生产条件进行的。试验结果证明，含紫硫镍矿的矿石采出后若较长期放置，随后，磨矿后又不直接进入浮选，让其氧化，则将使选矿指标明显变坏。若采出矿石在较短时间内(我们仅做到存放半年的矿石)存放，则浮选工艺过程中氧化对选矿指标没有明显的影响。3

酸碱介质浮选根据试验证明：因氧化作用在紫硫镍矿表面形成的氢氧化铁或氧化铁，在酸性溶液(H2SO4+H2SO3)、pH为3.8的条件下，能被全部溶解。为了验证清除紫硫镍矿氧化膜后浮选是否可以得到较好的效果，做了酸法与碱法的对比试验。从试验结果表明，在碱性介质中浮选，矿浆中溶解镍量很微，可以忽略不计。但在酸性们质中浮选时，矿浆中就溶解一部分镍，其量为试料中总含镍量的2～2．5%。经查明，溶解的这部分镍为试料中碳酸盐所含的镍被全溶，硫化物中的镍溶解率为1%左右，硅酸盐中的镍微溶。这样由于酸性介质溶掉了试料中碳酸盐所含的镍，结果使尾矿中镍品位有所下降，好似提高了回收率，实则为假象，对其尾矿进行检查证实，酸性介质浮选尾矿中难选紫硫镍矿监没有因酸清洗了表面而恢复了可浮性，仍然以单体状态损失于尾矿中。3

难选原因紫硫镍矿浮游速度的差异与矿物本身化学成分的变化、晶格能的增减和晶胞参数变化有密切的关系。导致紫硫镍矿浮游性差异的原因，主要是矿物中铁含量增加，其次为阴离子硫缺少造成的。因此尾矿中损失的难选紫硫镍矿属于低镍高铁，缺硫的紫硫镍矿。

由于紫硫镍矿化学成分含量变化导致晶胞参数、晶格能的变化，当矿物品格能变大其亲水性能增强，同时矿物中铁高、缺硫导致影响捕收剂对它的作用，造成浮游速度慢而损失于尾矿中。3