СПОСОБ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ МОЛИБДЕНСОДЕРЖАЩИХ РУД

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче и переработке молибденсодержащих руд.

Общеизвестен и распространен на практике способ добычи и переработки молибденсодержащих руд, включающий технологическое картирование, районирование карьерного поля с выделением различных технологических типов руд, в частности, с различной степенью окисления, усреднение с целью ограничения в поступающем на обогатительную фабрику рудном потоке содержания окисленных молибденовых руд предельной установленной технологией обогащения величиной. Поступающий рудный поток после измельчения подвергается флотационному обогащению (Минералого-технологическое картирование руд различных участков Тырныаузского месторождения с целью разработки методики управления качеством руды. Том I. Отчет по НИР. - Л.: Механобр, 1980.). Данная технология успешно работает при относительно небольшой степени окисления молибденита в руде, когда, не сдерживая горные работы, без промежуточных складов окисленных руд, существует возможность их расшихтовать с рудами низкой степени окисления. Но даже в этом случае нужны дополнительные площади в карьере для организации усреднительных складов. Кроме того, для устранения жесткой технологической связи нужны площади для организации временного складирования окисленных руд. В стесненных условиях карьеров когда параллельно решается задача минимизации затрат на вскрышные работы свободных площадей нет. Еще сложнее обстановка с наличием свободных площадей для организации усреднения руд на подземных рудниках.

Наиболее близким техническим решением является способ добычи и переработки молибденсодержащих руд, включающий районирование карьерного поля, оконтуривание различных по технологическим свойствам участков рудного массива, селективную выемку на оконтуренных участках с выделением в самостоятельный поток руд из зон с повышенным окислением молибденита и направлением его на люминесцентную сепарацию (Хакулов В.А. «Обоснование пошаговой адаптации комбинированной разработки нагорного месторождения к меняющимся горно-технологическим условиям». Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Новочеркасск, 2009, http://oldvak.ed.gov.ru/common/img/uploaded/files/vak/announcements/techn/2009/13-04/KHakulovVA.pdf).

Данное техническое решение, рассматриваемое в качестве прототипа, ориентировано на дополнительное извлечение полезных компонентов из некондиционных руд и будет эффективно при получении относительно небольших объемов повеллитсодержащего продута, который можно расшихтовать с большим объемом сульфидных руд. Если в конечном итоге степень окисления молибденита в руде будет превышать 10-11%, то неизбежны большие потери молибдена при флотационном обогащении, на стадии доводки грубого концентрата. Кроме того, учитывая то, что напрямую при сепарации молибденит не извлекается, а по люминесценции повеллита решается задача извлечения в обогащенный продукт кусков с повышенным содержанием молибдена. Это могут быть куски как с повышенным содержанием повеллита, так и куски с повышенным содержанием молибденита, покрытого окисной пленкой повеллита. Необходимо отметить, что куски, содержащие молибденит, не покрытый окисной пленкой, не люминесцируют и в обогащенный продукт при сепарации не выделяются, а теряются в хвостовом продукте. Так как данное техническое решение, предполагает сортировку некондиционных руд, то дальнейшая переработка хвостов сепарации не предусматривалась. Таким образом, рассматриваемое техническое решение из-за значительных потерь молибденита в хвостах сепарации не применимо к балансовым молибденовым рудам с повышенным окислением молибденита.

Задачей изобретения является повышение уровня и качества извлечения молибдена в конечный продукт из балансовых молибденовых руд с повышенной степенью окисления молибденита.

Задача решается тем, что обогащенный повеллитом продукт сепарации после измельчения направляют на коллективную флотацию с получением грубого молибденового концентрата, далее после окисления молибденита в грубом концентрате осуществляют выщелачивание повеллита в среде расплава смеси хлорида и силиката натрия с формированием насыщенного молибдатом натрия расплава хлорида натрия и хвостов в твердом остатке, а хвостовой продукт сепарации направляют после измельчения на флотацию с получением молибденового концентрата.

Примеры конкретного выполнения

Крупнейшее в РФ Тырныаузское вольфрамомолибденовое месторождение представлено более чем 30 рудными телами, которые отличаются минеральным, вещественным составом, определяющим их технологические свойства. Большая часть рудных тел представлена рудами, содержащими как вольфрам, так и молибден. Кроме того, часть рудных тел представлена монокомпонентными рудами, которые содержат только один полезный компонент (вольфрам или молибден).

Основным минералом, представляющим молибден в рудах Тырныаузского вольфрамомолибденового месторождения является молибденит (MoS₂). Молибденит обладает более высокой гидрофобностью, чем сопутствующие минералы, и поэтому хорошо флотируется. Несмотря на крайне низкое содержание молибдена в значительной части рудных блоков (0.030-0,06%) его извлечение в концентрат достигает 95%. В то же время отдельные участки залежей месторождения подвержены различной степени окисления. Проявляется это в покрытии молибденита окисной пленкой повеллита (СаМоO₄). Показатели существующей технологии обогащения при степени окисления молибденита, превышающей 10%, заметно ухудшаются. Из вольфрамо-молибденовых руд повеллит извлекается вместе с шеелитом в коллективный концентрат и разделяется на стадии гидрометаллургии.

Наибольшие проблемы возникают на стадии доводки грубых концентратов при обогащении окисленных моносодержащих молибденовых руд. Наличие кальциевых минералов в руде затрудняет получение богатых повеллитовых концентратов. По существующей технологии данная проблема решается усреднением руд, подаваемых одним потоком на одну технологическую линию, в которой повеллит извлекался вместе с шеелитом в коллективный концентрат и разделяется на стадии гидрометаллургии. Но эта технология, кроме прочих недостатков, не решает проблему чисто молибденовых руд, так как усреднение их с шеелитсодержащими рудами ведет к взаимному разубоживанию и снижению эффективности переработки.

На чертеже представлена технологическая схема варианта практической реализации заявляемого технического решения.

На стадии горных работ с использованием технологии селективной выемки осуществляется формирование двух потоков горной массы.

Технология селективной выемки включает предварительное районирование карьерного поля, оконтуривание различных по технологическим свойствам участков рудного массива (в т.ч. по окислению молибденита). Селективной выемкой, на оконтуренных участках, выделяют в первый самостоятельный поток рудную массу из зон, в которых окисление молибденита не превышает 9-11%. Во второй поток выделяют наиболее окисленные молибденовые руды из зон нарушений, где окисление молибденита составляет около 20%. Руды первого потока перерабатываются по известной технологии предусматривающей дробление, измельчение, флотацию с получением молибденового концентрата. Извлечение молибдена по данной технологии при переработке слабоокисленных руд составляет более 91%.

Руды второго потока подвергаются дроблению и грохочению на два продукта. Надрешетный продукт размером - 75 +10 мм подвергается люминесцентной сепарации. В рентгеновских или ультрафиолетовых лучах куски, содержащие окисленный молибденит (покрытый пленкой повеллита), люминесцируют и выделяются в обогащенный продукт. Хвосты сепарации, представляющие собой очищенный от повеллита продукт с кондиционным содержанием молибденита (по содержанию Мо и по степени окисления), объединяют с потоком слабоокисленных руд на стадии измельчения (т.е. после измельчения направляют на флотацию с получением молибденового концентрата).

Обогащенный продукт сепарации, отличающийся высокой степенью окисления (до 90%), объединяют с подрешетным продуктом грохочения размером -10 мм, который примерно в 1.5 раза обогащен молибденом по сравнению с исходной рудной массой и отличается повышенным окислением молибденита (до 70%). Объединенный продукт после измельчения, коллективной флотации с получением грубого концентрата содержанием около 4,5-11% Мо подвергают процессу окисления молибденита. Известно большое количество технологий окисления сульфидных концентратов.

Наибольшее распространение в промышленности получили две технологии окисления с помощью обжига [6]:

- технология обжига в многоподовых печах с механическим перегребанием;

- технология обжига в печах кипящего слоя.

Технологию обжига в многоподовых печах с механическим перегребанием давно используют для обжига сульфидных концентратов.

В данном способе дисульфид молибдена, содержащийся в молибденитовом концентрате, подвергают окислительному обжигу в многоподовых печах при 480-590°С.

Реакция окисления (2MoS₂+7O₂ -> 2МоО₃+4SO₂) на подах при перемешивании идет с выделением тепла. Разогрев необходим только при запуске печи. Температура не должна превышать 580-590°С. Кальцит, находящийся в контакте с частицами МоО₃, переходит в СаМоO₄. Избыточное наличие в смеси кальцитов является причиной образования при обжиге сульфата кальция: СаСО₃+SO₃ -> CaSO₄+СO₂.

Обжиг в кипящем слое используют в химической и металлургической промышленности. Производительность этой технологии в 15-20 раз выше, чем в обычных обжиговых печах. Частицы обжигаемого материала находятся в восходящем потоке газа в «кипящем» или «псевдожидком» состоянии. В такое состояние зернистый материал переходит при достижении критической скорости восходящего потока газа. Слой материала расширяется и затем переходит в псевдожидкое состояние, характеризуемое интенсивным движением частиц в потоке, по внешнему виду напоминающем кипящую жидкость. Благодаря хорошему контакту частиц с газом химические реакции в кипящем слое протекают быстро. Кроме того, подвижность слоя, подобная подвижности жидкости, позволяет легко осуществить непрерывную самопроизвольную выгрузку, «вытекание» материала из печи через разгрузочную трубу.

Продукт окисления направляют на выщелачивание повеллита в среде расплава смеси хлорида и силиката натрия. Повеллит растворяется в расплаве хлорида натрия, при этом содержащиеся в нем примеси взаимодействуют с силикатом натрия и выпадают в осадок. Вмещающие породы, не взаимодействующие с расплавом смеси хлорида и силиката натрия, также остаются в твердой фазе и выводятся из процесса после удаления расплава, насыщенного молибдатом натрия. После добавления хлорида кальция в расплав, насыщенный молибдатом натрия, образуется искусственный повеллит, который выпадает в осадок, а хлорид натрия выводится из процесса. В результате переработка окисленных руд доводится до получения молибден продукта дальнейшей высокорентабельной гидрометаллургической переработки, а хлорид натрия возвращается в процесс выщелачивания повеллита.

Предлагаемая технология эффективна при добыче окисленных молибденовых руд. Технология предусматривает выделение в процессе селективной выемки труднообогатимой части залежи, представленной окисленными рудами, из которой позволяет выделить (с помощью кусковой сортировки) и направить повеллитсодержащую часть рудного потока на переработку технологией, предусматривающей доводку грубого молибденового концентрата процессом, не критичным к повеллиту, - выщелачиванием повеллита в среде расплава смеси хлорида и силиката натрия. Технология позволяет поднять качество и извлечение молибдена в концентрат.

Источники информации

1. Минералого-технологическое картирование руд различных участков Тырныаузского месторождения с целью разработки методики управления качеством руды. Том I. Отчет по НИР. - Л.: Механобр, 1980.

2. Новиков В.В. и др. Нетрадиционная технология отработки рудных месторождений. - Обогащение руд, №3, 4, 1992, с.4-12.

3. Камкин И.Р., Хакулов В.А, Бахарев Л.В., Субетто O.K., Моллаев Р.С. Технология предварительного обогащения бедных руд методом рентгенолюминесцентной сепарации // Горный журнал. - 1990. - №9. - С.26-27.

4. А.с. №1503401 (СССР). Хакулов В.А., Жабоев М,Н., Блинов Ю.И., Хрущев В.А., Семочкин Г.А., Кагарманов С.А. Способ формирования качества руд. - 1989.

5. Хакулов В.А «Обоснование пошаговой адаптации комбинированной разработки нагорного месторождения к меняющимся горно-технологическим условиям», Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Новочеркасск, 2009, http://oldvak.ed.gov.ru/common/img/uploaded/files/vak/announcements/techn/2009/13-04/KHakulovVA.pdf

6. Окислительный обжиг молибденовых концентратов http://сортамент.рф/publ/analitika_rynka_chjornykh_metallov/okislitelnyj_obzhig_molibdenitovykh_koncentratov/2-1-0-33