Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОНТРАСТНОСТИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ СУЛЬФИДНЫХ МИНЕРАЛОВ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД

Изобретение относится к области обогащения руд флотацией, в частности к флотации золотосодержащих руд, и может быть использовано в горно-обогатительной промышленности.

Известен способ коллективной флотации для первичной концентрации золота в концентрат (Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. Учебник для вузов. М.: Недра, 1984, 383 с. (стр.249)), в котором извлечение золота в концентрат достигает 90-93% за счет первичной концентрации золота методом флотации. В этом способе флотация измельченной руды до 65-85% класса - 0,074 мм осуществляется с применением смеси ксантогената и дитиофосфата или смеси ксантогенатов с различной длиной углеводородной цепи при общем расходе 100-200 г/т.

Недостатками данного способа являются одновременное наличие пирита и арсенопирита во флотационном концентрате и отсутствие методов их селекции, что сдерживает возможность применения такой флотационной схемы из-за жестких требований к флотационному концентрату по содержанию мышьяка и практически исключает пирометаллургию пиритных концентратов. Так же не обеспечивается кондиционное (<2%) содержание As в золотоносном пиритном концентрате.

Известен способ извлечения золота из сульфидных руд и концентратов (патент RU №2307181, опубл. 27.09.2007), который включает смешивание руд и концентратов с карбонатом кальция при расходе CaCO₃ 100-120% от стехиометрически необходимого для полного связывания серы в гипс, нагревание до температуры 550-650°C и последующее извлечение золота из огарка. Для извлечения золота из огарка в него добавляют исходный концентрат в количестве 1-5% от массы огарка и подвергают флотации.

Недостатком этого способа является недостаточно высокое извлечение золота, а также наличие в огарке мелкодисперсного сульфата кальция (гипса), что обусловливает уплотнение структуры осадков при фильтровании. Плохая фильтруемость кеков приводит, в свою очередь, к потерям неотмытого при фильтровании золота.

Также известен способ обогащения сульфидных полиметаллических золотосодержащих руд и продуктов извлечения ценных компонентов из золотосодержащих сульфидных руд (патент RU №2314165, опубл. 10.01.2008), который включает коллективную сульфидную флотацию в щелочной среде в присутствии ксантогената и вспенивателя с получением коллективного концентрата и хвостов, последующую селективную флотацию коллективного концентрата с получением товарных концентратов и пиритного продукта. Хвосты коллективной сульфидной флотации и/или пиритный продукт селективной флотации классифицируют в трехпродуктовом гидроциклоне с доизмельчением песков гидроциклона и осуществляют в присутствии ксантогената при pH 5,4-5,6 флотацию доизмельченных песков и среднего слива гидроциклона при концентрации ксантогената до 6 мг/л, при этом полученный в результате флотации пенный продукт направляют на переработку для извлечения из него золота.

Недостатком этого способа являются большие потери золота с отвальными хвостами, содержащими пирит с повышенным содержанием золота. Также не обеспечивается кондиционное (<2%) содержание As в золотоносном пиритном концентрате.

Также известен способ извлечения ценных компонентов из золотосодержащих сульфидных руд (патент RU №2339455, опубл. 27.11.2008), который включает предварительное мокрое измельчение и последующую флотацию с введением бутилового ксантогената калия и вспенивателя Т-80. После введения бутилового ксантогената калия добавляется в качестве активатора процесса гидрофобизации ценного компонента 3,4дигидро, 2,5,7,8тетрамитил-2[4,8,12триметил тридецил]2H-1бензопиран-6-ола-ацетат с добавками фосфолипидов в соотношении 3,3:1, затем подается вспениватель Т-80.

Недостатком этого способа является низкая селективность процесса, при котором происходит гидрофобизация и пирита и арсенопирита.

Известен способ разделения пирита и ареснопирита (патент RU №2397025, опубл. 20.08.2010), принятый за прототип. Этот способ включает кондиционирование измельченной пульпы с сульфгидрильным собирателем, введение модификатора поверхности, депрессора и вспенивателя и выделение пиритного концентрата в пенный продукт флотации. В качестве модификатора поверхности используют 2-оксипропиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты, а в качестве депрессора используют экстракт коры дуба.

Недостатком прототипа является применение нестойкого органического депрессора, который подвергается гидролитической деструкции. Применение 2-оксипропилового эфира диэтилдитиокарбаминовой кислоты модифицирует поверхность арсенопирита в недостаточной степени, что не позволяет достичь требуемое содержание мышьяка в пиритном концентрате.

Техническим результатом изобретения является повышение извлечения золота из труднообогатимого минерального сырья.

Технический результат достигается тем, что предварительную подготовку пульпы проводят посредством измельчения материала с добавлением перманганата калия и последующего выделения класса крупности - 0,074+0 мм, кондиционирование пульпы с добавлением бутилового ксантогената калия и в качестве окислителя перманганата калия осуществляют в ультразвуковой ванне с частотой от 20 до 60 кГц и процесс флотации проводят в две стадии, основной и перечистной с использованием бутилового ксантогената калия ББК и вспенивателя ПМ2.

На основе оценки кристаллической структуры, строения молекулярных орбиталей и ионности связи пирита и арсенопирита установлено, что более высокая способность пирита к окислению кислородом в условиях флотации обусловлена расположением атомов серы на гранях и ребрах ячеек кристаллической решетки, в арсенопирите атомы серы экранированы атомами железа и мышьяка. С точки зрения заполнения электронных подуровней октаэдрических комплексов атомов железа, в отличие от арсенопирита, молекулярные орбитали железа в пирите характеризуются незавершенным 3dz подуровнем. Полярность двухэлектронной связи Fe-S в пирите выше, чем в арсенопирите, т.е. характеризуется большим смещением электронов к анионному остову.

Электрофизические свойства пирита изменяются в большем интервале значений, чем у арсенопирита и существенно зависят от нестехиометричности состава и изоморфных примесей. Донорные примеси в пирите представлены Со, Ni, Cu, в то время как As является наиболее частой акцепторной примесью. В арсенопирите дефицит мышьяка обусловливает проводимость n-типа, а для образцов, обогащенных As, наблюдается переход к p-типу. Подвижность носителей в пирите в 3-5 раза превышает значения для арсенопирита.

В оценке свойств пирита существенную роль играет фактор нестехиометричности (S/Fe 1,94-2,01). Степень отклонения от кратности связи железо-сера оказывает влияние на тип проводимости и величину электрохимического потенциала: пириты с недостатком серы (анионной части), как правило, имеют электронную проводимость и проявляют более основные свойства, чем образцы с дефицитом катионной части.

Реализация способа осуществляется следующим образом (фиг. 1) и рассмотрена в следующих примерах.

Предварительное измельчение материала в течение 10 минут с добавлением перманганата калия 100 г/т с последующим выделением класса крупности - 0,074+0 мм. Кондиционирование пульпы с добавлением бутилового ксантогената калия (БКК) 100 г/т и 50 г/т перманганата калия в качестве окислителя осуществляют в ультразвуковой ванне с частотой в диапазоне 20-60 КГц в течение 15 минут. Процесс флотации проводят с в две стадии (основная и перечистная) с использованием на основной флотации 100 г/т БКК + 40 г/т вспенивателя ГГМ2 (ПМ2 - смесь алифатических спиртов нормального и изостроения, по своим флотационным свойствам близок к метилизобутилкарбинолу) (Рябой В.И. Разработка новых флотореагентов в России: // "Горное дело", 2009, №4 URL: pdf. (Дата обращения: 13.10.2014)), и на перечистной флотации 50 г/т БКК + 20 г/т ПΜ2.

Пример 1. Золотосодержащую руду измельчают в шаровой мельнице в течении 10 минут с добавлением перманганата калия 100 г/т. Продукт разгрузки мельницы подвергают классификации в гидроциклоне, пески возвращаются на доизмельчение в мельницу, а слив поступает на кондиционирование. Кондиционирование пульпы осуществляют с добавлением бутилового ксантогената калия 100 г/т и в качестве окислителя перманганата калия 50 г/т в ультразвуковой ванне при частоте 20 кГц в течение 15 минут. И затем проводят флотацию в две стадии, основную и

перечистную, с использованием на основной флотации 100 г/т БКК + 40 г/т вспенивателя ПМ2, и на перечистной флотации 50 г/т БКК + 20 г/т ПМ2. Извлечение золота в концентрат перечистной флотации равно 18,5%, при содержании - 59,3%.

Пример 2. Отличается тем, что при извлечении золота в концентрат по предлагаемому способу варьировали частотой ультразвуковой обработки, которая равна 40 кГц. Извлечение золота в концентрат перечистной флотации равно 11,86%, при содержании - 51,4%.

Пример 3. Отличается тем, что при извлечении золота в концентрат по предлагаемому способу варьировали частотой ультразвуковой обработки, которая равна 60 кГц. Извлечение золота в концентрат перечистной флотации равно 9,5%, при содержании - 49,4%.

В таблице приведены усредненные данные серии проведенных экспериментов (фиг. 2).

По совокупности указанных различий можно заключить, что в процессах измельчения и флотации пирит более активно вступает в реакции окисления и взаимодействия с флотационными реагентами, чем арсенопирит, и его реакционная способность в большей степени, чем у арсенопирита зависит от изоморфных примесей.

Разработанный способ позволяет повысить эффективность извлечения золота в концентрат, при одновременном снижении мышьяка. Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа за счет более полного и селективного выделения ценных компонентов составит 5-7% в год.