СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ КАРБОНАТНО-ФЛЮОРИТОВЫХ РУД

Предлагаемое изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при флотационном обогащении бедных труднообогатимых карбонатно-флюоритовых руд с тонким прорастанием минеральных компонентов и высоким содержанием кальцита.

Известен способ флотации кальцито-флюоритовых руд [1], включающий кондиционирование измельченной руды с жидким стеклом, являющимся депрессором пустой породы, и жирными кислотами таллового масла в смеси с соапстоком твердым модифицированным.

Недостатком этого способа является то, что для получения марочного концентрата (ФФ-92) необходима пропарка полученного чернового концентрата при 60-70°С и не менее 7 перечисток с использованием жидкого стекла, что обуславливает высокие энергозатраты и тяжелые санитарно-гигиенические условия труда.

Известен способ минеральной флотации sulfosuccinamate с использованием депрессора [2], включающий мокрое измельчение руды, ее кондиционирование с депрессором пустой породы при 80°С и пенную флотацию, осуществляемую в две стадии в присутствии тетранатриевой соли N-n-октадецил-N-сукциниласпарагиновой кислоты (аспарала Ф), вводимой в количестве 0,07 фунта на тонну руды на каждой стадии, с выделением флюоритового концентрата в пенный продукт. Полученный черновой концентрат разбавляют, нагревают до 80°С и подвергают не менее чем пяти перечисткам с использованием упомянутого собирателя. При этом общий расход собирателя составляет не менее 0,39 фунта, т.е. около 177 г/т руды.

Недостатком способа является необходимость двукратного подогрева пульпы, приводящего к высоким энергозатратам и созданию тяжелых санитарно-гигиенических условий труда. При переработке бедных руд данный способ не обеспечит высокую степень извлечения флюорита в концентрат.

Известен способ обогащения флюоритовых руд [3], включающий мокрое измельчение и контактирование руды с депрессором пустой породы, кондиционирование подготовленной руды с собирателем - тетранатриевой солью N-n-октадецил-N-сукциноиласпарагиновой кислоты (аспаралом Ф), вводимым в количестве не менее 300 г/т руды, и активатором, в качестве которого используют фторид щелочного металла не менее 800 г/т руды, последующую пенную флотацию с выделением флюоритового концентрата в пенный продукт и перечистные операции флотации концентрата.

Недостатком способа является образование в ходе пенной флотации большого объема устойчивой пены, создающей трудности при транспортировке пульпы от операции к операции и обеспечению стабильности и непрерывности процесса. В целях равномерности процесса необходимо применение специальных пеногасящих устройств, дополнительных блок насосов и объемных желобов.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ обогащения флюоритовых карбонатсодержащих руд [4], включающий мокрое измельчение и контактирование руды с депрессором пустой породы, кондиционирование подготовленной руды с собирателем - тетранатриевой солью N-n-октадецил-N-сукциноиласпарагиновой кислоты и фторидом щелочного металла, вводимого в количестве не менее 800 г/т руды, последующую пенную флотацию с выделением флюоритового концентрата в пенный продукт и перечистные операции флотации концентрата. При этом на стадии кондиционирования руды одновременно с тетранатриевой солью N-n-октадецил-N-сукциноиласпарагиновой кислоты и фторидом щелочного металла дополнительно вводят жирные кислоты таллового масла в количестве не менее 200 г/т. При этом тетранатриевая соль N-n-октадецил-N-сукциноиласпарагиновой кислоты подавалась в количестве 200-300 г/т руды, фторид щелочного металла вводят в количестве 500-600 г/т руды на стадии кондиционирования и дополнительно в количестве 100-200 г/т руды на каждой из двух первых перечистных операций. Поставленная задача решалась при использовании в качестве фторида щелочного металла фторида натрия либо фторида калия. Установлено, что наиболее предпочтительным с точки зрения эффективности и одновременно экономичности способа является кондиционирование пульпы при температуре 18-28°С.

Недостатком известного способа является снижение качества концентратов и извлечения флюорита в концентрат при снижении качества руд, особенно при снижении содержания в рудах флюорита и повышении содержания кальцита. Достаточно высокая эффективность действия фторида щелочного металла (Na), выполняющего в процессе разделения функцию модификатора (активация флюорита и депрессия кальцита одновременно) сохраняется до значения карбонатного модуля, представляющего собой соотношение содержания в руде флюорита и кальцита не ниже 1,6-1,8.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности процесса при флотационном обогащении бедных труд-нообогатимых карбонатно-флюоритовых руд с тонким прорастанием минеральных компонентов и высоким содержанием кальцита за счет повышения селективности флотации.

Технический результат достигается за счет того, что в способе обогащения карбонатно-флюоритовых руд, включающем мокрое измельчение в присутствии регулятора среды - кальцинированной соды, до размера, обеспечивающего оптимальное раскрытие минеральных зерен, контактирование с жидким стеклом, основную стадию кондиционирования при температуре 18-28°С в течение 5-10 минут с собирателем - жирными кислотами таллового масла в смеси с комбинированным модификатором, последующую пенную флотацию с выделением чернового флюоритового концентрата в пенный продукт и перечистные операции флотации чернового концентрата с введением модификаторов, на основной стадии кондиционирования руды количество жирных кислот таллового масла составляет не менее 400 г/т, при этом в качестве модификатора вводят фторид аммония в количестве 600-900 г/т и лигносульфонаты в количестве 200-400 г/т в зависимости от содержаний флюорита и кальцита в исходной руде, а на первой и второй стадиях перечистных операции флотации концентрата вводят в качестве модификаторов 100-200 г/т жидкого стекла, 50-150 г/т фторида аммония, 50-100 г/т лигносульфонатов в зависимости от содержаний флюорита и кальцита в черновом концентрате.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

Способ осуществляют следующим образом.

Руда, после мокрого измельчения в присутствии регулятора среды - соды кальцинированной до размера, необходимого для раскрытия минеральных сростков, подвергалась контактированию с депрессором вмещающей породы - жидким стеклом.

Затем пульпа кондиционировалась при комнатной температуре с собирателем - жирными кислотами таллового масла в смеси с модификатором, представляющим собой сочетание фторида аммония и лигносульфонатов в течение 5-10 минут. При этом экспериментально обоснованное количество жирных кислот таллового масла составляет не менее 400 г/т, фторида аммония - не менее 600-900 г/т, лигносульфонатов не менее 200-400 г/т.

Далее проводят основную флотацию во флотационной машине при обычной температуре пульпы в течение 8-10 минут. Пенный продукт основной флотации является черновым флюоритовым концентратом. Камерный продукт направляют в отходы.

Полученный черновой концентрат подвергают нескольким перечисткам с дозировкой - на первой и второй стадиях перечистных операций 100-200 г/т жидкого стекла, 50-150 г/т фторида аммония, 50-100 г/т лигносульфонатов в зависимости от содержаний флюорита и кальцита в черновом концентрате. В зависимости от содержаний флюорита и кальцита в исходной руде может осуществляться от пяти до семи перечисток.

Камерные продукты первой и второй перечисток выводят из схемы и сбрасывают в отходы. Промпродукты третьей и последующих перечисток сгущают и подвергают дополнительной флотации с введением собирателя в количестве 50-100 г/т фторида аммония 50-100 г/т, лигносульфонатов 50 г/т руды. Пенный продукт дофлотации подсоединяют к пенному продукту основной флотации следующей партии руды.

Результатом предлагаемого способа явилось повышение селективности флотации карбонатно-флюоритовых руд, в том числе бедных руд с карбонатным модулем ниже 1. В сравнении с экспериментами, поставленными с применением фторида натрия на аналогичном сырье, качество концентратов возросло на 1,39%, извлечение флюорита в концентрат на 6,41%. Результаты представлены в таблицах 1-2.

Повышение селективности разделения флюорита и кальцита при замене фторида щелочного металла (фторида натрия) на смесь фторида аммония с лигносульфонатами обеспечивается за счет нескольких факторов.

Диссоциация молекулы NH₄F проходит гораздо более активно, чем молекулы NaF, что обусловлено более высокими показателями растворимости фторида аммония.

Кроме того, в связи с использованием в процессе флотации соды кальцинированной (Na₂CO₃), как регулятора среды на момент подачи фторида натрия в пульпе уже присутствуют катионы Na⁺, что способствует снижению скорости его диссоциации. В случае дозировки фторида аммония препятствий для активной диссоциации молекулы на анион F^- и катион NH₄⁺ нет. В результате повышается концентрация активных анионов F^- в пульпе, активирующих флюорит и оказывающих депрессирующее действие на кальцит.

Более высокое содержание фтора в молекуле NH₄F (51,3%), в сравнении с молекулой NaF (45,2%), также является фактором, обеспечивающим количественное преимущество анионов F^- в пульпе.

Лигносульфонаты оказывают широкий спектр депрессирующего действия на кальцит, силикатные и другие минералы. Однако исследования показали, что применение лигносульфонатов в сочетании с фторидом натрия не обеспечивает столь высокого эффекта как с фторидом аммония. Это связано с тем, что технические лигносульфонаты представлены в основном лигносульфонатами натрия, что способствует снижению дифференциации комплексного взаимодействия его с натриево-фторидным соединением. В случае дозирования аммонийно-фтористого соединения показатели селективности существенно возрастают.

Предлагаемый способ повышает эффективность процесса при флотационном обогащении бедных труднообогатимых карбонатно-флюоритовых руд с тонким прорастанием минеральных компонентов и высоким содержанием кальцита за счет повышения селективности флотации. Решается проблема флотационного разделения флюорита и кальцита, обусловленная наличием в обоих минералах катиона Са²⁺.

Источники информации

1. Пат. РФ №2192314, МПК B03D 1/02, B03D 1/008, B03D 101:02, B03D 103:04. Способ флотации кальцито-флюоритовых руд [Текст] / Адосик Г.М. и др., заявитель - Иркутский гос. техн. университет; опубл. 10.11.2002.

2. Пат. США №3830366, МПК B03D 1/06. Mineral flotation with sulfosuccinamate and depressant. Day и др., заявитель - American Cyanamid Company; опубл. 20.08.1974 г.

3. Пат. РФ №2286850, МПК B03D 1/02. Способ обогащения флюоритовых руд / Киенко Л.А. и др., заявитель Институт горного дела ДВО РАН, опубл. 10.11.2006, бюл. №31.

4. Пат. РФ №2346749, МПК B03D 1/00. Способ обогащения флюоритовых карбонатсодержащих руд / Киенко Л.А. и др., заявитель Институт горного дела ДВО РАН, опубл. 20.02.2009, бюл. №5.