Результат интеллектуальной деятельности: Способ флотационного отделения сфалерита и минералов меди от сульфидов железа

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности, к флотационному выделению сульфидных минералов, из концентратов и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных медно-цинковых пирит, пирротин и арсенопирит - содержащих, золотосодержащих руд, а также оловосодержащих руд сульфидного типа, которые содержат помимо касситерита сульфиды меди, цинка, свинца, серебра, а также железосодержащие сульфиды, присутствие которых в концентратах обогащения ухудшает их качество и осложняет дальнейший металлургический передел.

Известен способ обогащения сульфидных руд, включающий введение модификатора поверхности сфалерита для увеличения сорбции ксантогената, введение коллектора и вспенивателя. В данном способе в качестве агента, модифицирующего поверхность, используют медный купорос. Отделение сфалерита от минералов железа осуществляется в сильнощелочной известковой среде. [Богданов О.С., Максимов И.И., Поднек А.К., Янис Н.А. Теория и технология флотации руд. - М., Недра. 1980. - стр. 363.].

Однако в данном способе необходимо строго контролировать расход медного купороса, чтобы сократить непроизводительный расход ксантогената.

Известен способ флотации полиметаллических руд, включающий введение модификатора поверхности сфалерита, ксантогената и дополнительного собирателя МКОП, обладающего вспенивающей способностью. В качестве дополнительного собирателя используют реагент МКОП, полученный на основе маточного раствора производства бутилового ксантогената и оксида пропилена. Способ позволяет исключить из процесса флотации вспениватель и повысить извлечение меди и цинка. [Иванова Т.А., Заславская Н.Н., Тюрникова В.И. Получение, свойства и применение нового флотационного реагента. // Металлургические технологии при переработке руд и концентратов цветных металлов: Науч. трудов Гинцветмет - М., 1993. С. 119-123. А.С. №1457232 СССР и А.С. №1640868 СССР].

Однако для производства реагента МКОП необходимо использовать отход производства ксантогената со стабильным составом.

Известен способ флотационного отделения сфалерита и минералов меди от сульфидов железа, включающий кондиционирование измельченной пульпы в присутствии комплексообразующего собирателя и регулятора комплексообразования, В данном патенте в качестве комплексообразующего реагента селективного к цинку и меди диантипирилметан (1-фенил-2,3-диметил 4-диметиламинопиразолон-5), способный к образованию прочного соединения с этими металлами, а в качестве регулятора комплексообразования используют роданид аммония. [Чантурия В.А., Иванова Т.А., Чантурия Е.Л., Зимбовский И.Г. «Способ флотационного отделения сфалерита и минералов меди от сульфидов железа», Российский патент на изобретение, RU (11) 2504438(13) С1 заявка 2012129942/03,16.07.2012].

Однако указанный реагент способен легко окисляться ионами железа (3+) на поверхности железосодержащих сульфидов и вводной фазе пульпы, что может приводить к непроизводительному расходу реагента.

Наиболее близким по технической сущности, совокупности признаков и достигаемому результату можно признать способ флотации медно-цинковых сульфидных руд в щелочной известковой среде включающий введение медного купороса, кондиционирования пульпы с бутиловым ксантогенатом и вспенивателем При этом эффективность разделения существенно зависит от наличия примесей в разделяемых минералах. [Л.Я. Шубов, С.И. Иванков, Н.К. Щеглова Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. Книга 2, стр. 165 (прототитп)].

Недостатком указанного способа является невысокое извлечение ценного компонента в концентрат, низкий индекс селективности, высокий расход флотореагентов, высокие потери металла с отвальными хвостами.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности отделения сульфидных минералов цинка и меди от сульфидов железа из медно-цинковых или полиметаллических руд и продуктов обогащения.

Технический результат, получаемый при реализации изобретения, состоит в обеспечении селективного выделения ценных компонентов в концентрат при одновременном сокращении безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами в присутствии комплексообразующего реагента-собирателя селективного к цинку и меди, регулятора комплексообразования и вспенивателя.

Для достижения указанной цели предложено использовать разработанный способ флотационного отделения сфалерита и минералов меди от сульфидов железа, включающий кондиционирование измельченной пульпы с регулятором комплексообразования, собирателем, селективным к цинку и меди, и вспенивателем, и выделение цинкового концентрата в пенный продукт флотации, причем в качестве, регулятора комплексообразования используют роданид аммония или сернокислую медь. В качестве собирателя используют дитиопирилметан (1-фенил-2,3-диметил-пиразолон-5-тион). В предпочтительном варианте реализации используют соотношение собирателя и роданида аммония составляющее 1:2. Желательно применять разработанный способ для пульпы с крупностью частиц (- 0,1 мм). Способ реализуется следующим образом.

В качестве комплексообразующего реагента селективного к цинку и меди используют дитиопирилметан, способный к образованию прочного соединения с данными металлами, а в качестве регулятора комплексообразования используют роданид аммония, при этом соотношение собирателя и регулятора комплексообразования составляет от 1: 0,5 до 1: 4.

Кроме того, в качестве регулятора комплексообразования используют сернокислую медь, а в качестве дополнительного собирателя используют ксантогенат (БКс) или любой другой сульфгидрильный собиратель.

При реализации способа могут быть использованы:

- дитиопирилметан (1-фенил-2,3-диметил-пиразолон-5-тион) представляющий собой белый или желтоватый кристаллический продукт, незначительно растворим в воде, хорошо растворим в минеральных кислотах и в уксусной кислоте, ацетоне, хлороформе, диметилформамиде и спиртах, Мв. 420,63, т.пл. 236-237°С.

- роданид аммония (NH₄CNS) ГОСТ 27067-86 или роданид натрия

- уксусная кислота (УК) ГОСТ 18270-72

- (сульфгидрильный) собиратель, бутиловый ксантогенат калия (БКс), соответствующий (ГОСТ 7927-75) либо другие алкилксантогенаты или алкилдитиокарбаматы и др.

- вспениватели: Сосновое масло ГОСТ 6792-74, или Метилизобутилкарбинол (МИБК) ТУ 6-02-891-78.

Селективность действия дитиоптрилметана, основана на способности к образованию трудно растворимого комплексного соединения с цинком Zn (C₁₃H₁₇ON₃)₂(NCS)₂ или соединения с медью на поверхности сульфидных минералов и одновременной способностью к образованию растворимого в воде соединения с ионами железа (3+) на поверхности пирита или других железосодержащих сульфидов. Введение регуляторов комплексообразования роданидионов, или сернокислой меди приводит к образованию более устойчивых комплексных соединений дитиопирилмтана с цинком и более сильной гидрофобизации поверхности сфалерита. Введение сернокислой меди перед собирателем приводит к одновременному образованию комплексов 1-фенил-2,3-диметил-пиразолон-5-тиона с цинком и медью на поверхности сфалерита.

Для осуществления флотационного разделения сфалеририта и пирита в лабораторных условиях была использована лабораторная механическая флотомашина, в промышленных условиях может быть использована флотомашина любого типа.

Для подтверждения эффективности данного способа было проведено сравнение его со способом, выбранным в качестве прототипа.

Эксперименты проводили на выше указанном лабораторном оборудовании с использованием в качестве вспенивателя метилизобутилкарбинола (МИБК), используемые минералы были измельчены до (-0,1+0,044 мм).

Необходимую для опытов крупность получали истиранием минералов в фарфоровой мельнице и рассеиванием на классы на ситах.

1. По способу - прототипу (опыт 1 в таблице).

Навеску измельченного минерала пирита или сфалерита (1 грамм) помещали во флотационную камеру, заливали водным раствором рН10,5 (СаО); вводили CuSO₄ 200 г/т, затем кондиционировали пульпу с собирателем БКс 100(г/т), подавали вспениватель МИБК, перемешивали 0,5 мин., затем флотировали в течение 3-х минут.

2. По способу флотационного разделения сульфидных минералов с использованием дитиопирилметана (опыты 2-4 в таблице)

Навеску измельченного минерала пирита или сфалерита (1 грамм) помещали во флотационную камеру, заливали водой, вводили собиратель ДТМ 50, 100 или 200 (г/т) и кондиционировали пульпу с собирателем 1 мин, подавали вспениватель МИБК, перемешивали 0,5 мин., затем флотировали в течение 3 минут.

3. По способу флотационного разделения сульфидных минералов с использованием дитиопирилметана (опыт 5 в таблице), но перед подачей собирателя ДТМ (100 г/т) вводили регулятор CuSO₄ 200 г/т.

4. По способу флотационного разделения сульфидных минералов с использованием дитиопирилметана (опыты 6-8 в таблице), но одновременно с собирателем ДТМ (100 г/т) вводили регулятор комплексообразования роданид аммония NH₄SCN при весовом отношении ДТМ: NH₄SCN от 1:1 до 1:4.

5. По способу флотационного разделения сульфидных минералов с использованием дитиопирилметана (опыт 9 в таблице), но навеску измельченного халькопирита (1 грамм) помещали во флотационную камеру, заливали водой, вводили собиратель ДТМ, 100 (г/т) и кондиционировали пульпу с собирателем 1 мин, подавали вспениватель МИБК, перемешивали 0,5 мин., затем флотировали в течение 3 минут.

6. По способу флотационного разделения сульфидных минералов с использованием дитиопирил (опыт 10 в таблице), но одновременно с собирателем ДТМ (100 г/т) вводили регулятор комплексообразования роданид аммония NH₄SCN при весовом отношении ДТМ: NH₄SCN 1:2.

6

Анализ данных таблицы показывает, что наилучшими условиями разделения пирита и сфалерита по предлагаемому способу являются условия опыта 7 и опыт 8. В отсутствии регулятора комплексообразования (опыт 2-4) извлечение сфалерита при расходах ДТМ 50-300 г/т не превышает 63,5%, при извлечении пирита <3%. Разработанный способ позволяет обеспечить разницу в извлечении минералов пирита и сфалерита на 5,8% выше по сравнению со способом - прототипом.