Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ АПАТИТОВОЙ РУДЫ

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для извлечения ценных компонентов из апатитовых руд, в частности для извлечения оксида фосфора и редкоземельных металлов, и может быть использовано при обогащении и переработке фосфорсодержащих руд и техногенного сырья различного происхождения.

Известен способ флотации апатитовых руд (патент RU №2164824 опубл. 10.04.2001 г.), который включает последовательную обработку пульпы содой, жидким стеклом, сульфит-спиртовой бардой, кондиционирование и последующую флотацию собирателем, содержащим ацилированные аминогидроксамовые кислоты. Перед кондиционированием пульпу обрабатывают этилидендиаминтетраацетатом (из расчета 20-25 г/т).

Недостатком способа является низкая эффективность флотации сульфит-спиртовой бардой, что приводит к снижению селективности процесса обогащения.

Известен способ флотации апатитовых руд (патент RU №2168369 опубл. 10.06.2001 г.), включающий последовательную обработку пульпы содой, жидким стеклом, сульфит-спиртовой бардой, собирателем, содержащим смесь ацилированных амино- и гидроксамовых кислот. Пульпу перед кондиционированием с собирателем дополнительно обрабатывают иминобис (метилендифосфоновой кислотой) - ИБИДФК.

Недостатком способа является низкая эффективность флотации с использованием сульфит-спиртовой бардой, что приводит к снижению селективности флотационного процесса, а также ухудшение водного баланса фабрики.

Известен способ флотации фосфорсодержащих руд (авторское свидетельство СССР №1559506 опубл. 20.07.1995 г.), включающий кондиционирование пульпу с карбонатом, силикатом натрия и лигносульфонатом. Затем вводят собиратель и выделяют в пенный продукт фосфорсодержащие минералы. В операцию кондиционирования также вводят хлориды кальция и/или магния.

Недостатком способа является низкое депрессирующее действие лигносульфоната, что приводит к усложнению технологической схемы для достижения требуемого качества концентрата.

Известен способ комплексного обогащения апатитонефелиновых руд (патент RU №2152258 опубл. 10.07.2000 г.), включающий доизмельчение хвостов контрольной апатитовой флотации, дофлотацию апатита после этой операции, возврат пенного продукта в апатитовый цикл и последующее выделение из камерного продукта после его обесшламливания титаномагнетитового, нефелинового, сфенового и эгиринового концентратов.

Недостатками данного способа неполное извлечение ценных компонентов, высокие энергетические затраты из-за введения дополнительных операций доизмельчения.

Известен способ флотации апатитовых руд в условиях водооборота (патент RU №2207915 опубл. 10.07.2003 г.), принятый за прототип, который включает последовательную обработку пульпы едким натром, жидким стеклом, органическим регулятором, кондиционирование и последующую флотацию оксигидрильным собирателем, отличающийся тем, что в качестве органического регулятора используют полиэтиленгликолевые эфиры моноалкилфенолов.

Недостатками способа являются незначительная избирательная способность собирателя в условиях снижения качества минерального сырья, низкая селективность флотационного обогащения и негативное экологическое воздействие в связи с повышенным расходом реагентов.

Техническим результатом является повышение эффективности извлечения оксида фосфора и редкоземельных металлов при обогащении апатит-нефелиновых руд, сокращения потерь ценных компонентов, а также повышение экологической безопасности переработки минерального сырья.

Технический результат достигается тем, что руда поступает на измельчение с добавкой трибутилфосфата, затем поступает на классификацию с получением слива и песков, слив идет на флотоэкстракцию редкоземельных металлов, пески на кондиционирование с жидким стеклом, полученную пульпу отправляют на основную флотацию, в качестве собирателя используют собирательную смесь, с получением концентрата и хвостов основной флотации, концентрат основной флотации поступает на первую перечистную флотацию, а хвосты на контрольную флотацию, хвосты первой перечистной флотации объединяют с концентратом контрольной флотации, хвосты контрольной флотации отправляют в отвал, концентрат первой перечистной поступает во вторую перечистную флотацию, с получением готового апатитового концентрата и хвостов, которые отправляют в голову перечистной перечистной флотации.

Способ обогащения апатитовой руды поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - технологическая схема способа;

фиг. 2 - микрофотография кристаллов апатита в отраженном свете;

фиг. 3 - микрофотография кристаллов апатита в обратно рассеянных электронах, где:

1 - апатит;

2 - мусковит;

3 - сфен;

4 - эгирин-авгит;

5 - каолинит;

6 - карбонат редкоземельных элементов;

7 - цеолиты.

Реализация способа осуществляется следующим образом (фиг. 1). Исходная апатитовая руда (фиг. 2), содержащая апатит 1 (фиг 3), мусковит 2, сфен 3, эгирин-авгит 4, каолинит 5, карбонат редкоземельных элементов 6 и цеолиты 7, поступает на измельчение с трибутилфосфатом. Добавка трибутилфосфата при измельчении апатит-нефелиновой руды позволяет повысить эффективность измельчения (табл. 1) и перевести редкоземельные металлы (РЗМ) в комплексные соединения с трибутилфосфатом.

Измельченный продукт идет на классификацию. После классификации получают слив, который содержит комплексные соединения редкоземельных металлов, и пески, которые направляются на флотацию для выделения апатита. Полученный слив отправляют на флотоэкстракцию, где в качестве комплексообразователя и собирателя используют предварительно диспергированный трибутилфофат и получение РЗМ происходит в виде концентрата флотоэкстракции. Пески классификации направляются на кондиционирование с жидким стеклом, после чего обработанная пульпа поступает на флотацию. Цикл флотации включает основную флотацию, две перечистных и одну контрольную операции флотации. В качестве собирателя в операциях флотации используется собирательная смесь. После основной флотации получают концентрат и хвосты основной флотации. Концентрат основной флотации поступает в первую перечистную флотацию, хвосты - на контрольную флотацию. В результате первой перечистной флотации получают концентрат и хвосты первой перичистной флотации, после контрольной флотации: концентрат и хвосты контрольной флотации. Хвосты первой перечистной флотации и концентрат контрольной флотации объединяются и возвращаются в голову основной флотации. Хвосты контрольной флотации являются отвальным продуктом. Концентрат первой перечистной флотации поступает во вторую перечистную флотацию. Хвосты второй перечистной флотации возвращаются в голову первой перечистной флотации. Концентрат второй перечистной флотации является готовым апатитовым концентратом. В качестве собирателя используется собирательная смесь. В результате обогащения апатит-нефелиновой руды получают товарный апатитовый концентрат и продукт, содержащий РЗМ.

Способ поясняется следующим примером. Обогащению подвергается апатит-нефелиновая руда, содержащая РЗМ. Содержание РЗМ - 1% (масс.) в расчете на оксиды. Измельчение апатит-нефелиновой руды до технологически готового класса крупности (80% класса -160 + 0 мм) осуществляется путем механохимикоактивации в растворе трибутилфосфата 1000 г/т. Механохимикоактивация позволяет снизить циркулирующую нагрузку в цикле измельчения, при этом во время измельчения происходит экстракция трибутилфосфатом для коллективного выделения всех РЗМ из апатит-нефелиновой руды. В раствор переходит до 4% (масс.). Измельченный материал поступает на классификацию в о бесшлаливающие воронки, в которой осуществляется разделение на пески и слив, содержащий экстракт РЗМ, который после выделения направляется на флотоэкстракцию редкоземельных металлов. Пески поступают на кондиционирование с жидким стеклом - 400 г/т. И затем проводят флотацию с добавлением оборотной воды, содержащей катионы Са²⁺, которые оказьюают активирующее действие на флотацию апатита. Цикл флотации состоит из основной флотации, двух перечестных и одной контрольной операций. В качестве собирателя используется собирательная смесь (Дистиллированное талловое масло (ДТМ) + Сырое талловое масло (СТМ (хв.)) + Сырое талловое масло (СТМ (лист.)) + Алкилбензолсульфокислота (АБСК) + ОКИД). Наилучший результат в собирательной смеси показал оксиэтилированный изотридеканол. Общий расход собирательной смеси - 130 г/т (85 г/т - в основную операцию, 15 г/т - в контрольную флотацию и 25 г/т и 5 г/т в первую и вторую перечистную операции соответственно. В результате основной флотации получают грубый концентрат и хвосты. Грубый концентрат поступает в питание первой перечистной флотации, а хвосты подаются в питание контрольной флотации. Хвосты первой перечистной флотации объединяются с концентратом контрольной флотации и возвращаются в голову основной флотации. Концентрат первой перечистной флотации поступает на перечистку во вторую перечистную флотацию, где происходит разделение на хвосты, которые возвращаются в голову первой перечистки и концентрат. Концентраты второй перечистной флотации является готовым апатитовым концентратом. А отвальным продуктом являются хвосты контрольной флотации. Таким образом, в результате обогащения апатит-нефелиновой руды два товарных продукта: апатитовый концентрат и продукт, содержащий РЗМ. В таблицах 2 представлены результаты флотационного обогащения.

Разработанный способ позволяет повысить эффективность извлечения оксида фосфора в концентрат с попутным получением концентрата, содержащего редкоземельные металлы, при обогащении апатит-нефелиновой руды, является экологически безопасным и экономически выгодным.