Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФЛОТАЦИИ КОЛЧЕДАННЫХ ПИРРОТИНО-ПИРИТНЫХ РУД ЦВЕТНЫХ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к области флотационного обогащения колчеданных пирротино-пиритных руд, содержащих ценные компоненты:

медь, цинк и благородные металлы.

Известны способы обогащения руд, в которых медно-цинково-пиритную руду измельчают и классифицируют в высокощелочной среде; затем пульпу кондиционируют с реагентами-модификаторами, собирателем и пенообразователем, флотируют «медную головку» при малом расходе собирателя и проводят дофлотацию неактивированного сфалерита из хвостов коллективного цикла. В зарубежной практике для использования природной флотируемости минералов цинка и других сульфидов применяют в разных циклах флотации широкий ассортимент сульфгидрильных собирателей: этиловый и изопропиловый ксантогенат, дитиокарбаматы, меркаптобензотиазолы и др. собирателей. [А.А.Абрамов. Технология обогащения руд цветных металлов. М.: Недра, 1983, 190 с.]. Недостатком использования сочетания ксантогенатов с разной длиной углеводородного радикала и сочетания ксантогената с другими сульфгидрильными ионогенными собирателями является повышенная флотационная активность сульфидов железа по всем циклам флотация, которая затрудняет получение требуемых технологических показателей как по качеству медного и цинкового концентратов, так и по извлечению меди и цинка в соответствующие концентраты.

Известно применение сочетания бутилового ксантогената с диалкилдитиофосфатами, неионогенными сульфгидрильными собирателями [Теория и технология флотации руд / О.С.Богданов, И.И.Максимов, А.К.Поднек, Н.А.Янис. - М.: Недра. - 1980. - С.88-94].

Однако в применении к пирротино-пиритной медно-цинковой руде, имеющей весьма тонкое взаимопрорастание всех минеральных компонентов: пирротина, пирита, сульфидов цветных металлов и минеральных ассоциаций благородных металлов, использование бутилового ксантогената, сочетания бутилового ксантогената и дитиофосфатов, бутилового ксантогената и тионокарбаматов с преобладающей массовой долей бутилового ксантогената не позволяет получать требуемых технологических показателей для сульфидов меди, сфалерита, золота. Высокая флотационная активность пирита и пирротина связана со значительной массовой долей этих минералов в руде (до 80-90% от суммы), высокой окисляемостью пирротина и бутилового ксантогената в присутствии пирита и пирротина, что приводит к образованию диксантогенида. Первичное закрепление на поверхности сульфидов железа ионной формы бутилового ксантогената, соадсорбция молекулярной формы сульфгидрильных собирателей приводит к значительному повышению флотационной активности пирита и пирротина, несмотря на жесткие условия подавления сульфидов железа.

Применение высокощелочной известковой среды для подавления пирита и пирротина одновременно подавляет флотацию золота, понижает флотируемость халькопирита и наоборот повышает флотоактивность сфалерита, что приводит к потерям цветных и благородных металлов. Продолжительная аэрация в известковой среде довольно известный прием для подавления флотации пирротина. С другой стороны, продолжительная аэрация в известковой среде способствует повышению флотационной активности пирита. Данные противоречия во флотационном поведение пирротина, пирита и минералов цветных и благородных металлов не позволяют достигать требуемых технологических показателей.

В способе флотации золотосодержащей руды получены результаты с использованием композиционных смесей аэрофлотов, приготовленных на основе нормального бутилового спирта и спиртовой фракции сивушного масла в соотношении 1:1. [Тропман Э.П., Тусунбоев Н.К. и др. Труды конференции Металлургия XXI, Алматы, 2006, 125-130 с.].

Дитиофосфаты обладают меньшей собирательной способностью, по сравнению с ксантогенатами, значительно слабее флотируют дисульфиды железа. Дитиофосфаты являются наиболее трудноокисляемыми сульфгидрильными собирателями. Однако слабые собирательные свойства не позволяют самостоятельно применять дитиофосфаты с достижением высоких технологических показателей при приемлемых расходах, поэтому их применяют в сочетании с ксантогенатами. Кроме того, повышенные расходы дитиофосфатов могут приводить к образованию обильной трудноразрушаемой пены и механическому выносу в пену депрессируемых минералов.

Известен способ селективной флотации медно-цинково-пиритной руды, по которому в качестве собирателей используют сочетание слабых сульфгидрильных собирателей - изобутилового дитиофосфата и изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1 для флотации сульфидов меди и сфалерита в коллективный концентрат [В.А.Бочаров, В.А.Игнаткина и др. Способ флотации медно-цинково-пиритной руды. Патент №2433866 зарегистрирован 20.11.2011. Заявка №2009141930. Приоритет: 16.11.2009]. Однако применение этой композиции собирателей дает хорошие результаты только для пиритных руд сравнительно постоянного и однородного состава. Пирротино-пиритные медно-цинковые руды имеют более сложный минеральный и фазовый состав и при применяемой композиции собирателей необходимо учитывать технологические свойства всех минеральных компонентов, и особенно количественный и фазовый состав пирротина и пирита, их гранулометрическую характеристику и особенности кристаллической структуры. Проблема значительно осложняется, когда сульфиды железа представлены пирротином и пиритом при соотношении 2:1 или 1:1.

Наиболее близким по собирательной и флотационной способности по отношению к пирротину и пириту, сульфидам меди и цинка, благородным металлам является способ флотации, включающий сочетание бутилового, изопропилового ксантогенатов и бутилового или других аэрофлотов, который применялся и применяется на обогатительных фабриках Уральского региона. Однако использование этого сочетания собирателей также не обеспечивает получение высоких показателей селективной флотации пиритных медно-цинковых руд по тем же причинам, что и вышеотмеченные способы [А. А. Абрамов. Технология обогащения руд цветных металлов. М.: Недра, 1983, с.191]. По отмеченному способу флотацию проводят в несколько приемов. Вначале ведут флотацию медных минералов в виде «медной головки», затем коллективную флотацию минералов меди и природно-активированного сфалерита, а затем с добавками медного купороса флотируют сфалерит, обладающий слабой природной активностью; концентрат цинковой флотации может направляться на основную цинковую флотацию цикла разделения коллективного концентрата или в черновой цинковый концентрат. Во всех приемах флотации в качестве собирателя применяют композицию слабых сульфгидрильных собирателей. Селекция коллективного концентрата включает: десорбцию собирателя сернистым натрием и активированным углем, депрессию минералов цинка цинковым купоросом, кондиционирование с композицией собирателей и ксантогенатом, медно-пиритную флотацию с получением пенного медного концентрата и цинкового концентрата камерным продуктом. Одним из недостатков данного способа можно отметить, что бутиловый ксантогенат обеспечивает устойчивое неселективное извлечение всех сульфидных минералов при худшем качестве концентратов в сравнении с предлагаемым способом - применением композиции нескольких слабых селективных сульфгидрильных собирателей в сочетании с более сильным - бутиловым ксантогенатом в оптимальном соотношении в различных циклах флотации. При применении только бутилового ксантогената отсутствует возможность селективного выделения цинка в высококачественный цинковый концентрат в рудном цикле после коллективной флотации, в связи с высокой флотируемостью пирротина и пирита.

Задачами заявленного изобретения являются снижение флотируемости пирротина и пирита, селективное концентрирование основной части сульфидов меди в первом медном концентрате, оставшихся сульфидов меди и активированного сфалерита - в коллективном медно-цинковом концентрате, и последующее извлечение неактивированного сфалерита в цинковый концентрат в рудном цикле из камерного продукта коллективной флотации.

При этом достигаются следующие технологические результаты - снижаются объемы циркулирующей флотационной нагрузки и уменьшаются потери цинка и меди с отвальными хвостами, а также взаимопотери меди и цинка в соответствующих готовых концентратах.

Поставленная цель возможна благодаря использованию реагентов серии М-ТФ, которые представляют собой композицию изобутилового дитиофосфата и тионокарбаматов (изопропил-О-метил-N-тионокарбомат или изопропил-О-этил-N-тионокарбомат Z-200) в мольном соотношении компонентов - изобутиловый дитиофосфат:тионокарбамат от 20-60 до 80-40%. Данное соотношение обеспечивает селективное повышение флотируемости сульфидов меди при сохранении низкой флотационной активности сульфидов железа и неактивированного сфалерита. При преобладании в колчеданной руде пирротина (40-60% от суммы сульфидов), по сравнению с пиритом (порядка 20% от суммы сульфидов), установлено оптимальное мольное соотношение компонентов в композиции изобутилового дитиофосфата и тионокарбамата. Данное соотношение определяется тем, что тионокарбаматы способны более активно образовывать поверхностные соединения с активными центрами Fe²⁺ на пирротине, чем на пирите. Наиболее высокие технологические показатели в коллективной флотации достигаются при совместном использовании М-ТФ с бутиловым ксантогенатом при массовом соотношении 3-4:0-1, а в основной цинковой флотацию требуется обратное («зеркальное») массовое соотношение в сочетание М-ТФ с бутиловым ксантогенатом, которое соответствует диапазону 0-1:3-4. Медная флотация для получения готового по меди концентрата проводится собирателем М-ТФ.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем: сульфидную медно-цинковую пирротино-пиритную руду измельчают в известковой среде при рН 8,0-9,0 с добавлением в мельницу сернистого натрия; для связывания катионов меди и сульфидизации окисленных минералов, затем пульпу классифицируют по классу 74 мкм. Измельченную пульпу с крупностью частиц 80-85% класса минус 74 мкм кондиционируют последовательно с М-ТФ для селективной флотации медных минералов в «медную головку» и в определенном массовом соотношении М-ТФ с бутиловым ксантогенатом в соответствии с требуемой флотационной активностью сульфидов по циклам флотации:

флотируют в коллективный концентрат оставшиеся сульфидные минералы меди, природно-активированный сфалерит. После чего хвосты коллективной флотации кондиционируют с медным купоросом, известью, с М-ТФ в сочетании с бутиловым ксантогенатом в оптимальном массовом соотношении и пенообразователем, затем проводят селективную флотацию с выделением сфалерита в черновой цинковый концентрат и получением отвальных пирротин- и пиритсодержащих хвостов. Используют следующие массовые соотношения в сочетании собирателей по циклам флотации: медный цикл - М-ТФ; коллективный цикл - М-ТФ:бутиловый ксантогенат 3-4:0-1; медный цикл селекции - М-ТФ; цинковый цикл (рудный) - М-ТФ:бутиловый ксантогенат 0-1:3-4; цинковый цикл селекции - М-ТФ:бутиловый ксантогенат 3-4:1. Снижение флотации пирротина и пирита осуществляется известью по циклам флотации при разных рН и применением селективных собирателей. Использование реагента М-ТФ позволяет проводить селективную медную и коллективную флотации при более низком значении рН (8-9), чем с бутиловым ксантогенатом (рН=10,5-11,5), что позволяет повысить извлечение сульфидов меди, свободного золота и золота в открытых сростках. Реагент М-ТФ позволяет при преобладании в руде пирротина (40-60%) достигать селективного снижения флотируемости пирротина после продолжительной аэрации в низкощелочной известковой среде (рН 8-9).

В изобретении достигаются следующие технологические результаты:

- низкая флотируемость пирротина и пирита во всех технологических операциях;

- высокое и селективное извлечение сульфидов меди и цинка в товарные концентраты;

- выделение основной части цинкового концентрата сразу в рудной флотации после проведения коллективной медно-цинковой флотации, что снижает объем технологических операций при разделении коллективного медно-цинкового концентрата, уменьшает пульповую нагрузку на эти и другие операции, что в конечном итоге позволяет сократить общий флотационный фронт и уменьшить циркуляции сфалерита и сульфидов железа с промпродуктами. Технологические результаты достигаются за счет использования селективного собирателя М-ТФ и сочетания собирателей в определенной очередности их дозирования по циклам флотации и соотношения с бутиловым ксантогенатом.

Существенным отличием заявленного изобретения и его преимуществом в сравнении с прототипом и известными техническими решениями является то, что в предложенном способе применяют в определенном мольном соотношении компоненты селективного собирателя М-ТФ (смесь дитиофосфата и тионокарбамата) в сочетании с сильным собирателем бутиловым ксантогенатом в оптимальном массовом соотношении для каждого цикла флотации, что позволяет селективно флотировать раскрытые первичные, вторичные сульфиды меди в первой медной флотации и остальные сульфиды меди и природно-активированный сфалерит в коллективной флотации, применяя высокощелочную известковую среду (не менее 800-1000 мг/л св. СаО) и сочетание М-ТФ:бутиловый ксантогенат в соотношении 0-1:3-4, что позволяет селективно сфлотировать сфалерит в готовый цинковый концентрат.

Конкретная реализация способов проведена на следующем примере в лабораторных условиях на колчеданной медно-цинково-пирротино-пиритной руде. Руду измельчают в известковой среде в течение 22 минут при рН 8,0-9,0 с добавлением в мельницу сернистого натрия 50 г/т для связывания катионов меди, образующихся при окислении вторичных сульфидов; пульпу классифицируют по классу 74 мкм. Измельченную руду с крупностью частиц 80-85% класса минус 74 мкм кондиционируют последовательно с композицией селективных собирателей, подаваемой в определенной очередности и соотношении: М-ТФ и бутиловый ксантогенат. При различных массовых соотношениях по циклам флотации: медный цикл - М-ТФ; коллективный цикл - 3:1; медный цикл селекции - М-ТФ; цинковый цикл (рудный) - 1:3; цинковый цикл селекции - 3:1. Добавляя пенообразователь, проводят медную флотацию с получением «медной головки», медно-цинковую флотацию с получением коллективного концентрата, содержащего сульфидные минералы меди и природно-активированный сфалерит; затем полученные после коллективной медно-цинковой флотации хвосты кондиционируют с медным купоросом, для активации сфалерита, известью, для создания высокощелочной среды для подавления пирротина и пирита, композицией собирателей М-ТФ с бутиловым ксантогенатом, пенообразователем и проводят селективную флотацию с выделением сфалерита в черновой цинковый концентрат и получением отвальных пирротино-пиритсодержащих хвостов.

Результаты флотации медно-цинково-пиротино-пиритной руды по способу-прототипу и предлагаемому способу приведены в таблице 1.

По предложенному способу прирост извлечения металлов в товарные селективные концентраты составил: меди - 6,1% и цинка - 3,2%.