Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации и может быть использовано при переработке сульфидных полиметаллических, медно-цинковых и свинцово-цинковых руд.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ флотационного обогащения полиметаллических руд, включающий измельчение руды, введение модификаторов, депрессоров, собирателя, вспенивателя и выделение сульфидных минералов меди и свинца в пенный продукт (RU, патент №2280509, кл. B03D 1/02, 2005 г.)

Для депрессии сфалерита используют цинковый купорос и сульфит натрия, а выделение галенита в пенный продукт осуществляется на стадии коллективной флотации галенита, пирита и благородных металлов путем добавления к собирателю полиметилсилоксанов и кубовых остатков нефтехимии.

Недостатками известного способа являются:

- недостаточно высокая селективность разделения минералов свинца и меди, потери цинка со свинцовым концентратом составляют 10%;

- сложная композиция собирателей.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее техническое решение, заключается в интенсификации процесса селекции полиметаллических руд, а также в эффективности депрессии минералов цинка в медно-свинцовом цикле флотации и в экологической безопасности процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе флотационного обогащения полиметаллических руд, включающем измельчение руды, введение модификаторов, депрессоров, собирателя, вспенивателя и выделение сульфидных минералов меди и свинца в пенный продукт, согласно изобретению для депрессии сульфидных минералов цинка используют сочетание сульфида натрия, цинкового купороса и пиросульфита натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):0,5.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что дополнительно проводят операцию флотации медно-свинцовой «головки».

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве собирателя для сульфидных минералов меди и свинца используют селективный реагент на основе дитиофосфинатов.

А также тем, что в цикле медно-свинцовых перечисток используют операцию оттирки.

Предложенный способ флотационного обогащения полиметаллических руд позволяет эффективно пассивировать поверхность минералов цинка без применения цианистых солей, которые отрицательно влияют как на окружающую среду, так и на селективную флотацию минералов меди, свинца и цинка.

Введение операции медно-свинцовой «головки» позволяет выделить в самостоятельный концентрат раскрытые минералы меди и свинца при грубом помоле руды и избежать ошламования минералов свинца в дальнейшем, а также перераспределить соотношение содержания меди и свинца в руде, что будет оптимальным для медно-свинцового цикла и последующей селекции медно-свинцового концентрата.

Цианид даже при небольших расходах подавляет флотацию всех сульфидов, кроме минералов свинца, и скорость адсорбции собирателя на его поверхности резко увеличивается.

В связи с этим были проведены технологические исследования по разработке бесцианидной технологии получения медно-свинцового концентрата.

Было установлено, что в качестве депрессора сфалерита и пирита по бесцианидной технологии в медно-свинцовом цикле флотации наиболее эффективно сочетание сульфида натрия, цинкового купороса и пиросульфита натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):0,5. Данное сочетание реагентов определяется сравнительной флотоактивностью цинковых минералов и пирита и их соотношением в руде.

Сульфокситные ионы способны вытеснять с поверхности галенита, пирита и сфалерита ионы меди подобно цианиду, практически не влияя на флотоактивность меди, в отличие от цианидов. Этим действием обусловлено их применение в различных циклах флотации. В медно-свинцовом цикле флотации, при небольших расходах в щелочной среде они дезактивируют поверхность сфалерита и пирита от ионов меди, что способствует депрессии этих минералов соответствующими реагентами.

Применение пиросульфита натрия по сравнению с сульфитом натрия в медно-свинцовом цикле более эффективно, если необходимо подавить флотацию сфалерита, активированного ионами двухвалентной меди(II). Депрессирующий эффект этого реагента увеличивается в ряду от медных сульфидов к галениту, пириту и сфалериту. Механизм его депрессирующего действия на пирит связан с десорбцией собирателя с поверхности пирита, также наблюдается окисление меди на поверхности пирита.

Наименьшая активация минералов цинка ионами меди происходит при рН 8,5, но поскольку в этих условиях пирит без подачи цианида плохо депрессируется, были проведены испытания сочетания пиросульфита натрия в комбинации с селективными собирателями. При бесцианидной флотации полиметаллических руд, содержащих благородные металлы, наиболее эффективны собиратели на основе дитиофосфинатов.

Собиратель на основе дитиофосфинатов является хорошим коллектором для галенита, медных и благородных минералов. При этом он не адсорбируется на поверхности сфалерита, даже после в присутствии медного купороса. Его главными характеристиками является сильная собирающая способность, но с превосходной избирательностью в отношении сульфидов железа, сфалерита и «штрафных» элементов. В опытах с использованием ксантогенатов наблюдалась интенсивная флотация пирита. Это является закономерностью, проверенной на многих рудах: исключение цианида из процесса неизбежно приводит к смене ксантогенатов на более селективные собиратели.

Для пульподготовки и интенсификации адсорбции депрессоров на поверхности минералов цинка используют операцию оттирки. Оттирку проводят в оттирочном комплексе (RU, патент №2365417, кл. В03В 1/00, 2007 г.). Механическая очистка поверхности минералов способствует закреплению на «обновленной» поверхности реагентов. Оттирочная машина относится к устройствам для очистки поверхности минералов, активации флотации тонких минеральных частиц крупностью менее 20 мкм и может быть использована при подготовке пульпы перед различными операциями флотации. Оттирочная машина представляет собой камеру, размещенный на валу импеллер и подим-пеллерный конус. Часть объема камеры заполнена гранулами, выполненными из материала, твердость которого превышает 7 по шкале Мооса. Количество гранул и их размер выбирается в зависимости от операции флотации и размера частиц. Нижняя часть камеры защищена от абразивного износа резиновой футеровкой. Через вал может осуществляться подача воздуха.

На чертеже изображена технологическая схема предлагаемого способа флотационного обогащения полиметаллических руд.

Способа флотационного обогащения полиметаллических руд осуществляют следующим образом.

Исходное питание поступает в цикл рудоподготовки, включающий измельчение в щелочной среде (создаваемой известью) и классификацию, слив классификатора поступает в операцию контактирования с реагентами - депрессорами (сочетание сульфида натрия, цинкового купороса и пиросульфита натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):(0,5)) минералов цинка, селективный собиратель на основе дитиофосфинатов и вспениватель на основе метил-изобутил-карбинола для флотации минералов меди и свинца, далее обработанная реагентами пульпа направляется на флотацию медно-свинцовой «головки».

Медно-свинцовая «головка» подвергается операции оттирки в присутствии сульфида натрия, цинкового купороса и пиросульфита натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):(0,5), затем подготовленный материал направляется на перечистку медно-свинцовой «головки». Пенный продукт перечистки медно-свинцовой «головки» направляется в готовый медно-свинцовый концентрат.

Хвосты флотации медно-свинцовой «головки» обрабатываются сульфидом натрия, цинковым купоросом и пиросульфитом натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):0,5 и поступают на основную медно-свинцовую флотацию в присутствии селективного собирателя на основе дитиофосфинатов.

Хвосты основной медно-свинцовой флотации контактируют с сульфидом натрия, цинковым купоросом и пиросульфитом натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):0,5 и селективным собирателем на основе дитиофосфинатов поступают на контрольную медно-свинцовую флотацию. Хвосты контрольной медно-свинцовой флотации являются отвальными по содержанию меди и свинца.

Пенный продукт основной медно-свинцовой флотации проходит операцию оттирки в присутствии сульфида натрия, цинкового купороса и пиросульфита натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):0,5, и направляется вместе с хвостами перечистки медно-свинцовой «головки» на флотацию I медно-свинцовой перечистки.

Концентрат контрольной медно-свинцовой флотации и хвосты I медно-свинцовой перечистки поступают в питание основной медно-свинцовой флотации.

Концентрат I медно-свинцовой перечистки контактирует с сульфидом натрия, цинковым купоросом и пиросульфитом натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):0,5 и поступает на флотацию II медно-свинцовой перечистки. Хвосты II медно-свинцовой перечистки отправляются в питание I медно-свинцовой перечистки.

Концентрат II медно-свинцовой перечистки контактирует с сульфидом натрия, цинковым купоросом и пиросульфитом натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):0,5 и поступает на флотацию III медно-свинцовой перечистки. Хвосты III медно-свинцовой перечистки отправляются в питание II медно-свинцовой перечистки.

Концентрат III медно-свинцовой перечистки объединяется с концентратом перечистки медно-свинцовой «головки» и является готовым медно-свинцовым концентратом с содержанием цинка менее 3%.

Сопоставимый анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает наличие существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

Данное изобретение иллюстрируется конкретными примерами. Для проведения опытов была использована сульфидная полиметаллическая руда.

Пример 1. Реализация способа обогащения полиметаллических руд по способу-прототипу

Руду предварительно измельчили, затем пульпу обработали цинковым купоросом (0,9 кг/т) и сульфитом натрия (0,55 кг/т) для депрессии минералов цинка, подготовленный материал отправили на коллективную флотацию свинцовых минералов и пирита, с последующей селекцией пенного продукта и получением кондиционного свинцового концентрата и пиритного продукта.

Пример 2. Реализация способа обогащения полиметаллических руд по заявленному способу

Руду измельчили в щелочной среде, создаваемой известью, проводили обработку пульпы реагентами - сульфидом натрия, цинковым купоросом и пиросульфитом натрия в соотношении (0.5÷1.5):(1÷3):0,5 для депрессии минералов цинка и флотацию медно-свинцовой «головки» в присутствии собирателя и вспенивателя. Пенный продукт поступает в операцию оттирки и на флотацию перечистки медно-свинцовой «головки». Хвосты флотации медно-свинцовой «головки» направляются в цикл основной медно-свинцовой флотации. Хвосты основной медно-свинцовой флотации поступают в цикл контрольной медно-свинцовой флотации. Пенные продукты основной и контрольной медно-свинцовой флотации и хвосты перечистки медно-свинцовой головки проходят обработку в оттирочном комплексе и направляются в цикл медно-свинцовых перечисток. Пенные продукты перечисток медно-свинцовой «головки» и III медно-свинцовой перечистки являются готовым медно-свинцовым концентратом.

Результаты обогащения полиметаллической руды по способу-прототипу и предлагаемому способу приведены в таблице 1 и таблице 2 соответственно.

Как показали проведенные исследования, только такое сочетание технологических операций и соответствующих реагентных режимов обогащения позволяет осуществить способ обогащения полиметаллической руды.

По предложенной технологической схеме получается медно-свинцовый концентрат с содержанием меди 2,93%, свинца 66,33%, цинка 2,19%, при извлечении меди 76,46%, свинца 94,21%.

Таким образом, заявляемый способ обогащения полиметаллических руд экологически безопасен, поскольку не требует применять цианистые соединения для депрессии минералов цинка, экономически обусловлен - низкая номенклатура реагентов, простое решение исполнения схемы, а также, позволяет получать высокого качества медно-свинцовые концентраты с минимальными содержаниями цинка (менее 3%), пирита и других «штрафных» примесей, что позволяет в цикле селекции меди и свинца, получать кондиционный свинцовый концентрат камерным продуктом.

Поэтому данный способ обогащения полиметаллических руд может быть рекомендован и использован для промышленного применения на обогатительных фабриках при переработке полиметаллических, медно-цинковых и свинцово-цинковых руд.