Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ МИНЕРАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТИТЕЛЬНОГО МОДИФИКАТОРА

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению сульфидных минералов, содержащих благородные металлы, из концентратов, и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных медно-цинковых пиритсодержащих руд, несульфидных железных руд, а также руд редких и благородных металлов, угля и горнохимического сырья. Технический результат - повышение эффективности флотации.

Известен способ разделения пирита и арсенопирита с использованием растительного реагента, включающий кондиционирование измельченной пульпы с сульфгидрильным собирателем, введение модификатора поверхности, депрессора и вспенивателя и выделение пиритного концентрата в пенный продукт флотации, причем в качестве модификатора поверхности используют 2-оксипропиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты (ОПДТК), а в качестве депрессора используют растительный реагент - экстракт коры дуба. Модификатор поверхности, обладающий комплексообразующими свойствами, усиливает селективную адсорбцию растительного депрессора на арсенопирите. Изобретение направлено на избирательное выделение арсенопирита из золотосодержащих сульфидных пиритсодержащих руд [Патент RU, №2397025, M. кл. B03D 1/02; B03D 1/004 от 24.04.2009 г.].

Известен флотационный реагент, который получают методом каталитического окисления кукурузных зерен, либо иного пищевого крахмалсодержащего растительного сырья, например рисовой мучки. Реагент содержит в качестве основы флотоактивной части карбоксильную - СООН и амидную - CONH функциональные группы [Патент RU 2179480 B03D 1/016, B03D 1/004. от 28.02.2001 г.].

Недостатком данного реагента является то, что он не обладает свойствами депрессора, а проявляет свойства собирателя, гидрофобизатора поверхности, регулятора пенообразования и разрушения пены, а также эмульгатора.

Известен флотореагент, содержащий продукт взаимодействия декстрина и вещества, экстрагированного из растений квебрахо и относящегося к классу таннинов. При взаимодействии квебрахо и декстрина фенольные OH-группы соединяются с декстрином. Полученный продукт затем смешивают с лигносульфонатом щелочного металла. Флотореагент используют при флотации сульфидных руд [US 4880529, кл. B03D 1/02, 209-167, 1989 г.].

Однако флотореагент является дорогостоящим продуктом, так как характеризуется ограниченным и трудно воспроизводимым источником получения составного реагента - квебрахо.

Известен способ флотационного извлечения золота при обогащении золотосодержащих глинистых песков с использованием растительного сорбента, в котором доизвлечение тонких зерен золота осуществляют введением растительного сорбента. После подачи растительного сорбента вводят ксантогенат и вспениватель Т-80. В качестве растительного сорбента используются опилки [Патент RU 2426596, M. кл. B03D 1/00 от 15.02.2010 г.].

Недостатком данного способа является необходимость обработки инертного сорбента щелочью, а затем модифицировать его перед флотацией фосфолипидным активатором процесса гидрофобизации и сорбции ценного компонента - реагентом «ФУЗ».

Известен способ получения средства, обладающего антибактериальной активностью по отношению к сальмонеллам. Средство получают путем экстрагирования водой доступного и дешевого растительного сырья - семян или семенной муки Борщевика при соотношении сырье:экстрагент 1-2:50 в течение 10-15 мин. Изобретение относится к способам получения растительных средств, обладающих антибактериальной активностью, и может быть использовано в профилактических мероприятиях по борьбе с сальмонеллезом [Патент РФ 2131728 М. кл. А61K 31/00; А61K 35/78; A01N 65/00 от 05.05.1998 г.].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения халькопирита и железосодержащих сульфидов в присутствии сульфгидрильного собирателя танина или экстракта коры дуба (ЭКД) [статья: Матвеева Т.Н., Иванова Т.А., Громова Н.К. «Сорбционные и флотационные свойства реагентов растительного происхождения при селективной флотации сульфидных минералов, содержащих благородные металлы», журнал [«Цветные металлы», 2012. - №12, стр. 16-20 (прототип)].

Однако данные реагенты проявляют слабую депрессирующую активность по отношению к пириту при флотации золотосодержащих медно-цинковых пиритсодежащих руд. Таннин, кроме того, является достаточно дорогим реагентом.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения сульфидных минералов: пирита и халькопирита.

Указанная цель достигается обеспечением селективного выделения ценных компонентов в разноименные концентраты при одновременном сокращении безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами в присутствии сульфгидрильного собирателя, модификатора поверхности и вспенивателя.

Для достижения поставленной цели при разделении пирита и халькопирита и выделения медного концентрата в пенный продукт флотации, измельченную пульпу кондиционируют с сульфгидрильным собирателем, вводят модификатор поверхности и вспениватель, причем в качестве модификатора поверхности используют экстракт Борщевика Сосновского (БО) с использованием в предпочтительном варианте реализации соотношение сульфгидрильного собирателя, экстракта борщевика, составляющее 1:(0,5-20), при этом применять разработанный способ следует для пульпы с крупностью частиц (-0,16+0,044 мм).

Селективность действия модификатора поверхности - экстракта борщевика БО - основана на различной прочности соединений, образующихся с разновалентными ионами переходных металлов железа и меди на поверхности пирита и халькопирита. Закрепляясь на пирите в виде соединения с Fe²⁺, реагент гидрофилизирует его поверхность, что приводит к депрессии минерала и обеспечивает эффективное разделение минералов. При повышении концентрации реагента раствор переходит в коллоидное состояние, при котором гидрофильные коллоидные частицы физически неизбирательно сорбируются на обоих минералах, что и приводит к их депрессии.

Способ флотационного разделения сульфидных минералов осуществляется следующим образом.

Навеску измельченной руды помещают во флотационную камеру, вводят сульфгидрильный собиратель, кондиционируют пульпу, подают растительный модификатор поверхности - экстракт борщевика, кондиционируют пульпу, вводят вспениватель и кондиционируют пульпу, затем флотируют.

При реализации способа могут быть использованы:

- (сульфгидрильный) собиратель, ксантогенат калия (БКс), соответствующий (ГОСТ 7927-75), хостафлот Х-23, либо другие алкилксантогенаты или алкилтионокарбаматы, алкилдитиофосфаты и др.;

- вспениватели: метилизобутилкарбинол (МИБК) ТУ 6-02-891-78, сосновое масло ГОСТ6792-74 или другие вспениватели;

- растительный экстракт, полученный путем обработки измельченного высушенного сырья листьев и стеблей Борщевика Сосновского водой или водно-спиртовой смесью. Причем для получения экстракта могут быть использованы спирты C₂-C₄ или другие водорастворимые органические растворители. Многокомпонентный экстракт БО содержит в своем составе преимущественно углеводы, полисахариды, сахара, белки и алкалоиды, в молекулах которых присутствуют гидрофильные и комплексообразующие функциональные группы.

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

Для подтверждения эффективности разработанного способа было проведено сравнение его со способом, выбранным в качестве ближайшего аналога на мономинеральных фракциях пирита и халькопирита и медной пиритсодержащей руде.

Эксперименты проводили на указанном выше лабораторном оборудовании с использованием в качестве вспенивателя метилизобутилкарбинола, используемые минералы были измельчены до (-0,16+0,074 мм), а медная пиритсодержащая руда 70% класса -0,074 мм).

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

Работоспособность способа поясняется таблицей и примерами:

Пример 1. По способу-прототипу на мономинеральных фракциях (опыт 1 в таблице).

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

Пример 2, 3. По способу-прототипу, но с разным расходом модификатора (опыты 2, 3 в таблице).

Навеску измельченного минерала пирита или халькопирита (1 г) помещали во флотационную камеру, вводили собиратель БКс 200 (г/т) и кондиционировали пульпу с собирателем 1 мин, подавали ЭКД 200 или 400 г/т, кондиционировали 1 мин, подавали вспениватель МИБК (100 г/т), перемешивали 0,5 мин, затем флотировали в течение 3 мин.

Пример 4. По разработанному способу на мономинеральных фракциях (опыт 4 в таблице).

Навеску измельченного минерала пирита или халькопирита (1 г) помещали во флотационную камеру, заливали водой pH 7, вводили собиратель БКс 200(г/т) и кондиционировали пульпу с собирателем 1 мин, подавали вспениватель МИБК (100 г/т), перемешивали 0,5 мин, затем флотировали в течение 3 мин.

Пример 5, 6, 7. По разработанному способу, но с разным расходом модификатора (опыты 5-7 в таблице).

Навеску измельченного минерала пирита или халькопирита (1 г) помещали во флотационную камеру, заливали водой pH 7, вводили собиратель 200 (г/т) БКс и кондиционировали пульпу с собирателем 1 мин, подавали модификатор поверхности - экстракт БО 200, 400 или 600 г/т, кондиционировали 1 мин., вводили вспениватель МИБК (100 г/т), перемешивали 0,5 мин, затем флотировали в течение 3 мин.

Пример 8, 9, 10, 11. По разработанному способу, но с собирателем Хостафлот Х23. (опыты 8-11 в таблице).

Пример 12, 13. По способу-прототипу (опыты 12, 13 в таблице), но на руде.

Пример 14, 15. По разработанному способу с собирателем Хостафлот X23, на руде (опыты 14, 15 в таблице).

Введение в качестве растительного сорбента, т.е. твердой фазы (жмыха), после экстракции борщевика при флотации золотосодержащих руд в пульпу позволяет доизвлекать в пенный продукт флотации мелкие частицы тонко вкрапленного золота.

Пример 16. По разработанному способу на мономинеральной фракции пирита крупностью (-0,08+0,04 мм) с искусственно нанесенными микрочастицами золота (6 мг/г пирита), кондиционировали пульпу с собирателем БКс (200 г/т) 1 мин, подавали модификатор поверхности - экстракт БО (400 г/т), кондиционировали 1 мин, вводили вспениватель МИБК (100 г/т), перемешивали 0,5 мин, затем флотировали в течение 3 мин.

Пример 17. По способу 16, но после введения собирателя и модификатора БО, для повышения извлечения золота в пульпу подавали растительный сорбент (жмых), в качестве которого использовали твердый остаток после экстракции Борщевика (600-1000 г/т). Данный способ позволяет обеспечить повышение выхода золотосодержащего пирита в пенный продукт флотации на 3-6% по сравнению со способом 16.

Анализ данных таблицы показывает, что наилучшими условиями разделения пирита и халькопирита по предлагаемому способу являются условия опыта 10. При увеличении расхода модификатора поверхности БО (опыт 11) разница в извлечении пирита и халькопирита уменьшается за счет увеличения депрессии халькопирита.

Данный способ позволяет обеспечить селективное выделение ценных компонентов в разноименные концентраты при одновременном сокращении на 3-5% безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами относительно способа-прототипа.