4.9.2 Сегрегационный обжиг медных руд

Наибольший интерес для практики представляет применение процессасегрегационного обжига для подготовки к обогащению окисленных икарбонатных медных, руд, для которых процессы флотации или сернокислотного выщелачивания неэффективны. Огромные запасы окисленныхмедных руд в полной мере не используют из - за отсутствия высокоэффективных методов их переработки. Проведенными за последние годы лабораторными, полупромышленными и промышленными испытаниями процесса сегрегации при переработке окисленных медных руд ряда зарубежных месторождений показали, что этот процесс является чрезвычайноэффективным и позволяет получать в сочетании с процессом флотацийпри оптимальных условиях концентраты с содержанием Сu свыше 70 % при ее извлечении до 95 %.

Процесс сегрегации осуществляют при нагревании измельченной медной окисленной руды в смеси с небольшим количеством галогенидаи углеродистого восстановителя. В качестве галогенида обычно применяют поваренную соль. При обжиге Cu переходит в металлическую формупосле чего легко выделяется флотацией.

Химизм процесса состоит в следующём: 1) взаимодействие водяныхпаров, NaСl и SiO₂ приводит к образованию НСl по реакции SiO₂ + Н₂O + 2NaСl→ 2НСl + Na₂SiO₃; 2) образование полухлористой Сu при хлориовании медных минералов: 2Сu₂O + 6НСl→ 2(СuСl)₃ +3Н₂O; 3) регенерация НСl и восстановление полухлористой меди 2(СuСl)₃+3Н→6Сu+6НСl. Восстановителем является Н₂, образующийся при взаимодействии угля с водяными парами.

Процесс ведут в специальных реакторах кипящего слоя. Температурав камере кипящего слоя поддерживают от 1050 до 1120 К, полнота сегрегации меди обеспечивается при пребывании руды в реакционной камерепримерно в течение 5 мин, расход поваренной соли составляет ~0,1 %от массы руды. Считается, что успешное осуществление этого процессавозможно при его разделении на стадию нагрева руды в кипящем слоеи на стадию непосредственной сегрегации Сu в реакционной камере.

Первые заводы с использованием этого процесса были построеныв Южной Родензии и Бельгийском Конго в 1931 г., а затем в 50 - х годахв Мавритании и Перу. В эти же годы Горным бюро США была проведенаотработка параметров процесса сегрегации, установлены оптимальнаядлительность и температура процесса, определены гранулометрическийсостав перерабатываемых материалов, а также тип и количество добавокхлоринаторов и восстановителя. Результаты исследований были использованы для проектирования и строительства заводов в Аризоне для переработки 175 и 500 т руды в сутки. Отмечено, что важным обстоятельстввом, затруднявшим внедрение технологии сегрегации в промышленность; являлось отсутствие надежной аппаратуры и в особенности печных агрегатов в связи с тем, что в этом процессе используется косвенный нагрев.Эта проблема была решена, так называемой, технологией ТОКСО, благодаря применению непосредственного нагрева.

В докладе на конгрессе обогатителей в Бразилии сообщалось об успешном промышленном применении процесса сегрегации для карбонатных медных руд на шахте Катанга в Перу "Сегрегационно–флотационногопроцесса Митсуй" (хлорирующий обжиг - восстановление Сu–флотация Сu).

При содержании в руде 6 % Сu, извлечение ее в 50 % - ный концентрат составило 88 %. Производительность фабрики, построенной в 1973 г. на руднике Катанге, 150 т/сут. В руде содержится значительное количество благородных металлов, карбонатные и силикатные минералы. Опыт работы фабрики показывает, что экономичность данного процесса обусловлена высоким содержанием Сu в руде, для более бедных руд требуется дальнейшее исследование и совершенствование процесса.