Таблица 2.1

Свойства аполярных несульфидных минералов, определяющих их поведение при флотации

Все эти свойства аполярных несульфидных минералов обуславливают следующие особенности их флотации:

1.Высокая природная гидрофобность позволяет осуществлять флотацию при сравнительно простом реагентном режиме с применением пенообразователей и малорастворимых в воде реагентов-масел.

2.Большая прочность прилипания аполярных несульфидных минералов к воздушным пузырькам наряду с небольшой плотностью позволяет флотировать сравнительно крупные их частицы.

3.Образование значительного количества тонких шламов при добычеиизмельченииможетвотдельныхслучаяхосложнятьфлотацию.

2.2.Флотация сульфидных руд

2.2.1. Флотация медных руд

Наиболее важные в промышленном отношении следующие медные сульфиды: халькопирит (медный колчедан) CuFeS2, халькозин (медный блеск) Cu2S, борнит Cu3FeS2, или Cu3FeS2·Cu2S, ковеллин CuS. Нередко в руде присутствуют несколько медных сульфидов.

Постоянным спутником медных сульфидов является, прежде всего, пирит, реже пирротин. В качестве нерудных минералов следует назвать кварц, силикаты, серицит, барит и другие минералы, которые нередко находятся в рудах в тесном срастании с сульфидами. При значительном числе типов медных руд следует выделить: сплошные колчеданные (сплошные сульфидные) руды и вкрапленные (порфировые) руды. Первые руды характеризуются преобладанием сульфидов, особенно пирита.

55

Впоследнее время применяют вместо отдельных собирателей их сочетания (например, бутиловый и изопропиловый ксантогенаты, ксантогенат и дитиофосфат). Применение дитиофосфатов позволяет получить медный концентрат, более чистый по пириту.

Для медной флотации часто применяют в качестве собирателя ксантогенаты. Синтетические реагенты-пенообразователи все более вытесняют сосновое масло. Замена соснового масла синтетическими реагентами происходит не только на медных фабриках, но и вообще при флотации сульфидных руд.

Вкачестве примера рассмотрим Джезказганскую медную фабрику, на которую поступает тонковкрапленная медная руда типа медистых песчаников. Основными рудными минералами являются борнит, халькозин и халькопирит; нерудными – кварц, полевой шпат и кальцит. Дробленая руда 20–0 мм измельчается в две стадии до крупности 62–65 % класса –0,074 мм перед флотацией, концентрат которой перечищается в трех перечистках. Концентрат I перечистки доизмельчается до крупности 80 % класса –0,074 мм. Доизмельчению (совместному) подвергаются также (до крупности 85 % класса –0,074 мм) промпродукты I перечистки и контрольной флотации. Расход реагентов: машинного масла 200 г/т (в виде водной ультразвуковой эмульсии), бутилового ксантогената 50 г/т и флотомасла 75 г/т (пенообразователь). В основную флотацию подают 40 % ксантогената и 60 % флотомасла, в контрольную флотацию – машинное масло и остальную часть ксантогената и флотомасла.

Вдальнейшем фабрика перешла на сложную схему с раздельной флотацией песков и шламов. Операции доизмельчения промпродуктов сохранились так же, как и тонкость помола. Реагентный режим изменился: 150 г/т машинного масла, 40 г/т сернистого натрия, 50 г/т спирта, количество ксантогената не изменилось. В результате (при несколько сниженной производительности фабрики на 5 % и понижении расхода машинного масла на 25 %) извлечение меди увеличилось на 1 % при том же качестве концентрата. При флотации сплошных сульфидных руд с применением сульфгидрильных собирателей поддерживают рН равным 11, т. е. выше, чем при вкрапленных. Если же вначале ведут коллективную флотацию медных и железных сульфидов, то рН не должно превышать 7,5. Для селективного разделения медно-пиритных концентратов принимают рН равным 11 и выше, причем депрессия пирита осуществляется совместным применением извести и цианида. Расход цианида не может быть значительным, так

56

как это приведет к депрессии медных сульфидов. В отдельных случаях практикуют полуколлективную флотацию (при рН = 8,5–9,2).

2.2.2. Флотация медно-молибденовых и молибденовых руд

Основным промышленным минералом молибдена является молибденит MoS2 (60 % Mo, плотность 4,8 г/см3, твердость 1). Молибденит принадлежит к числу весьма легкофлотирующихся сульфидов. Высокая природная гидрофобность молибденита позволяет эффективно флотировать его аполярными собирателями (керосин, углеводородные масла). Хорошо флотируется он и ксантогенатами. Часто молибденит содержит значительные включения рения (до 20 г/т), что увеличивает его ценность. Флотируемости молибденита способствует его чешуйчатое строение. Для флотации чисто молибденовых руд, содержащих MoS2 и всегда некоторое количество пирита и других сульфидов, выгодно применять апполярные собиратели, обеспечивающие получение чистых по меди и другим примесям концентратов. При флотации молибденовых руд применяют для депрессии галенита, медных сульфидов и пирита реагенты: известь, цианид, сернистый натрий и другие регуляторы.

Важно иметь в виду большую склонность молибденита к переизмельчению.

При флотации медно-молибденовых руд обычно сначала получают коллективный медно-молибденовый концентрат.

В качестве собирателя сульфидов меди и молибдена в коллективном цикле применяют ксантогенаты, дитиофосфаты, диксантогениты, минереки, реагент Z-200 и аполярные масла, из которых чаще всего используют топливные масла и керосин, подаваемые в виде эмульсии. В качестве пенообразователей применяют спиртовые реагенты, пенообразующее действие которых изменяется незначительно в присутствии аполярных собирателей. Из таких пенообразователей наиболее распространены сосновое масло, метилизобутилкарбинол, ОПСБ, дауфрос-250 и их сочетание с общим расхо-

дом от 15 до 40 г/т [16].

Ультразвуковое эмульгирование пенообразователя или виброакустическая обработка смеси его с собирателем, аэрозольная подача пенообразователя в колонну позволяют повысить его эффективность действия и извлечение металлов при снижении расхода реагентов.

57

При флотации используется, как правило, сочетание нескольких собирателей при комбинации сильного со слабым. В качестве сильного собирателя обычно используют ксантогенаты, в качестве слабого собирателя – аэрофлоты и реагент Z-200 [16]. Следует учитывать при этом, что длинно-цепочечные ксантогенаты С5–С7 являются эффективными собирателями крупных частиц сульфидов меди и молибдена, а аэрофлоты с длиной цепи С10–С12, напротив, более эффективно флотируют тонкие частицы сульфидов. Применение смеси ксантогенатов с карбамидом позволяет повысить извлечение благородных металлов на 3–5 %, причем карбамид растворяется и подается на флотацию вместе с ксантогенатом. В последние годы возросло применение при коллективной медно-молибденовой флотации более селективных собирателей: содового аэрофлота или этилового ксантогената обычно в сочетании с диксантогенитом, минереком, тиоангидридом ксантогеновых кислот (например, СЦМ-2), тиоэфиром ксантогеновых кислот (например, реагентом 5-3302) или диалкилтионокарбаматом (например, реагентом Z-200). Такие сочетания, относительно слабо флотирующие пирит, позволяют увеличить извлечение молибдена в коллективный концентрат и обеспечивают более эффективное его последующее разделение на медный и молибденовый концентра-

ты [16].

Так, например, с применением аллилового эфира амилксантогеновой кислоты (реагента S-3302) на фабрике «Сан-Мануэль» повысилось извлечение молибдена в коллективный концентрат на 10 %, а на фабрике «Токепала» – на 6 %. Исследованиями Курочкина и др. показано, что аллиловый эфир бутилксантогеновой кислоты (АБ-1) при флотации медно-молибденовых руд более селективен, чем керосин, и его применение дает возможность не только улучшить показатели коллективной и селективной флотации, но и снизить расход сернистого натрия при разделении медно-молибденовых концентратов.

Коллективный концентрат подвергается селекции различными методами.

В России применяется разработанный нашими исследователями метод, основанный на селекции коллективного медно-молибденового концентрата сернистым натрием в известковой среде (иногда с применением других регуляторов), с депрессией всех сульфидов и переходом в пену молибденита. Существуют и другие методы:

1. Пропарка или обжиг коллективного концентрата для избирательного разрушения адсорбционного покрытия собирателя на мед-

58

ных сульфидах с последующей флотацией молибденита аполярным собирателем; депрессия молибденита крахмалом или другими органическими коллоидами с последующим переводом в пену других сульфидов;

2.Флотация молибденита аполярными реагентами с депрессией медных сульфидов ферроили феррицианидами в слабощелочной среде;

3.Флотация молибденита аполярными собирателями при депрессии медных сульфидов окислителями (гипохлорит, перекись водорода и др.).

Таким образом, для разделения коллективных медно-молибде- новых концентратов используются методы, основанные на депрессии как молибденита, так и сульфидов меди и железа. На большинстве фабрик они основаны на депрессии сульфидов меди и флотации молибденита.

Важнейшими задачами при получении и доводке медномолибденовых концентратов являются обеспечение эффективной депрессии флотации сульфидов железа и доизвлечение в концентрат всегда присутствующих в сульфидных рудах оксидов и окисленных с поверхности сульфидов меди. Для этого необходима оптимизация расходов извести как депрессора сульфидов железа и сернистого натрия как сульфидизатора медных минералов вследствие неоднородности вещественного состава перерабатываемых руд и разной их поглотительной способности по отношению к реагентам [16].

Эффективность того или иного метода определяется минералогическим составом и другими особенностями руды и выявляется специальными исследованиями.

Цикл медно-молибденового разделения включает обычно основную и контрольную флотации, 1–2 операции доизмельчения, 6–11 перечисток концентрата. Основная и контрольная флотации проводятся в плотных пульпах, иногда до 40 % твердого, а перечистки молибденового концентрата – в разбавленных.

Влюбом случае для флотации молибденовых и медномолибденовых руд характерно значительное число перечистных операций для концентратов, связанных с низким содержанием молибдена

врудах и высокими требованиями к молибденовым концентратам, которые должны быть богатыми по молибдену (30–50 %) и чистыми по примесям (особенно по фосфору, мышьяку и олову). Меди в молибденовом концентрате должно быть не более 0,5–5 % (для разных

59