книги из ГПНТБ / Полькин, С. И. Обогащение оловянных руд и россыпей

либо изменений и идентичны SnC>2 . Таким образом, есть основание утверждать, что наблюдаемые на спектрах полосы поглощения принадлежат поверхностным соединениям. На спектре образца, обработанного Ди-2-этилгексилфосфорной кислотой, полоса 1075 см- 1 появляется в виде уширения полосы 1040 см-1. Дополни­ тельно наблюдается сорбция димера кислоты (поглощение при

1235 см-1) .

Спектр образца, обработанного n-толиларсоновой кислотой, имеет лишь полосу поглощения с максимум ~843 см-1.

Изучение взаимодействия образцов двуокиси олова с п-толи- ларсоновой кислотой показывает, что увеличение pH резко подав­ ляет хемосорбцию. Так, при рН = 4 (по сравнению с рН = 3) интен­ сивность полос поглощения, принадлежащих соединению олова

двуокиси олова с удельной поверхностью 13,5 м2/г поглощение в области 800—900 см- 1 при pH = 7 уже практически не наблюда­ ется.

Аналогичная картина имеет место при взаимодействии дву­ окиси олова с Ди-2-этилгексилфосфорной кислотой.

Наибольшая хемосорбционная активность у п-толиларсоновой и Ди-2-этилгексилфосфорной кислот наблюдается в области pH, соответствующем K Dl — первой константе диссоциации кислот и

снижается при повышении pH. В щелочной среде также наблюда­ ется второй максимум адсорбции, соответствующий второй кон­ станте диссоциации К д1 , хотя этот максимум несравненно слабее

выражен.

Таким образом, изучение показало, что взаимодействие дву­ окиси олова с катионами поливалентных металлов при pH, не пре­ вышающих pH начала гидратообразования соответствующих ка­ тионов, осуществляется по типу ионного обмена. Обменная сорб­ ция катионов поливалентных металлов сопровождается активацией двуокиси олова и усиливает хемосорбцию олеиновой кислоты на ее поверхности. По мере изменения pH (из кислой среды в ще­ лочную) флотоактивность касситерита все в большей степени оп­ ределяется ионным составом пульп. Максимум избирательного действия реагентов (не катионного типа) следует ожидать в кис­ лой среде.

Депрессирующее действие катионов при флотации касситерита олеиновой кислотой наблюдается, как правило, при избыточном количестве их и объясняется связыванием олеиновой кислоты в объеме раствора с образованием труднорастворимых олеатов.

Ди-2-этилгексилфосфорная и n-толиларсоновая кислоты (в от­ личие от жирнокислотных собирателей) являются специфичными реагентами для касситерита, т. е. могут закрепляться на поверх­ ности за счет взаимодействия с атомами олова поверхностного

338

слоя. В водной среде наблюдается ионообменное взаимодействие Ди-2-этилгексилфосфорной и n-толиларсоновой кислот с четырех­ валентным оловом. ИК-спекторы полученных соединений свиде­ тельствуют о замещении водорода функциональных групп реаген­ тов на металл.

На поверхности двуокиси олова в водной среде имеет место хемосорбция n-толиларсоновой и Ди-2-этилгексилфосфорной кис­ лот. Максимальная хемосорбция наблюдается в кислой среде. По­ вышение pH более 3— 6 сопровождается резким снижением коли­ чества хемосорбированного реагента.

Изучение влияния внутрикристаллических примесей на флоти­ руемость касситеритов искусственных и естественных образцов по­ казало, что наибольшее влияние оказывают железо, вольфрам, ни­ обий, тантал и др. Совместное присутствие железа с танталом или вольфрамом ухудшает флотируемость касситерита. Степень влия­ ния на флотируемость касситерита зависит от соотношения присут­ ствующих железа, вольфрама и тантала. Присутствие железа как примеси в кристаллической решетке без тантала или вольфрама активирует касситерит в такой же степени, как активация ионами трехвалентного железа или некоторыми другими катионами поли­ валентных металлов. Понижение электропроводности и повышение коэффициента термо-э. д. С: сопровождается улучшением условий взаимодействия поверхности касситерита с собирателями анион­ ного типа. Следовательно, методы воздействия, изменяющие электрофизические параметры касситерита, могут оказаться перс­ пективными для управления адсорбционной и флотационной ак­ тивностью касситерита. Для управления селективной флотацией касситерита из руд при использовании жирнокислотных собира­ телей важно регулировать pH и ионный состав пульпы, предотвра­ щая активацию сопутствующих касситериту минералов.

При наличии в пульпе гидроокислов железа и других их целе­ сообразно удалить перед подачей жирнокислотных собирателей.

Для сокращения потерь олова и повышения полноты удаления сульфидов ксантогенатную флотацию сульфидов из оловянных руд и продуктов следует вести с простейшими вспенивателями типа циклогексанол, крезол, крезиловый аэрофлот, амиловый спирт при снижении pH ниже 6 —5,5 и минимальных расходах вспенивателей.

При использовании в качестве собирателей п-толиларсоновой и Ди-2-этилгексилфосфорной кислот впервые установлена возмож­ ность их хемосорбции за счет взаимодействия с атомами олова поверхностного слоя с образованием соответствующих Ди-2-этил- гексилфосфатов и п-толиларсонатов олова, что *дает основание рассчитывать на них, как на специфичные реагенты, позволяющие управлять избирательностью процесса, учитывая то обстоятель­ ство, что образующиеся соли имеют характер внутрикомплексных соединений.

Развиваемые представления о механизме взаимодействия вполне согласуются с результатами лабораторных и полупромыш­

ленных исследований, которые показали, что в случае флотации турмалинсодержащих руд (до 45% турмалина) с малым коли­ чеством окисленных минералов железа извлечение касситерита происходит достаточно селективно с использованием алкилфосфорных кислот при pH пульпы 2,5—4. При этом турмалин почти пол­ ностью отделяется от касситерита уже на стадии основной флота­ ции.

Однако все реагенты, рекомендуемые в настоящее время в ка­ честве собирателей для флотации касситерита, в равной степени как с оловом, способны к комплексообразованию с железом (III). Поэтому следует ожидать, что минералы железа, пленки гидро­ окислов железа на поверхности минералов, ионы железа, содер­ жащиеся в пульпе, будут оказывать существенное влияние на из­ бирательность процесса и на расход реагентов при флотации кас­ ситерита. При переходе в область pH ниже pH начала гидратообразования для катионов трехвалентного железа (pH = 2 и ниже),

содной стороны, сохраняется способность поверхности касситерита

ккатионному обмену с трехвалентным железом, с другой стороны,

наблюдается увеличение концентрации его в растворе, что ведет

крезкому увеличению расхода собирателя за счет взаимодействия

сионами железа в объеме пульпы.

Таким образом, селективный собиратель для флотации касси­

в объеме раствора. Ни один из реагентов, предложенных до на­ стоящего времени, в полной мере не отвечает этим требованиям.

Глава X

ПРАКТИКА ФЛОТАЦИИ КАССИТЕРИТА ИЗ ОЛОВОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ

пиритом, галенитом, сфалеритом, иногда халькопиритом. Содержа­ ние олова колеблется от 0,15 до 0,40%. Содержание кварца от 40

до 70%.

Гранулометрическая характеристика питания флотации приве­ дена в табл. 72.

Сульфидную флотацию руды проводят при реагентном режиме: в основную и контрольную флотацию подается серная кислота до

340

Т а б л и ц а 72

Ситовая характеристика питания флотации

рН = 5,5, бутиловый ксантогенат 300 и 100 г/т и пенообразова­ тель— сосновое масло или Т- 6 6 соответственно 70 и 30 г/т. Флота­ ция касситерита проводится с олеиновой кислотой или талловым маслом, растворенным в керосине при соотношении 1 : 1 , которые подаются в основную и контрольные флотации соответственно

Сбор и подготовка шламов к флотации включают следующие операции: предварительное сгущение в двух сгустителях диамет­ ром 30 м сливов механических и гидравлических классификато­

—10 мк в .четырех гидроциклонах диаметром 250 и 150 мм во вто­ рой стадии обесшламливания. Сливы гидроциклонов возвраща­ ются в сгустители или направляются в отвал. Продукты гидро­ циклонов, сгущенные до 35—40% твердого, служат питанием флотационной установки.

Проводят флотацию сульфидов с двойной перечисткой пенного продукта перед выводом его в отвал и возвращением камерного продукта перечистки в голову основной сульфидной флотации.

Крупность частиц при флотации 100% —0,1 мм. Повышение крупности снижает качество концентрата и извлечение кассите­ рита за счет потерь его в сростках.

Флотация ведется при температуре пульпы от 14 до 16° С. При

перечистки сульфидов 3, основной оловянной 15, контрольной 5, перечистки первой 8 , второй 6 , третьей 4, четвертой 3, пятой 1.

Автоматизация процесса, в частности поддержание постоянной плотности питания флотации, производительности и заданных зна­ чений pH, позволяют достаточно четко регулировать параметры флотации и расходы реагентов.

341

С л и вы от о б е з в о ж и в а н и я и ш л а м и с т ы е п р о д у к т ы

гр а в и т а ц и о н н о го о б о га щ е н и я

Оловянный

концентрат

Рис. 102. Схема флотации касситерита из шламов на фабрике № 1 Хрустальненского комбината

В зависимости от вещественного состава перерабатываемых шламов изменяется и реагентный режим флотации.

Расход реагентов, кг/т шламов П р и ф л о т а ц и и ш л а м о в н е с л о ж н о г о

В результате флотации получают концентраты с содержанием от 8 до 16% при извлечении олова до 60—64% от операции.

Примерный химический состав питания флотации и продуктов обогащения приведен в табл. 73, а эффективность извлечения олова в продукты обогащения в зависимости от их крупности — в табл. 74. Наиболее эффективно касситерит извлекается из клас­ сов —0 , 1 мм, повышенные потери олова с сульфидами крупностью + 0,01 —0,045 мм обусловлены его флотируемостью с сульфидами, так как при такой крупности измельчения касситерит полностью высвобождается от сростков.

Использование гидроциклонов и сгустителей позволяет удовлет­

точно высокая, что показывает на целесообразность снижения крупности отделяемых илов в отвал.

Приведенная комбинатом [58] технико-экономическая оценка показателей работы флотационной установки за 1965—1969 гг. приведена в табл. 75.

В 1964 г. за счет дополнительного извлечения касситерита на флотационной установке извлечение олова на фабрике повысилось на 1,8%, а в 1972—1973 гг. — на 8 %. Несмотря на то, что около 50% затрат по эксплуатации флотационной установки составляют затраты на реагенты, стоимость 1 т олова, дополнительно извле­ ченной во флотационный концентрат, на 44,6% ниже себестои­ мости олова в концентратах гравитационного процесса'.

343

Т а б л и ц а 74

Эффективность извлечения олова в продукты обогащения

344

Т а б л и ц а 75

Технологические показатели работы установки по флотации касситерита

§46. Флотация касситерита из руд Солнечного

иФестивального месторождений

Руды этих месторождений перерабатывают по трехстадиальной гравитационной схеме, включающей шламовый узел и отделение доводки черновых концентратов.

Начальная крупность обогащения руды —2 мм, конечная —0,1 мм. Доводка черновых крупнозернистых концентратов осу­ ществляется флотогравитацией на столах в две стадии.

Из мелкозернистой части черновых концентратов сульфиды удаляются флотацией, пустая порода — концентрацией на столах.

Для подготовки материала мелких классов к обогащению ис­ пользуются сгустители диаметром 30 м.

Питанием шламовой секции является разгрузка сгустителей в которые направляют сливы гидравлических и спиральных клас­ сификаторов, гидроциклонов и обезвоживающих концентратных конусов (табл. 76).

Руды этих месторождений обладают трудной обогатимостью вследствие сложного минералогического состава, отличающегося высоким содержанием турмалина, окислов железа, ожелезненного кварца, сульфидов, с которыми тесно ассоциирован тонковкрапленный касситерит и станнин.

Полупромышленные проверки флотации касситерита из руд аналогичного состава с применением жирнокислотных собирателей показали возможность получения лишь 3%-ных концентратов с из­ влечением около '50% олова при содержании его в питании флота­ ции 0,3—0,4%. Основными разубоживающими концентрат минера­ лами являлись турмалин (до 60—70%), гидроокислы железа (до 15—20%) и ожелезненный, покрытый пленками окислов железа, пропитанный солями трехвалентного железа кварц (15—25%).

315

Для флотации касситерита из шламов сложного состава были испытаны пиро-, моно, Ди-алкилфосфорные кислоты, которые по­

Зависимость технологических показателей флотации от pH для шламов Солнечного и Фестивального месторождений носит иден­ тичный характер (рис. 104). Наиболее высокие показатели флота­ ции в интервале pH = 3,0—3,5 позволяют считать эту область pH оптимальной. Повышение pH вызывает некоторое увеличение из­ влечения олова при заметном снижении качества концентрата.

346

При применении Ди-2 -этилгексилфосфорной кислоты (ДАФК или Ди-2-ЭГФК) характерно, что чем ниже pH в основной флота­ ции, тем меньше потери олова при перечистках.

Наибольший эффект в перечистных операциях достигается при pH = 2,5 -г-3,2. При более высоком pH в перечистках целесообразны

месторождения № 1 и 1—2,5 кг/т для шламов от руды месторож­ дения № 2. При значениях рН-Зч-3,5 стабилизация технологиче­ ских показателей происходит при расходе жидкого стекла в пер­ вом случае 1,8—2,0 кг/т, во втором случае — 2,8—3,3 кг/т.

Опыты показывают, что ход перечистных операций сущест­ венно зависит от количества жидкого стекла, введенного в основ­ ную флотацию. Показатели обогащения будут тем лучше, чем большая доля его вводится в основную флотацию. Качество кон­

Наибольшая селективность действия Ди-2-ЭГФК в основной флотациипроявляется при расходах 0,7—0,8 кг/т. При этом сте­ пень концентрации олова в основной флотации достигает 1 0 —• 18%, извлечение 50—60%.

При дальнейшем увеличении расхода Ди-2-ЭГФК извлечение заметно растет, но качество чернового концентрата резко снижа­ ется.

Для выяснения действия Ди-2-ЭГФК на флотируемость касси­ терита и турмалина проведены опыты на мономинеральных фрак­ циях, показавшие, что Ди-2-ЭГФК проявляет хорошие собиратель­

чески не флотируется, что позволяет разделять касситерит от тур­ малина. Этот собиратель обеспечивает извлечение олова 60—70% при степени концентрации до 40.

Результаты лабораторных опытов послужили основанием для флотации касситерита из шламов на полупромышленной установке в 1971 г.

Технологическая схема предусматривала перед флотацией шла­ мов удаление щепы и илов, флотацию сульфидов в слабокислой среде бутиловым ксантогенатом с сосновым маслом или Т-6 6 , фло­ тацию касситерита в кислой среде и перечистку концентратов. Илы удалялись из шламов сгущением в гидроциклоне диаметром 150 мм, сгустителе диаметром 2500 мм и конусном сепараторе.

Регулировка производительности по потоку достигалась посто­ янным подпором пульпы в дозаторе (150 мм) и сменой в разгрузке шайб с калиброванными отверстиями. Избыток пульпы из доза­ тора самотеком поступал в сгуститель на циркуляцию.

Конус, как и дозатор, в разгрузке был оборудован устройством для установки сменных шайб с калиброванными отверстиями.

347