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

Технологическая схема флотации касситерита представлена на рис. 114. Предварительная обработка материала включает обесшламливание по классу —7 мк и контрольную флотацию сульфидов. Питание флотационной секции содержит 50% —45 мк и 10% —7 мк.

Основная сульф и дная ф лот ация

"X I

Перем еш ивание

Основная ф л о т а ц и я

ка сси т ер и т а ( 8 кам ер )

Жл е р еч й ст н а я

Шп ереч и ст н ая

Жп еоеч и ст н ая

V п ер еч и с т н а я

J

Рис. 114. Цикл флотации касситерита на фабрике «Ренисон»

Для обработки пульпы реагентами установлен контактный чан диа­ метром 1800 мм, обеспечивающий продолжительность перемешива­ ния 3 мин. Основная и контрольная флотации проводятся при плот­ ности пульпы 40% твердого. Концентрат основной флотации со­ держит 5% олова, контрольной 1,2% олова, перечистку ведут при плотности пульпы 20—30% твердого.

388

Расход реагентов, кг/т

Реагент SM-119 поставляется в твердом виде с содержанием 25% воды. 8%-ный раствор реагента приготовляется растворением в 2%-ном растворе едкого натра. Кислота добавляется в контакт­ ный чан, для поддержания pH на уровне 4,5. В первой основной флотации рН = 5^5,5, в последней перечистке pH увеличивается

до 6.

Из обесшламленного питания с содержанием 0,7—0,8% олова извлечение обычно составляет 65—70% в концентрат с содержа­ нием 20—25% олова.

Данные о содержании олова в концентрате и извлечении (без обесшламливания)

§ 56. Флотация касситерита из руд в Боливии

Изучением флотации касситерита из руд Боливии занимались А. М. Годэн, Р. Шуман, Ф. Эргунальп, Р. Т. Гукки, М. Гохшильд, С. Наварро, Г. Гутмрез, Л. М. Помиер, Арбайтер и др.

Флотацией касситерита на обогатительных фабриках Боливии занимается также созданный в Оруро горно-металлургический ин­ ститут. В последние годы отделом обогащения этого института вы­ полнен ряд работ по изучению флотируемости касситерита из оло­ ворудных шламов боливийских жильных месторождений и таких

389

минералов, как гематит, кальцит, топаз, сидерит, кварц и др., при использовании олеата натрия, аэрозоля-22, алкилфосфоновых кис­ лот [21].

Лабораторные и полупромышленные флотационные опыты про­ водили с материалом питания и отвальных хвостов шламовых отде­ лений фабрик «Катави» и «Колкири» и с низкосортными продук­ тами фабрики «Мачакамарка». Основные примеси этих проб сле­ дующие: Катави — турмалин, кварц; «Колкири» — сидерит, кварц; «Мачакамарка» — кварц.

Исследования дзета-потенциала, вакуумной и микрофлотации, потенциометрического титрования проводились на чистых минера­ лах.

Высокосортные пробы касситерита, сидерита и кварца были по­ лучены из руд месторождений Катави, Потоси и Колкири путем применения гравитационного обогащения, магнитной сепарации и флотации сульфидов. Измельчение производили в стальных мель­ ницах, а классификацию — мокрым грохочением: для вакуумной микрофлотации — до 0,208 + 0,053 мм, для потенциометрического титрования — до 0,053—0,043 мм [71, 72].

Для образцов касситерита использовали концентраты отсадки с содержанием 20% олова, которые перечищали на отсадочных ма­ шинах, многократно доизмельчали и снова (хвосты или концент­ раты) перечищали на концентрационных столах, флотацией для удаления сульфидов, магнитной сепарацией и т. и. Полученный кон­ центрат содержал до 97% касситерита и до 3% примесей — кварца, пирита, турмалина и рутила. Его промывали проточной и деиони­ зированной водой и хранили в герметичных сосудах под водой, во избежание окисления и внешних загрязнений.

Сидерит приготовляли из магнитных пород месторождения Колкири. Основные примеси: 3% касситерита; пирит, гематит, пус­ тая порода, лимонит и флюорит. Очистку осуществляли на магнит­ ном сепараторе «Суперпаннер» и трубчатом магнитном сепараторе «Дэвис». Содержание железа в сидерите увеличилось до 41,4% (до 95% сидерита); содержание других примесей было: пирита 1—3% и по 1% гематита, кварца, флюорита и кальцита.

Концентраты, приготовленные таким образом, классифициро­ вали по крупности —0,15 + 0,04 мм, затем их промывали деионизи­ рованной водой и сохраняли в герметических сосудах под водой.

При применении собирателей для касситерита и сидерита аэро­ золя-22 и изогептилфосфоновой кислоты в дистиллированной воде области флотируемое™ в присутствии ионов двухвалентных железа и кальция уменьшаются, приводя к максимальному расходу реа­ гентов. В этом случае оптимальное значение pH снижается для касситерита с аэрозолем-22 от pH = 7 до 1,5; для сидерита от рН = = 6 до 2, а с изогептилфосфоновой кислотой оптимум pH соответ­ ственно составлял 3 и 8,3.

Касситерит может быть отделен от сидерита при флотации аэ­ розолем-22 до 70 мг/л, в присутствии ионов кальция, если приме­

390

нить 100 мг/л лимонной кислоты или 500 мг/л кремнефтористого натрия. Флотируемость сидерита начинается при расходах аэро­ золя-22 более 70 мг/л.

Для флотации касситерита изогептилфосфоновой кислотой в присутствии ионов кальция и двухвалентного железа лимонная кислота и фторсиликат натрия оказываются неэффективными.

Лимонная кислота, фторсиликат натрия и пентасульфид явля­ ются депрессорами касситерита и сидерита. Максимальная флота­ ция касситерита лаурилсульфатом наблюдается в присутствии ио­ нов трехвалентного железа, свинца и двухвалентного марганца при рН = 2ч-4.

Полупромышленные испытания, проведенные с реагентом аэро­ сульфатом натрия при рН = 2-ь4 (табл. 96) на шламах фабрик «Катави», «Колкири» и «Мачакамарка» подтвердили предпочти­ тельность применения кислой среды.

Т а б л и ц а 96

Результаты полупромышленных испытаний флотации касситерита из шламов фабрик «Катави», «Колкири» и «Мачакамарка» лаурилсульфатом натрия

Полупромышленные испытания, проведенные с реагентом аэро­ золь-22, также подтвердили лабораторные данные. Этот реагент является анионным собирателем и имеет структурную формулу.

Н,—С—COONa

V

Н—С—COONa

c 17h 37- n ^

с=о

\ /SOaNa

н2-с-с<

I COONa

Н

391

Поставляемый Боливии реагент аэрозоль-22 является тетранатриевой солью сульфоянтарной и аспарагиновой кислот, выпуска­ емый в промышленных масштабах фирмой «Cianamjd Company», в качестве поверхностно-активного вещества, которое широко при­ меняется в текстильной, лакокрасочной, парфюмерной и других об­ ластях промышленности. Его цена — около 1 тыс. долл, за 1 т. Выпускают реагент обычно в виде 35%-ного водного раствора, ко­ торый при длительном стоянии расслаивается.

Для успешной флотации касситерита из шламов аэрозолем-22 необходимо тщательно обесшламливать исходное питание и прово­ дить вторичное обесшламливание концентрата основной флотации перед перечисткой.

Основная оловянная флотация должна осуществляться в кислой

речистную флотацию — с лимонной кислотой или кремнефтористым натрием (0,50—0,63 кг/т).

Лучшие результаты по селекции касситерита от турмалина и гематита достигают при использовании в качестве модификаторов лимонной кислоты или смеси жидкого стекла с кремнефтористым натрием. Лимонная кислота улучшает селекцию касситерита от турмалина и гематита, снижает расход собирателя, повышает оп­ тимум pH при флотации с 2,0—2,3 до 2,5—3,0. Использование обо­ ротной воды при флотации несколько понижает извлечение олова

вконцентрат, но качество концентратов повышается.

Воптимальных условиях флотации получен оловянный концент­ рат с содержанием олова 22% при извлечении 60%.

Фабрика IMPC (International Mineral Processing Со).

ВКолумбийском университете в 1964 г. были начаты лабора­ торные исследования по флотации касситерита из тонких шламов реагентом-собирателем ОМРС-Х-56. После удачных лабораторных, а затем полупромышленных испытаний на фабрике «Кенко-Лейк» (Катави) в 1970 г. была построена промышленная установка про­ изводительностью 1000 т/сутки.

Установка предназначена для переработки тонких шламов из старых отвалов хвостов гравитационного обогащения фабрики «Виктория» (Катави). За многолетнюю эксплуатацию предприя­ тием «Катави» накоплено более 9 млн. т хвостов со средним со­ держанием олова около 0,6%. В настоящее время фабрика Викто­ рия перерабатывает более бедные руды, и содержание олова в хвостах составляет 0,35%, однако, в связи с малой эффектив­ ностью извлечения олова из тонких шламов, с ними теряется ос­ новная масса касситерита, свободного от сростков.

Шламы содержат до 2% сульфидных минералов (в основном пирита).

Добычу хвостов из хвостохранилища производят землесосом. Пульпа плотностью около 10% твердого транспортируется по тру­

392

бопроводу диаметром 200 мм и поступает на двухдечный вибраци­ онный грохот с ситами 13 и 3 мм для отделения крупных кусков и мусора. Подрешетный продукт насосом перекачивается в буферный чан 9750x6100 мм с гуммированным деревянным импеллером диа­ метром 2750 мм. Буферный чан находится постоянно заполненным не менее чем на половину его емкости для обеспечения усреднения состава пульпы и постоянства ее количества, подаваемого на пер­ вичные обесшламливающие гидроциклоны. На флотацию поступает материал —0,1 мм. Классы +0,1 мм сбрасывают в отвал. Илы мельче 10 мк удаляют, хотя касситерит хорошо флотируется и из материала + 5 мк.

Пульпа из бака с постоянным уровнем распределяется на два потока для удаления фракции +0,1 мм в отвал. Один поток посту­ пает в спиральный классификатор (установлен временно), а вто­ рой — в батарею гидроциклонов диаметром 355 мм, работающих с напором 1,2 кгс/см2. Пески гидроциклонов поступают последова­ тельно через ряд дуговых сит марки DSM и группу плоских сит для выделения захваченных частиц +0,1 мм. Сливы гидроциклонов и классификатора объединяют с подрешетными продуктами сит для последующего обесшламливания по классу 10 мк в гидроциклонах диаметром 100 мм, работающих с напором 2 кг/см2. Слив гидроцик­

между собой буферных чана 9750X6100 мм.

Реагент-собиратель марки. ОМРС-Х-56, применяемый для извле­ чения касситерита, также хорошо флотирует сульфидные минералы, особенно пирит. Поэтому перед флотацией олова проводится суль­ фидная флотация.

В батарее гидроциклонов диаметром 100 мм осуществляют обез­ воживание пульпы перед пиритной флотацией. Слив гидроциклонов сбрасывают в отвал, а пески поступают в группу камер для осве­ жения (истиранием) граней минеральных частиц. В пульпу добав­ ляют ксантогенат, вспениватель и флотируют пирит при естествен­ ном pH = 3,0 -f-3,2. Пиритный концентрат сбрасывают в отвал, со­ держание в нем олова 0,8—0,9%, потери олова незначительные в связи с малым выходом.

Камерный продукт пиритной флотации обезвоживают в бата­ рее гидроциклонов диаметром 100 мм и направляют в камеры для повторного освежения (истиранием) граней минералов. В пульпу добавляют концентрированную серную кислоту, затем ее промы­ вают силикатным раствором, поступающим из цикла очистной флотации, и снова обезвоживают в батарее гидроциклонов с теми же параметрами. Пески разбавляют водой до 25% твердого и про­ водят основную флотацию касситерита.

Основную флотацию олова осуществляют в двух параллельно работающих семикамерных флотационных машинах, перед кото­ рыми установлен контактный чан 1524Х1830 мм. Дробная дозировка собирателя осуществляется от первой до шестой камеры каждой

393

флотационной машины. Для поддержания требуемого значения pH в контактный чан периодически дозируется концентрированная серная кислота. Пенный продукт с 14 камер основной флотации объединяют для последующей перечистки, а хвосты основной фло­ тации, содержащие 0,06—0,10% Sn, сбрасывают в отвал. Объеди­ ненный черновой концентрат содержит от 3 до 4% олова.

Контрольная флотация в схеме отсутствует, так как извлечение касситерита обеспечивается в основной флотации.

Черновой концентрат предварительно обезвоживается в гидроцпклонах диаметром 75 мм, работающих с напором 2,7 кгс/см2. Слив этих гидроциклонов перед сбросом в отвал пропускается че­ рез дополнительную батарею гидроциклонов диаметром 75 мм. Пески контрольных гидроциклонов направляют в первую батарею 75-мм гидроциклонов, пески которых возвращаются в группу ка­ мер для освежения граней (истиранием), а также для кондициони­ рования с депрессором и для удаления остатков избыточного соби­ рателя щелочной обработкой. С этой целью в камеры для освеже­ ния граней добавляют смесь гидроокиси натрия и силиката натрия.

После кондиционирования пульпа разбавляется производствен­ ной водой для промывки, н затем ее перекачивают в дополнитель­ ную батарею 75-мм гидроциклонов для отмывки избытка собира­ теля, десорбированного предшествующей щелочной обработкой. Слив используют для промывки пульпы перед циклом основной флотации, а пески направляют в контактный чан 914X914 мм пе­ ред очистной флотацией, куда дозируется около 90% общего рас­ хода серной кислоты.

В цикле очистной флотации установлено десять последова­ тельно работающих флотационных камер. Вспениватель дозируется в контактный чан, а собиратель дробно подается в камеры от пер­ вой до восьмой. Хвосты очистной флотации возвращают в контакт­ ный чан основной флотации.

Очищенный концентрат, содержащий 18—22% Sn, обезвожи­ вается в 75-мм гидроциклонах, слив которых направляется в от­ стойный ящик, из которого осадок периодически разгружается. Концентрат сушат во вращающейся сушилке до содержания влаги 1—2%, загружают для охлаждения в металлические бочки емко­ стью 200 л, а затем затаривают в мешки для отгрузки. При перера­ ботке 500—540 т/сутки питания основной касситеритовой флотации получают от 7,2 до 9 т концентрата. Отходы обогатительной фаб­ рики перекачивают в хвостовой пруд.

394

Практика работы в «Катави» показывает, что при одинаковом расходе аэрозоля-22 и одинаковых объемах пульпы проведение ос­ новной флотации при 15 и 30% твердого не имеет заметной раз­ ницы в технологических показателях.

Извлечение олова от питания основной флотации колеблется в пределах от 70 до 80%.

Основные потери олова, добываемого землесосом из старых от­ валов, связаны со сливом первичных обезвоживающих батарей гидроциклонов диаметром 100 мм.

Ситовая характеристика материала, добываемого землесосом, подвержена значительным колебаниям, что мешает надежной оценке технологического баланса и затрудняет планирование ра­ боты обогатительной фабрики. За отдельные периоды нагрузка в основной оловянной флотации достигала до 720 т/сутки. За дру­ гие периоды оборудование не обеспечивало даже 450 т/сутки.

1700 тыс. т руды в год, а флотационная установка имеет произво­ дительность 600 т/сутки. С помощью гидроциклонов и сгустителей на флотационную установку выделяется тонкий материал, обога­ щение которого гравитационными методами неэффективно.

В питании флотационной установки содержится 0,6% олова, а по крупности 10% класса +0,026 мм и 70% менее —0,012 мм.

После выделения сульфидов флотируют касситерит, для чего дробно подается 60 г/т олеиновой кислоты, 42 г/т керосина, 50 г/т жидкого стекла.

После перечисток флотационной концентрат содержит 10,5% олова с извлечением 40% от операции.

Фабрика «Уануни» перерабатывает кварц-касситеритово-суль- фидные руды. Касситерит ассоциирует в основном с кварцем и сульфидами (пирит, пирротин). Значительное количество руды по­ крыто пленками лимонита и пропитано окислами железа вследст­ вие того, что на переработку поступает кроме руды текущей добычи (70%) хвосты отвалов прошлых лет, которые, особенно сульфиды железа, в значительной степени окислены. В руде при­ сутствует лимонит.

Производительность фабрики по переработке руды 1200 т/сутки, флотация касситерита проводится на полупромышленной уста­ новке. Для флотации касситерита применяют следующие реа­ генты: аэрозоль-22, сосновое масло, серная кислота до pH = 2,5.

Флотационный концентрат содержит 18% олова с извлечением 65% от питания флотации.

§57. Флотация касситерита на фабриках ЮАР

ВЮжно-Африканской Республике проведен ряд работ по вне­ дрению флотации касситерита на фабриках «Юнион Тин» и «Руиберг».

395

На фабрике «Юнион Тин» до внедрения флотации касситерита извлечение олова составляло около 53% в концентрат с содержа­ нием 56% олова; на двух фабриках «Руиберг» извлечение было около 66% в концентрат с содержанием 64 и 55% олова. На каж­ дом руднике было большое количество хвостов прошлых лет ра­ боты с содержанием около 0,6% олова. В хвостах примерно 70% содержащегося олова приходится на классы —43 мк.

Первоначально работы были начаты с хвостами на фабрике «Юнион Тин». Касситерит в рудах представлен преимущественно частицами 3,5—45 мк, причем 71% потерь на гравитационной фаб­ рике сосредоточено в классе —37 мк, содержание олова в кото­ ром составляет 1,24% (табл. 97). Пробы хвостов с содержанием 0,67% олова были направлены в лабораторию «Голд Филдс» для исследований.

Перед флотацией крупные и бедные фракции хвостов удаляли гидроциклонированием с получением продукта, содержащего 1 % олова, который на 97% был представлен классом —37 мк, на долю его приходится 65% содержащегося в хвостах олова (46% по весу к массе общего количества хвостов). Этот продукт затем обесшламливают с получением продукта, содержащего 1,3% олова. Первые обнадеживающие результаты были получены с изогексилфосфоновой кислотой и олеатом натрия в качестве собирателей кассите­ рита. Извлечение олова составило 72,5% в концентрат с содержа­ нием 11,2% олова. В дальнейшем стали применять этилфенилфос-

396

фоновую кислоту (ЕРРА), паратоллиларсоновую кислоту (РТАА) и диалкилсульфосукцинамат (DSSJ) в качестве собирателей. До­ бавление силиката натрия в количестве 1 кг/т способствует диспергации и депрессии шламов; фтористый натрий использовали в ко­ личестве 0,8—1,5 кг/т для повышения извлечения и качества кон­ центрата. Лучшие результаты из испытанных реагентов были по­ лучены с РТАА (табл. 98) при pH = 5.

Во всех испытаниях в качестве модификаторов использовали си­ ликат натрия и фтористый натрий. В испытаниях с диалкилсульфосукцинаматом пена была слабая, и необходимо было добавлять дополнительно пенообразователь. В перечистных операциях обра­ зуется вязкая пена, и попытки применения для ее разрушения па­ рафиновых или высших спиртов приводили к увеличению флоти­ руемое™ хлорита и турмалина. При pH более 2,5 селективность с этими реагентами была значительно меньше, а при pH менее 2 касситерит полностью депрессировался.

Сравнение паратолиларсоновой кислоты в виде эмульсии и аэ­ розоля-22 при флотации материала с содержанием 1,38% олова подтвердили преимущества паратолиларсоновой кислоты:

На основании проведенных лабораторных исследований было принято решение о строительстве небольшой установки для того,

397