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

Таким образом, применение обогатительно-металлургической схемы переработки для руд данного типа обеспечивает комплекс­ ность использования сырья, а извлечение олова повышается до

70,7%.

Экономический расчет, проведенный на основании полученных данных, указывает на высокую рентабельность данного производ­ ства.

§ 61. Переработка оловянно-полиметаллических руд

Доля оловянно-полиметаллических руд в переработке непре­ рывно возрастает. Вследствие неприспособленности схем обогаще­ ния на действующих фабриках сопутствующие олову ценные эле­ менты (свинец, цинк, кадмий, серебро и др.) не извлекаются и при доводке оловянных гравитационных концентратов теряются с суль­ фидами флотации и флотогравитации. Участки месторождений, со­ держащие промышленные количества свинца и цинка, исключа­ ются из переработки вследствие низкого (бортового) содержания

вних олова, а свинец и цинк безвозвратно теряются.

Втабл. 102 показаны результаты обогащения оловянно-поли­ металлических руд некоторых месторождений. Видно, что для большинства месторождений применение технологических схем, преследующих цель получения только оловянных концентратов,

приводит не только к потерям сопутствующих олову элементов, но и к снижению почти в два раза общего извлечения олова. Ос­ новные потери олова приходятся на сульфиды. Разделение суль­ фидных продуктов различных типов руд позволяет получить концентраты (медно-оловянный, свинцово-оловянный, бедный оло­ вянный, комплексный), суммарное извлечение олова в которые достигает 70—75%.

Основными полезными компонентами в рудах Дальнего место­ рождения являются олово, свинец и цинк, представленные соответ­ ственно касситеритом и станнином, галенитом и сфалеритом.

При обогащении руды получают оловянный концентрат с со­ держанием 30,1% и извлечением в него олова 57,2%; бедный оло­ вянный продукт с содержанием 4,35% и извлечением олова 10,6% и комплексный оловянно-свинцовый продукт (см. табл. 102).

При существующей схеме извлекается только олово, представ­ ленное касситеритом. Извлечение олова на фабрике составляет 58%. При этом степень комплексности сырья

где е — извлечение олова в концентрат;

i — индекс стоимости извлеченного элемента;

»к — индекс стоимости содержащегося в руде элемента.

По разработанной технологической схеме предусмотрено полу­ чение двух сортов концентратов: оловянного с содержанием олова 30,1% при извлечении 57,2%, который может быть направлен

409

В числителе — содерж ание элем ента, %, в зн ам енателе — извлечение, ЧЬ,

непосредственно в плавку с получением чернового олова, и ком­ плексного (объединенного с бедным оловянным продуктом), со­ держащего: 2,22% олова, 9,05% свинца и 11,61 % цинка при извле­ чении соответственно 14,6; 50,3 и 48,8%.

Переработка комплексного концентрата может быть осуществ­ лена по схеме, включающей фыомингование, выщелачивание цинка из возгонов с получением цинкового купороса и плавку кеков на оловянно-свинцовый сплав. При этом суммарное извлечение олова в оба концентрата 71,8%. Дополнительно извлекаются свинец и цинк (на 50% каждый). Комплексность использования сырья в этом случае

г _ Е1 ' S n O ^ V ' s n S + s 3 *Pb + V z n /

т. е. на 14% абс. выше, чем по существующей технологии. Разработанная технология позволяет значительно улучшить

технико-экономические показатели работы предприятия и увели­ чить сырьевую базу примерно в два раза за счет вовлечения в экс­ плуатацию забалансовых станниновых руд.

В качестве примера специфического построения технологиче­ ской схемы переработки сложных оловянно-полиметаллических руд можно привести схему, разработанную в ЦНИИОлово и про­ веренную в полупромышленных условиях совместно с комбинатом Дальолово и заводом Рязцветмет для руд Зимнего месторождения [82]. В руде содержится касситерит и галенит, тесно ассоциирую­ щий с касситеритом и станинном. В руде также присутствуют: сфалерит 6—7%, пирит 8—10%, пирротин 22—25%, арсенопирит 3—5%, кварц (около 20%), кальцит 3% и 27—29%, обломки по­ род (алевролиты).

Олово, свинец, цинк составляют основную ценность в руде (68,7%). Совместно с попутчиками, олово, свинец и цинк состав­ ляют 90,7%. На серу приходится 9,3% ценности. Обогащение та­ кой руды проводили по схеме: разделение в тяжелых суспензиях, магнитная сепарация (для выделения пирротина), обогащение не­ магнитной фракции (крупность 3 мм) по трехстадиальной грави­ тационной схеме с измельчением до конечной крупности —0,2 мм

(рис. 124).

Основные потери олова, свинца и цинка приходятся на хвосты и шламы. Доизвлечение их селективной флотацией позволило по­ лучить свинцовый и цинковый продукты, содержащие соответст­ венно 19% свинца, 1,1% олова, 5,4% цинка и 23% цинка, 0,21% олова, 11% свинца. Извлечение в оба продукта составило: свинца 10,8%, цинка 25,7% и олова 6,38%. Эти продукты были присоеди­ нены к концентратам селективной флотации сульфидов черновых гравитационных концентратов, доизмельченных перед флотацией до крупности 80% класса —0,075 мм. После селективной флотации камерный продукт содержал 3,5—5% олова. Суммарные резуль­ таты обогащения и расходы реагентов приведены в табл. 103, 104.

411

Т а б л и ц а 103

Суммарные результаты гравитационного обогащения руды

Суммарные результаты разделения гравитационного чернового концентрата и флотационных продуктов, полученных из хвостов и шламов гравитации

Суммарный расход флотационных реагентов на 1 т руды, г

Реагент Расход Реагент Р асход

Принципиальная схема обогащения руды и металлургической переработки полученных продуктов, приведены на рис. 119. Пока­ затели, полученные при переработке, свидетельствуют о том, что

412

Рис. 119. Принципиальная схема обогащения руды и переработки комплексных концентратов месторождения Зимнего

п р и м е н е н и е г р а в и т а ц и о н н о -ф л о т а ц и о н н о г о о б о г а щ е н и я к к о м п л е к с ­ н ы м т р у д н о о б о г а т и м ы м р у д а м , м е т а л л у р ги ч е с к а я п е р е р а б о т к а б е д ­

Т е х н и к о -э к о н о м и ч е с к и м р а сч е то м п о д т в е р ж д а е т с я э к о н о м и ч е ­ с к а я ц е л е с о о б р а з н о с ть п е р е р а б о т к и с л о ж н ы х и к о м п л е к с н ы х р у д по п р е д л о ж е н н о й те х н о л оги и .

Г л а в а X I I

ДОВОДКА ПЕРВИЧНЫХ ОЛОВЯННЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

§62. Требования металлургического передела

ккачеству оловянных концентратов

В про ц е ссе о б р а б о т к и р у д н а о б о г а т и т е л ь н ы х ф а б р и к а х г о р н о ­ р у д н ы х п р е д п р и я ти й в ы д е л я ю т п е р в и ч н ы е о л о в я н н ы е к о н ц е н т р а т ы , к о то р ы е к а к т о в а р н а я п р о д у к ц и я р е а л и з у ю т с я м е т а л л у р ги ч е с к и м

за во д ом .

Оловянные концентраты обогатительных фабрик содержат от 20 до 30% олова. При переработке труднообогатимых руд содер­ жание олова в песковых концентратах допускается 15%, а в шла­ мовых гравитационных и флотационных — до 8%.

К о н ц е н т р а т ы , р е а л и зу е м ы е Б о л и в и е й , А в с т р а л и е й , З А И Р и д р у ги м и с т р а н а м и н а м е ж д у н а р о д н о м ры н ке , не р е г л а м е н т и р у ю т с я п о к р у п н о с т и и с о д е р ж а н и ю в р е д н ы х при м есей , за и с кл ю ч е н и е м м ы ш ь я к а . Ц е н ы у с т а н о в л е н ы за о л о в о в 4 0 % - н ы х к о н ц е н т р а т а х .

к о н ц е н т р а т ы с с о д е р ж а н и е м 2 0 % о л о в а , л и ш а е т с я п ри б ы л ей .

Г р а в и т а ц и о н н ы е к о н ц е н т р а т ы р у д н ы х ф а б р и к н а р я д у с к а с с и ­ те р и то м с о д е р ж а т ц е л ы й р я д р а з у б о ж и в а ю щ и х м и н е р а л о в : с у л ь ­

0 ,5 % , х а л ь к о п и р и т а д о 1 0 % , г а л е н и т а д о 1 ,5 % , л и м о н и та , м а гн е ­ ти та , ге м а т и т а о т 1 д о 8 — 1 0 % , в о л ь ф р а м и т а и ш е е л и та д о 1— 5 % и от 12 д о 5 5 % н е р у д н ы х м и н е р а л о в , п р е д с т а в л е н н ы х к в а р ц е м , т у р м а л и н о м , ф л ю о р и то м , то п а з о м , с л ю д а м и , х л о р и то м , а п а т и т о м

и д р у ги м и .

В к о н ц е н т р а т а х н е к о т о р ы х м е с то р о ж д е н и й и м е ю тс я м и н е р а л ы

414

Сложный и многообразный минералогический состав концентра­ тов представляет значительные трудности в переработке их метал­ лургическим путем.

В настоящее время основным и практически единственным спо­ собом получения металлического олова является восстановитель­ ная плавка оловянных концентратов. При плавке происходит вос­ становление не только касситерита, но и содержащихся окислов железа. Полученное черновое олово загрязняется железом, обра­ зуя с ним сплавы и интерметаллические соединения. Очистка олова от железа сопровождается большими потерями в отходах. В сред­ нем с каждым 1% железа в съемы переходит 5—6% олова.

Оловянная плавка на сильно железистые шлаки увеличивает потери олова в шлаках за счет его недовосстановления при низких температурах и растворения закиси олова в шлаке.

Большие трудности возникают при плавке концентратов с по­ вышением содержания серы, мышьяка, сурьмы, висмута, свинца

имеди.

Вусловиях восстановительной плавки сера может образовать

штейн, в котором на каждую весовую часть серы будет прихо­ диться 1,23 весовых частей олова. Извлечение олова из такого штейна — чрезвычайно трудная задача, так как сера при плавке образует сульфид олова — весьма летучее соединение.

Мышьяк при плавке переходит частично в черновое олова и затрудняет его последующую очистку. Часть мышьяка возгоняется

415

и улавливается при очистке газов, другая — образует гартлинги — тугоплавкие соединения с высоким содержанием олова. Перера­ ботка —■пылей и гартлингов для извлечения из них олова связана с большими затратами.

Примеси могут быть удалены металлургическими методами, но предпочтительны обогатительные методы, как более эффективные

идешевые.

Врезультате доводки обогащением выделяют продукты, ори­ ентировочная характеристика которых показана в табл. 105.

Полученные концентраты и продукты содержат еще значитель­ ное количество примесей, поэтому перед плавкой их подвергают выщелачиванию в крепкой соляной кислоте, окислительно-восста­

новительному обжигу либо проводят обе операции последова­ тельно.

§63. Технологические схемы доводки концентратов

Взависимости от вещественного состава концентратов в дово­ дочных операциях применяют различные методы обогащения.

При доводке, например, касситеритово-сульфидных концентра­ тов сульфиды удаляют флотогравитацией или флотацией с пере­ чисткой на столах камерных продуктов для выделения кварца и других минералов пустой породы. При доводке концентратов, по­ лученных при обогащении тонковкрапленных, а также комплекс­ ных полиметаллических руд, применяют более сложные техноло­ гические схемы. Используют различные методы обогащения для эффективного отделения от касситерита как сульфидов, так и ми­

нералов вольфрама, ниобия, циркония и др. Кроме гравитацион­ ных методов, применяют электромагнитную и электростатическую сепарацию (для удаления магнетита, ильменита, монацита, гра­ ната, вольфрамита, циркона, рутила, пирротина), флотогравитацию и флотацию (для удаления пирита, арсенопирита, халькопи­ рита, станнина, галенита, сфалерита), в ряде случаев применяют обжиг концентратов (для перевода сульфидов железа в окислы и удаления серы и мышьяка), а также обработку концентратов кис­ лотой (для удаления железа, свинца, меди и других примесей).

Доизвлечение касситерита из шламов осуществляется флота­ цией, так как извлечение касситерита гравитационными методами становится практически невозможным.

§ 64. Практика доводки концентратов в СССР

Доводка гравитационных концентратов с рудных фабрик осу­ ществляется централизованно на доводочной фабрике, оснащенной наиболее совершенным оборудованием, что позволяет эффективно обрабатывать концентраты самого различного вещественного со­ става. На такой доводочной фабрике может быть применена лю­ бая технологическая схема, соответствующая характеру перера­ батываемого материала.

416

Перед флотогравитацией материал подготовляют перемешива­ нием с реагентами при высокой плотности (до 70% твердого). Рас­ ход реагентов: 1,5—2 кг/т серной кислоты, 0,6—1,5 кг/т ксантогената, до 2 кг/т дизельного топлива. Перемешивание с целью луч­ шей гидрофобизации поверхности сульфидных минералов перед их пленочной флотацией производят во вращающейся наклонной трубе или в барабанах. Иногда используются для этих целей ба­ рабаны мельниц. Флотогравитация осуществляется на винтовых сепараторах и на концентрационных столах различных конструк­ ций, приспособленных для этих целей [27, 28, 29]. При этом проис­ ходит отделение сульфидов и разделение минералов по плотности. Пенная флотация крупнозернистых материалов стала применяться с появлением флотационных машин пенной сепарации. При приме­ нении флотационных конусов и машин пенной сепарации камер­ ные продукты после удаления сульфидов в две стадии подвергают перечистке на концентрационных столах.

Из классов концентратов мельче 0,2 мм флотируют сульфиды, а камерный продукт обычно является готовым к плавке богатым оловянным концентратом.

Концентраты, полученные от обогащения россыпей, доводятся на отсадочных машинах, концентрационных столах, магнитных и электрических сепараторах с предварительной узкой классифика­ цией материала.

При доводке извлечение в концентраты, содержащие от 20 до 72% олова (в среднем около 55%), составляет 95—97%.

Сульфиды и кварцевые хвосты доводки складируют в хвостохранилище.

Сложный вещественный состав концентратов требует постепен­ ного раскрытия минеральных частиц измельчением и многократ­ ных перечистных операций продуктов, что хорошо иллюстрируется на примере схемы доводочной фабрики оловокомбината [29]. Кон­ центраты, поступающие на завод отличаются по минералогиче­ скому, химическому и гранулометрическому составам (табл. 106).

Оловянные концентраты, принятые в цехе сырья, распаковы­ вают, подвергают грохочению (сетка 3 мм), плюсовой продукт дро­ бят на валковых дробилках, работающих в замкнутом цикле с гро­ хотом, опробуют механическим пробоотборником и складируют в бункерах.

На доводочную фабрику концентраты подают гидротранспор­ том. Гидравлической классификацией материал разделяется на два класса. Материал мельче 0,2 мм направляют на пенную флотацию. Крупные классы обогащают флотогравитацией. Промпродукты многократно перечищают флотогравитацией на столах, обезвожи­ вают и доизмельчают в открытом цикле в мельницах. Разгрузку мельниц обогащают на концентрационных столах для выделения освободившегося касситерита в концентрат, а сростков — в промпродукт, возвращаемый на доизмельчение (через гидравлическую' классификацию) и перечистку на концентрационных столах.

Сульфиды флотогравитации и флотации доизмельчают и фло­ тируют в несколько стадий с промежуточным сгущением и пере­ чисткой пенных продуктов. Такой прием позволяет выделить суль­ фиды и создать возможность лучшего разделения при концентра­ ции на столах камерных продуктов.

Шламы от обезвоживания различных продуктов и сливы гид­ равлических классификаторов сгущают в сгустителях и обогащают на специальной шламовой секции фабрики, оборудованной шламо­ выми столами, флотационными машинами, сгустителями, отстой­ никами, фильтрами и другим оборудованием. Сгущенные шламо­ вые продукты после флотации из них сульфидов обогащают кон­ центрацией на столах.

Сульфидные хвосты доизмельчают до 100% —0,1 мм и после трехкратной перечистной флотации получают отвальные по олову сульфиды 0,3% Sn и менее складируют в хвостохранилище. Ка­ мерный продукт сульфидной флотации содержит до 5—5,5% олова. Из него касситерит флотируют жирными кислотами в шламовый концентрат.

Из кварцевых хвостов доводки после доизмельчения также фло­ тируют касситерит. Концентраты (Эгехайского и Хрустальненского комбинатов) с высоким содержанием пирротина доводят с приме­ нением магнитной сепарации, отсадки и флотогравитации на вин­ товых сепараторах [30, 31, 28, 26].

На сепараторе типа МС-2 при напряженности магнитного поля 1100—1300 кА/м отделяется магнитная фракция: из эгехайских

418