книги из ГПНТБ / Добыча и переработка серных руд Роздольского месторождения

теля применять в виде водного раствора реагент Т-66, обладающий

высокими флотационными свойствами.

Научно-исследовательским цехом комбината предложено пода­ вать керосин в процесс флотации в виде 3%-ной водной эмульсии. В результате применения эмульгированного керосина предпола­ гается снижение расхода керосина примерно на 20%. Эффективная эмульгация керосина с получением устойчивой эмульсии дости­ гается на эмульгаторе типа УГС (ультразвуковой гидродинамический

свисток).

Существенное влияние на реагентный режим оказывает состав воды, применяемой в процессе флотации. При переводе на оборот­ ное водоснабжение снизились качественные показатели флотации, в основном за счет нарушения реагентного режима. Расход вспенивателя на флотацию руды снизился в отдельные периоды до нуля вследствие наличия вспенивающих свойств в оборотной воде. В на­ стоящее время на комбинате монтируется опытная установка по очистке оборотной воды методом флотации.

Опытная флотация геолого-промышленных типов известняковых серных руд

Научно-исследовательским цехом комбината проведены экспе­ риментальные работы по изучению показателей флотации различ­ ных геолого-промышленных типов известняковых серных руд Роз-

свойства текстурных подтипов серных руд с преобладанием в них явнокристаллической серы. Флотации подверглись руды Южного участка с полосчатой, гнездно-вкрапленной и прожилково-вкраплен- ной текстурами. Результаты опытов показали, что флотационные свойства всех текстурных подтипов руд с явнокристаллической серой примерно одинаковы: выход концентрата 29 32%, содер­ жание серы в концентрате 75—78%, извлечение серы в концен­

трат 92—96%.

Затем была проведена серия опытов по установлению флота­ ционных показателей серных руд с преобладанием в них тонко­ рассеянной серы. Проба отбиралась на Южном участке месторо­ ждения. Вещественный состав руды и количественное соотношение в ней агрегатных разновидностей серы соответствуют характери­ стике, приведенной в геолого-промышленной классификации руд Южного участка. Опыты показали, что руды с тонкорассеянным оруденением характеризуются пониженными флотационными пока­ зателями: выход концентрата 35—38%, содержание серы в концен­ трате 61—64%, извлечение серы в концентрат 92 93%.

Небольшое количество опытов флотации проведено е серными рудами Южного участка со сплошной скрытокристаллической серой. Содержание серы в руде 26,7%, нерастворимого остатка 7,5%. Опыты дали такие результаты: выход концентрата 33—35%, содер­ жание серы в концентрате 68—73%, извлечение серы в концентрат

94-95% .

Даже эти предварительные опыты показали, что технологи­ ческие свойства известняковых серных руд зависят главным обра­ зом от содержания в них различных агрегатных разновидностей серы, причем наиболее легко обогатимы руды с преобладанием в них явнокристаллической серы; руды со сплошной скрытокристал­ лической серой уступают им по технологическим показателям, а руды с тонкорассеянным оруденением характеризуются наиболее низкими показателями флотации.

В последнее время научно-исследовательский цех комбината начал серию лабораторных опытов по флотации геолого-промышлен­ ных типов известняковых серных руд Северного участка месторо­ ждения по пробам, отобранным и охарактеризованным тематической партией Львовского университета. Руды Северного участка су­ щественно отличаются от руд Южного участка, поэтому первые опыты обогащения их представляют большой интерес. Опытной флотации подверглись следующие типы серных руд: с преобладанием явнокристаллической серы, с преобладанием тонкорассеянной серы, с преобладанием сплошной скрытокристаллической серы, шихты из этих руд с примесью глинистых и окисленных руд в их природ­ ном соотношении.

Исчерпывающие сведения о содержании в рудах общей (вало­ вой) серы и нерастворимого остатка, о количественном соотноше­ нии в них агрегатных разновидностей серы приведены в геологопромышленной классификации руд Северного участка.

Флотация руд проводилась в условиях существующего реагент­ ного режима на обогатительной фабрике: расход жидкого стекла 1,5 кг/т, керосина 200 г/т, уайт-спирита в основной и контрольной флотации по 50 г/т руды. В схему флотации включены две пере­ чистки концентрата. Результаты первых опытов флотации руд при­ ведены в табл. 38.

Известняковые серные руды с различным преобладанием в них агрегатных разновидностей серы имеют различные технологические свойства. Лучшие показатели флотации установлены для руд с явно­ кристаллической и сплошной скрытокристаллической серой (содер­ жание серы в концентрате соответственно 71,6 и 68,5%, извлече­ ние серы 96,6 и 94,8%). Худшие показатели флотации дают руды с тонкорассеянной серой (содержание серы в концентрате 62,5%, извлечение серы 94,6%). Показатели флотации шихты из руд Север­ ного участка ниже, нежели из руд Южного участка, что естественно, так как на Северном участке больше запасов руд со сплошной скрыто­ кристаллической и тонкорассеянной серой и меньше запасов руд с явнокристаллической серой.

Агрегатные разновидности серы в продуктах флотации серных руд Южного участка

противоположна: явнокристаллическая сера в большей мере пере­ ходит в концентрат, а тонкорассеянная больше извлекается в хвосты. Флотационные свойства прозрачной и непрозрачной явнокристал­ лической серы также неодинаковы.

Отсюда можно сделать следующие выводы о поведении главных разновидностей серы при флотации:

1. Лучше всего флотирует прозрачная явнокристаллическая сера. Она извлекается главным образом в концентрат и лишь в не­ большом количестве уходит в хвосты. Относительный удельный вес ее в концентрате составляет 41,1%, а в хвостах — только 18,1%.

Повышенная флотационная способность прозрачной явнокристал­ лической серы объясняется тем, что на чистой поверхности ее зерен хорошо адсорбируется собиратель и здесь резко проявляются гидро­ фобные свойства серы.

2. Полупрозрачная сера по сравнению с прозрачной имеет пониженную флотационную способность, вследствие чего отно­

ной серы объясняется, по-видимому, тем, что поверхность ее зерен покрыта темными пятнами и включениями, препятствующими ад­ сорбции здесь собирателя.

3. В целом явнокристаллическая сера сохраняет те же тенден­ ции распределения в продуктах флотации, что и прозрачная сера,' но выраженные не так резко. Эта сера является главным, источником извлечения серы в концентрат, удельный вес ее в концентрате со­ ставляет 76,6%.

Установленная закономерность распределения явнокристаллическоп разновидности серы в ходе флотации вполне естественна,: ибо она как по особенностям агрегатов (сплошные агрегаты, ело-, женные сравнительно крупными кристаллами), так и по характеру;

локализации в рудо (круши,іе мономинеральные скопления) дает большой выход полностью раскрытой (свободной) серы, флотацион­ ная способность которой при прочих равных условиях наибольшая.

■/(. Закономерность распределения пелитоморфной (тонкорассеян­ ной) серы в продуктах флотации обратна закономерности распре­ деления явнокристаллической серы. Первая в большей степени мигрирует в хвосты, и концентрат обеднен ею. Удельный вес пели­ томорфной серы в хвостах составляет 42,8% и только 23,4% — в концентрате. Объясняется это тем, что тонкорассеянная сера находится в агрегатных сростках с породой и ее флотационная способность зависит от соотношения величин площадей серы и по­ роды на поверхности таких агрегатов (при данных гидрофобных свойствах серы и гидрофильных свойствах породы и применяемых реагентах — собирателе и депрессоре). Существует определенная граница соотношения этих площадей, когда действия собирателя

идепрессора уравновешиваются. Если на поверхности агрегата площадь серы превышает эту границу, агрегат будет флотироваться

иперейдет в концентрат; наоборот, если большая площадь будет принадлежать породе — агрегат останется в хвостах. В первом

Большое практическое значение имеет анализ количественных соотношений различных агрегатных разновидностей в тех или иных классах продуктов флотации. На основе такого анализа можно составить представление о поведении серы в процессе измельчения руды и наметить пути улучшения его схемы.

Исследованиями установлено, что при измельчении руд с явно­ кристаллической и пелитоморфной серой по одной и той же схеме получаются различные результаты: явнокристаллической серой обогащаются мелкие классы, а пелитоморфной — крупные. Эта закономерность хорошо иллюстрируется данными табл. 40.

Особенности измельчения отдельных разновидностей явнокри­ сталлической серы близки. Содержание явнокристаллической серы закономерно и резко повышается в мелких классах с увеличением степени измельчения руды.

В исходной руде содержание серы возрастает от 37,6% (класс —0,6 мм) до 87% (класс 0,056—0,074 мм), т. е. примерно в 2,3 раза, в концентрате происходит увеличение содержания серы в 9,4 раза, что говорит о преимущественной флотации серы в средних и мел­ ких классах. В хвостах обогащение серой мелких классов не так интенсивно: соотношение содержания серы в классах 0,056—0,074 мм составляет 3,6 : 1.

Явнокристаллическая сера, отличаясь хрупкостью, дает при измельчении руды большой выход мелких классов. Резкое увели­ чение их удельного веса в измельченной руде свидетельствует о переизмельчении серы. Влияние переизмельчения на процессы фло-

Распределение явнокристаллической и тонкорассеянной серы в различных классах продуктов флотации серных руд Южного участка

тации и плавки серы должно стать предметом экспериментальных технологических исследовании.

В распределении пелитоморфной (тонкорассеянной) серы по классам наблюдается обратная картина — содержание ее законо­ мерно и неуклонно понижается от крупных классов к мелким.

Эта закономерность объясняется следующим. Тонкие выделения рассеянной серы (< 0,01 мм) образуют с известняком сложные агрегатные сростки. Естественно, полное отделение таких тонких частиц серы от известняка при принятой схеме измельчения не­ возможно, так как в этих сростках известняк играет роль каркаса, связывающего частицы серы и предохраняющего ее от раскрытия и измельчения. Этот же каркас придает агрегатам устойчивость: они не так хрупки, как явнокристаллическая сера, при дроблении меньше измельчаются и дают преимущественно крупные классы, причем происходит недоизмельчение известняка.

Высокое содержание пелитоморфной (тонкорассеянной) серы в крупных классах может рассматриваться как недоизмельчение агре­ гатных сростков в процессе дробления. Но поскольку в известня­ ковой серной руде большое место занимает переизмельчаемая явно­ кристаллическая сера, то оптимальная схема дробления должна учитывать особенности физико-механических свойств разновидно­ стей руд с явнокристаллической и тонкорассеянной серой.

Залогом эффективности флотации, помимо прочих факторов, является степень раскрытия полезного компонента. Учитывая важ­ ность этого фактора, была исследована степень раскрытия серы в различных классах продуктов флотации. К раскрытой отнесены: сера полностью раскрытая; сера полураскрытая (занимает более

скрытой отнесены: сера, полностью заключенная в породе; сера, занимающая менее 50% поверхности зерен.

Данные о распределении раскрытой и нераскрытой серы в раз­ личных классах продуктов флотации, полученные в результате фракционного минералогического анализа, приведены в табл. 41.

Т а б л и ц а 41

Распределение раскрытой п нераскрытой серы в различных классах продуктов флотации серных руд Южного участка

Из таблицы можно сделать следующие выводы:

1.Содержание нераскрытой серы меньше всего в концентрате (11,8%) и больше всего в хвостах флотации (43,7%), что полностью согласуется с общими принципами флотации.

2.Во всех продуктах флотации содержание нераскрытой серы закономерно понижается от крупных классов к мелким, что согла­ суется с общими принципами раскрытия серы при измельчении и со­

ответствует закономерностям распределения явнокристаллической и пелитоморфной серы по классам. В исходной руде содержание

Наиболее резко падает содержание нераскрытой серы от крупных классов к мелким в хвостах. Отсюда можно сделать вывод, что сера увлекается в хвосты преимущественно в крупных классах.

3. Среднее содержание нераскрытой серы в хвостах состав­ ляет 43,7% по отношению к общему ее содержанию. Следовательно, более половины серы переходит в хвосты в раскрытом виде, что говорит о несовершенстве флотации, а может быть, и о недостатках схемы измельчения руды.

Приведенные выше данные о степени раскрытия и закономер­ ностях распределения агрегатных разновидностей серы в про­ дуктах флотации относятся к рядовой товарной руде Южного уча­ стка, в состав которой включены все типы известняковых серных руд. Интересно проследить полученные закономерности в распре­ делении серы раздельно для продуктов флотации руд с тонкорас­ сеянным оруденением и для руд с преобладанием в них явнокристал­

лической серы. Такие исследования проведены в лабораторных условиях научно-исследовательским цехом комбината.

Данные о распределении серы по классам в продуктах флотации серных руд с различными агрегатными разновидностями серы при­ ведены в табл. 42.

с тонкорассеянным оруденением эта разновидность серы все же за­ нимает преобладающее положение (52,4%), чем и объясняются низкие показатели выплавки серы из этих концентратов. В кон­ центрате руды с явнокристаллическим оруденением тонкорассеян­ ная сера занимает подчиненное место (20,6%).

Данные о распределении раскрытой и нераскрытой серы по классам в продуктах флотации руд с различными агрегатными раз­ новидностями серы приведены в табл. 43. Из таблицы можно сде­ лать следующие выводы:

1. В продуктах флотации руд с тонкорассеянным оруденением содержание нераскрытой серы значительно больше, чем в рудах с явнокристаллической серой и в средних товарных рудах, причем наиболее обогащены нераскрытой серой хвосты.

2. Концентрат из руды с тонкорассеянным оруденением содер­ жит 15,8% нераскрытой серы, в то время как в концентрате из

Распределение раскрытой и нераскрытой серы по классам в продуктах экспериментальной флотации серных руд

руды с явнокристаллической серой содержание нераскрытой серы

составляет лишь 3,9%.

3. Степень раскрытия серы в рудах с тонкорассеянным оруде­ нением значительно резче возрастает от крупных классов к мелким, нежели в рудах с явнокристаллической серой. Это и понятно, так как хрупкая явнокристаллическая сера, составляя крупные мономине­ ральные скопления, почти полностью раскрывается уже в крупных классах, а для освобождения тонкорассеянной серы из прочно построенных агрегатов сера — известняк необходимо тонкое их

измельчение.

Для интерпретации результатов флотации и выплавки серы небезынтересно знать, в каком состоянии находятся в продуктах флотации серовмещающие породы (известняки и глины) — в сво­ бодном виде от серы или в связанном виде сростков с серой. Такие

данные приведены в табл. 44.

В продуктах флотации руд с тонкорассеянным оруденением содер­ жание связанной породы (в сростках с серой) значительно выше, чем в рудах с явнокристаллическим оруденением. Особенно большое содержание связанной породы в концентрате говорит о несовер­ шенстве обогащения руды. Как и следовало ожидать, наибольшее содержание свободной породы (75,5%) находится в хвостах фло­ тации, но и в концентрат увлекается довольно значительная ее часть, что свидетельствует о неиспользованных возможностях флотацион­ ного процесса.

Распределение свободной и связанной в сростках с серой породы по классам в продуктах экспершчентальной флотации серных руд

Приведенные материалы, рассматривающие закономерности рас­ пределения в продуктах флотации технологически различных агре­ гатных разновидностей серы, раскрытой и нераскрытой серы и по­ роды, могут послужить основой для интерпретации результатов исследований при разработке мероприятий, ставящих своей целью совершенствование процесса обогащения серных руд.