книги / Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Обогатительные процессы и аппараты
.pdfОтделение сульфидов меди от сульфидов железа при се лективной флотации руды (рис. 10.1 1 , а. 6) или коллективного медно-пиритного концентрата (рис. 10.11, в) производится в сильнощелочной среде (pH 1 1— 12), создаваемой известью. Труд ности получения пиритного концентрата по схеме рис. 10.1 1 , б обусловлены необходимостью понижения pH всей рудной пуль пы для активации задепрессированного известью пирита. Для этого могут быть применены серная кислота, углекислота от ходящих дымовых газов металлургических заводов, кремне фтористый натрий, сернокислое железо или другие реагенты, снижающие значение pH пульпы до 8—9. Иногда лучшие ре зультаты дает предварительное сгущение с последующим раз бавлением свежей водой или кислыми рудничными водами.
Для разделения коллективных медно-молибденовых кон центратов используются методы, основанные на депрессии как молибденита, так и сульфидов меди и железа.
Так, на ряде зарубежных фабрик (Артур, Магна, Сильвер Белл) при селективной флотации медно-молибденового кон центрата молибденит депрессируют декстрином.
На других обогатительных фабриках для разделения мед но-молибденового концентрата используются методы, осно ванные на депрессии сульфидных минералов меди и железа и активной флотации молибденита. Депрессия флотации суль фидов меди и железа при этом достигается:
• применением сульфида (Na2S), гидросульфида (NaHS) натрия или их смеси в соотношении 1 1 . Разделение осущест вляется в сильнощелочной среде (pH 11— 12) при высоких рас ходах реагента (2— 20 кг/т коллективного концентрата), обес печивающих высокую концентрацию сульфидных ионов в пуль пе. Благодаря этому достигается десорбция собирателя с по верхности сульфидов меди и железа и депрессия их флотации;
• использованием реагента «Ноукс», представляющего со бой продукт взаимодействия P2S5 с NaOH. Механизм депрессирующего дейсгвия сульфидных ионов в данном случае допол няется гидрофилизирующим действием фосфатных ионов при закреплении их на поверхности, депрессируемых минералов;
Рис. 10.12. Принципиальные схемы флотации медно-цинково-пиритных руд
344
Ц и к л м е д н о й |
|
Ц и кл |
кол л ек т и в н о й |
||
ф л о т а ц и и |
|
|
ф л о т а ц и и |
||
|
|
Ï |
Д е с о р б ц и я |
и |
|
м е д н ы й |
|
д о и з м е л ь ч е н и е |
|||
к о н ц е н т р а т |
|
|
|
|
|
Ц и к л ц и н к о в о й |
|
|
х в о с т ы |
||
Ц и к л м е д н о й |
|
|
|||
ф л о т а ц и и |
|
ф л о т а ц и и |
|
|
|
ци>ч к о в ы й |
М ес ]н ы й |
|
|
|
|
к о н ц е н т р а т |
к о н ц е н т р а т |
|
|
|
|
Ц и к л п и р и т н о и |
Ц и к л ц и н к о в о й |
|
|||
ф л о т а ц и и |
ф л о т а ц и и |
|
|||
П и р и т н ы й |
|
Ц и н к о в ы й |
П и р и т н ы й |
||
к о н ц е н т р а т |
Х во ст ы ’ к о н ц е н т р а т |
к о н ц е н т р а т |
|||
|
|
|
|
Руда |
|
И з м е л ь ч е н и е |
|
|
\ |
И з м е л ь ч е н и е и |
|
|
|
Л |
|||
и к л а с с и ф и к а ц и я |
|
v p / к л а с с и ф и к а ц и я |
|||
Ц и к л м е д н о й |
|
Iп р и е м к о л л е к т и в н о й |
|||
ф л о т а ц и и |
|
|
ф л о т а ц и и |
||
|
|
|
Д е с о р б ц и я |
и |
|
|
|
|
о о и з м е л ь ч е н и е |
||
Ц и к л |
|
Ц и к л |
|
|
Л п р и е м |
м е д н о -ц и н к о в о й |
м е д н о й |
|
к о л л е к т и в н о й |
||
ф л о т а ц и и |
ф л о т а ц и и |
|
ф л о т а ц и и |
||
Д е с о р б ц и я |
и |
|
|
|
|
о о и зм е л ь ч е н и е |
М едны й |
|
|
|
|
1 |
|
к о н ц е н т р а т |
|
|
|
|
|
|
|
хвост ы |
|
Ц и к л р а з д е л е |
Ц икл |
|
н и я м е д н о |
п и р и т н о и |
|
|
ц и н к о в о г о |
ф л о т а ц и и |
к о н ц е н т р а т а |
|
|
|
П и р и т н ы й |
|
|
к онщц е н т р а т |
|
М е д н ы й |
Ц и н н о В ы й |
Х в о ст ы |
к о н ц е н т р а т к о н ц е н т р а т
ци к л р а з д е л е н и я
ци н к о б о - п и р и т н о г о
ко н ц е н т р а т а
u J HKOg blû |
П и р и т н ы й |
к о н ц е н т р а т |
к о н ц е н т р а т |
• загрузкой реагента «Анимол Д», представляющего со бой продукт взаимодействия AS2O3 с NaîS, в результате кото рого образуются сульфидные и арсенатные ионы. Механизм депрессирующего действия данного реагента аналогичен реа генту «Ноукс»;
• применением цианида (0,5 кг/т) совместно с цинковым купоросом или ферроцианидом (1,0— 1,5 кг/т) в слабощелоч ной среде (pH 7—8).
Флотация медно-цинково-пиритных руд. Принципиальные схемы флотационного разделения сульфидов меди, цинка и железа приведены на рис. 10.12 .
Промышленные способы разделения сульфидных мине ралов меди и цинка в цикле медной флотации основаны в ос новном на депрессии сульфидов цинка (сфалерита). Для этого используются различные сочетания следующих реагентов: ци анида, растворяющего ксантогенатные соединения меди на поверхности сфалерита, сернистого натрия, связывающего ио ны меди и предотвращающего активацию цинковой обманки; сульфоксидных соединений (сернистой кислоты, сульфита на трия, бисульфита аммония), изменяющих окислительно-вос становительный потенциал пульпы и скорость окисления суль фидных ионов и минералов в пульпе; цинкового или железно го купороса, образующего с гидроксильными, карбонатными, цианидными и сульфоксидными ионами в определенных ус ловиях соединения гидрофилизующие поверхность сфалери та, и щелочи (соды или извести). Применяемое сочетание реа гентов обеспечивает депрессию и сульфидов железа. Гораздо реже при разделении сульфидных минералов меди и цинка ис пользуются режимы, основанные на применении ферроциани да, депрессирующего флотацию сульфидов меди.
В циклах цинково-пиритной и пиритной флотации суль фиды отделяются от пустой породы. Флотация проводится в среде, близкой к нейтральной. Для активации сфалерита и задепрессированного цианидом пирита загружается медный ку порос при расходе его 0,1—0,3 кг/т.
Рис. 10.13. Принципиальные схемы ф лотационного обогащ ения полиметал лических руд
Ц и н л м е о н о и |
'Цикл свинце 6G - |
ф л о т а ц и и |
медной ф л о т а ц и и |
меоныи
к о н ц е н т р а т
Цикл |
|
Ц икл р о зо е л е н и я |
Ц и к л |
||
с в и н ц о в о й |
|
соинцово-м едного |
ц и н к о в о й |
||
с р л о т а ц и и |
|
|
к о н ц е н т р а т а |
ф л о т а ц и и |
|
С в и н ц о в ы й |
С в и н ц о в ы й |
ц и н н о в ы й |
|||
к о н ц е н т р а т |
к о н ц е н т р а т |
к о н ц е н т р а т |
|||
ц и к л ци нко в о й |
|
м е д н ы й |
Ц и к л |
||
|
к о н ц е н т р а т |
||||
ср л о т а ц и и |
|
п и р и т н о й |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
ф А о т о ц и и |
|
Ц и н к о в ы й |
|
|
|
|
|
к о н ц е н т р а т |
|
|
|
|
|
Ц и к л п и р и т н о и |
П и р и т н ь ш хвост ы |
||||
к о н ц е н т р а т |
|||||
ср л о т а ц ии |
|
||||
|
|
|
|||
П и о и т н ы й |
|
|
хвост ы |
|
|
ко н ц е н т р а т
Ру д а
Измельчение |
И зм ел ьчение и |
и классификация |
к л а с с и ф и к а ц и я |
Ци к л с в и н ц а Во-
ме д н о й ф л о т а ц и и
Ц и к л р а з д е л е н и я |
Ц и к л |
с в и н ц о в о - |
ц и н к о в о -ф |
м е д н о г о |
п и р и т н о й |
к о н ц е н т р а т а |
ф л о т а ц и и |
С в и н ц о в ы й |
Х в о ст ы |
к о н ц е н т р а т М едны й |
|
ко н ц е н т р а т
Ци к л р а з д е л е н и я
ци н к о о о -п и р и т н о го
ко н ц е н т р а т а
ц и н к о в ы й |
П и р и т н ы й |
к о н ц е н т р а т |
к о н ц е н т р а т |
Ци кл кол л ект и вной
фл о т а ц и и
Хвост ы I
Д е с о р б ц и я со б и р а т е л я
Д ои зм е л ь ч е н и е кол л ект и в но го соб и р ат ел я
р а зд е л ен и е коллект ивного к о н ц ен т р ат а по схе м е а ,6,6
■з|I |
4 •J5s i£3. хвост ы R |
||
$ £ |
|
ç £ |
|
^ |
3; |
I ?ça |
g- |
Cl |
|||
ï |
i |
|
ca 3: |
|
C: * |
||
Флотации сульфидов цинка в циклах цинково-пиритного концентрата и цинковой флотации предшествует аэрация пуль пы в известковой среде при pH не ниже 11 с целью депрессии сульфидов железа.
Извлечению сульфидов железа из хвостов цинковой фло тации предшествует нейтрализация действия извести с ис пользованием методов и реагентов, применяемых при флота ционного медных руд.
Флотация полиметаллических руд. К основным сульфид ным минералам полиметаллических обычно вкрапленных руд относятся галенит, халькопирит и другие сульфиды меди, сфа лерит, пирит и пирротин. Принципиальные схемы их флота ции и разделения приведены на рис. 10.13.
Коллективная флотация всех сульфидов проводится в со довой среде при pH 8—9 и интенсивном пенообразовании. Снижению потерь металлов в хвостах способствует загрузка большей части собирателя (до 70 %) в циклы измельчения.
Процесс подготовки коллективного концентрата к разде лению включает десорбцию собирателя с его поверхности и доизмельчение до необходимой крупности. Для десорбции со бирателя используется один из следующих способов: интен сивное перемешивание концентрата без аэрации с сернистым натрием при расходе 3—6 кг/т с последующей отмывкой де сорбированного собирателя и избытка сернистого натрия; пе ремешивание с сернистым натрием (до 2 кг/т) и активирован ным углем (до 1 кг/т) без последующей отмывки; перемешива ние только с активированным углем (до 2 кг/т) без отмывки.
Отделение сульфидов свинца и меди от сульфидов цинка и железа и пустой породы в цикле свинцово-медной флотации осуществляется в слабощелочной среде (pH 7—9), создавае мой обычно загрузкой соды и реже известью при дозировках
цианида 15— 100 г/т и сернокислого цинка |
в количестве, в |
5— 10 раз превышающем загрузку цианида |
натрия (режим |
Шеридана — Грисвольда). |
|
Способы разделения свинцово-медных концентратов мож но свести к следующим основным реагентным, режимам, ос нованным:
• на флотации сульфидов меди и депрессии галенита: ре агентом-окислителем (бихроматом, перекисью водорода, пер манганатом, хлорной известью) в слабокислой или слабоще лочной среде (pH 6—8) при расходе 0,5—2,5 кг/т концентрата: сернистой кислотой с бихроматом или крахмалом, или с би хроматом и крахмалом; сульфитом или тиосульфатом натрия с солью тяжелого металла (цинковым или железным купоро сом, треххлористым железом или алюминием) при значении pH от 5,5 до 6,2. В присутствии вторичных сульфидов меди используется сульфит натрия с бихроматом;
• на флотации галенита и депрессии сульфидов меди: ци анидом в щелочной среде (pH около 10) иногда с небольшими добавками сернистого натрия (0,3—0,5 кг/т концентрата); смесью цианида и цинкового купороса, взятых в соотноше нии, необходимом для образования комплексной цинкцианистой соли Na2Zn(CN)4 (метод Ю.И. Еропкина); ферроциани дом при расходе 3— 7 кг/т концентрата.
Реагентные режимы пиритной, цинково-пиритной и цин ковой флотаций не отличаются принципиально от гаковых при флотации медно-цинково-пиритных руд.
Флотация медно-никелевых руд. Сульфиды никеля в них представлены пентландитом (Fe, Ni)9S8 миллеритом NiS и ни келеносным пирротином, имеющим магнитную (моноклинный пирротин) и немагнитную (гексогональный пирротин) разно видности; сульфиды меди — халькопиритом (CuFeS2), кубиче ской разновидностью его — кубанитом и иногда талнахитом.
Флотационное извлечение сульфидов меди и никеля в кол лективный концентрат осуществляется с применением сульфгидрильных собирателей: бутилового ксантогената (100—200 г/т) и аэрофлота (100— 200 г/т). Для депрессии флотоактивных силикатных минералов пустой породы используются органи ческие депрессоры (150— 400 г/т): карбоксиметилцеллюлоза
(КМЦ); сульфоэфиры целлюлозы (СЭЦ), этансульфоцеллюлоза РСЦ ); медно-аммиачные растворы целлюлозы. На зару бежных фабриках применяют также гуартек и кукурузный дек стрин. При флотации в щелочной среде, создаваемой загруз ками соды (0,5—3,0 кг/т) при pH 7,5—9,5, лучшие результаты получены при применении КМЦ. Наиболее эффективная де прессия флотоактивных силикатов достигается в слабокислой среде (pH 3—5), создаваемой загрузкой серной, щавелевой или сернистой кислот. Предпочтительными депрессорами в этом случае являются СЭЦ и ЭСЦ.
Слабокислая среда является также предпочтительной по сравнению с щелочной для активации флотации никеленосно го пирротина, которая осуществляется медным купоросом (до 50 г/т) или медно-аммиачным комплексом [Cu(NH3)4 S04 • Н20 ], образующимся при смешении аммиака и медного купороса в соотношении 2:1.
Если отношение содержания меди к содержанию никеля в коллективном концентрате меньше 2, то его подвергают плав ке на файнштейн, который после измельчения направляется на флотационное разделение. При загрузке ксантогената (1,0— 1,3 кг/т файнштейна) и пенообразователя в сильнощелочной среде (pH ~ 12), создаваемой обычно едким натром, сульфиды меди флотируются, а в камерный продукт переходят сульфи ды никеля и сплав никеля с небольшим количеством меди.
Коллективный медно-никелевый концентрат подвергается непосредственному разделению, если отношение содержаний меди и никеля больше 2. Селекция концентратов после их доизмельчения основана на довольно эффективной депрессии флотации пентландита и пирротина в щелочной известковой среде (pH 9— 12), не влияющей существенно на флотируемость халькопирита. Предварительная пропарка концентрата при температуре 80 °С позволяет понизить расход извести и улуч шить условия селективной флотации.
Флотация сульфидных руд мышьяка, сурьмы и ртути. Ос новными промышленными минералами в таких рудах явля ются киноварь (HgS), антимонит (Sb2S3) и арсенопирит (FeAsS).
Селективная флотация сульфидных руд мышьяка, сурьмы и ртути осуществляется обычно с применением сульфгидрильных собирателей по коллективно-селективным схемам.
Разделение коллективного концентрата, получаемого при флотационном обогащении сурьмяно-мышьяковых руд, мож но осуществить: депрессируя арсенопирит и пирит загрузками щелочи, цианида и цинкового купороса и флотируя антимо нит или депрессируя антимонит сернистым или едким натром, флотируя пирит и арсенопирит ксантогенатом с небольшими добавками медного купороса.
Разделение коллективных мышьяково-ртутных концентра тов, содержащих арсенопирит и киноварь, легко достигается депрессией арсенопирита известью. Флотационное разделение сурьмяно-ртутных концентратов основано на значительно бо лее высокой окисляемости антимонита по сравнению с кино варью. Активным реагентом-окислителем, обеспечивающим эффективную депрессию антимонита, в этом случае является перекись водорода в сочетании с хромпиком, не влияющими существенно на флотацию киновари.
При совместном присутствии в руде или в коллективном концентрате сульфидов мышьяка, сурьмы и ртути может быть принята следующая последовательность их флотации. От ан тимонита и арсенопирита киноварь отделяется в щелочной среде; после извлечения киновари флотируется антимонит в присутствии медного купороса. Для депрессии арсенопирита добавляются жидкое стекло и цианид. В последнюю очередь флотируется арсенопирит после активации его сернистым на трием. По такой схеме получаются три кондиционных концен трата: ртутный, сурьмяный и мышьяковый.
Флотация самородных металлов. Из самородных метал лов в рудах встречается золото, серебро, платиноиды, медь, реже висмут и ртуть. Наибольшее практическое значение име ет флотация золота и меди. Свободное мелкое золото легко флотируется ксантогенатами при pH 7—9.
Флотационное извлечение мелких зерен самородной меди из руд может быть осуществлено в слабокислой, нейтральной или слабощелочной средах в присутствии сульфгидрильных собирателей и дисульфидов.
10.3.Ц. Флотаипя окисленных и смешанных руп цветных металлов
Полезные минералы в таких рудах представлены сульфи дами, карбонатами, сульфатами, силикатами, фосфатами, арсенатами и другими минеральными соединениями, обладаю щими различной флотируемостью.
Сульфидные минералы из руд флотируются с использо ванием рассмотренных режимов. Для флотационного извлече ния окисленных минералов цветных металлов на практике ис пользуется и позволяет получать устойчивые технологические показатели только режим сульфидизации с последующей фло тацией с сульфгидрильными или катионными собирателями.
При сульфидизации окисленных минералов на них обра зуется сульфидная пленка. Скорость ее роста зависит от при роды минерала, концентрации сульфидизатора, времени кон такта с ним, ионного состава жидкой фазы пульпы и ее тем пературы.
Наиболее легко сульфидизируются карбонаты меди (ма лахит СиСОз ■Си(ОН)2, азурит 2СиСОз • Си(ОН)2) и свинца (церуссит РЬСОз). При их сульфидизации не требуется установки контактных чанов и сульфидизатор загружается непосредст венно во флотационную машину в несколько приемов при об щем расходе 0,5— 1,5 кг/т. Сульфидизация карбонатов меди лучше протекает при низкой щелочности пульпы, а церуссита при pH 9,5. Англезит (PbS04) также легко сульфидизируется, особенно при оптимальном значении pH 7,5—8,2, но требует более длительного перемешивания (до 10 мин) с сульфидизатором. Ионы хлора замедляют сульфидизацию карбонатов и сульфатов свинца и меди, а ионы кальция и магния могут ока
зать депрессирующее действие на их флотацию за счет обра зования на сульфидизированной поверхности зерен осадков С аС03 и CaS04 по реакциям:
МеСОз] + Са24 + S2' |
MeS] • СаС03, |
MeS04] + Са2+ + S2' |
-> MeS] • CaS04. |
Добавка солей аммония (NHiCl или (NH^SO^ повышает растворимость солей кальция и магния и уменьшает их вред ное влияние на сульфидизацию и флотацию. При большом количестве в руде растворимых солей и шламов сульфидизация успешно протекает только после предварительного их удаления путем промывки крупнодробленой руды.
Другие окисленные минералы свинца (вульфенит РЬМо04, крокоит РЬСгС>4, ванадинит Pbs (У04)зС1, пироморфит РЬ5(Р04)зС1, миметезит Pb5 (As04)3 Cl) и меди (куприт Си20) сульфидизируются хуже, даже при оптимальных значениях pH 5,5—8,0. Плюмбоярозит РЬ • Fe6[(OH)6 (S04)3] и силикаты меди не сульфидизируются и при флотации теряются в хвостах.
Из всех методов, предложенных для извлечения окислен ных цинковых минералов (смитсонита ZnC03 и каламина ZmSiîtMOHb-HzO) из руд, наиболее перспективными являют ся методы Дэвиса — Андреевой и Рэя.
Метод Дэвиса — Андреевой заключается в предваритель ной сульфидизации обесшламленной плотной пульпы (Т Ж= = 1 1) при температуре 50—70 °С, активации медным купоро сом и последующей флотации с ксантогенатом и аэрофлотом после разбавления пульпы холодной водой. Метод Рея преду сматривает флотацию окисленных цинковых минералов кати онным собирателем (первичными алифатическими аминами) при pH 10,5— 11,5 после перемешивания пульпы с сернистым натрием при обычной температуре. Расход сульфидизатора в обоих случаях составляет 3—6 кг/т, собирателя — 150—300 г/г. Пустая порода депрессируется жидким стеклом или КМЦ (300— 400 г/т).