Научная статья на тему 'ДЕЙСТВИЕ КОМПОЗИЦИЙ ИЗ ЖЕЛЕЗНОГО, ЦИНКОВОГО КУПОРОСОВ И СЕРНИСТОГО НАТРИЯ НА ФЛОТАЦИЮ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ КОЛЧЕДАННЫХ РУД'

ДЕЙСТВИЕ КОМПОЗИЦИЙ ИЗ ЖЕЛЕЗНОГО, ЦИНКОВОГО КУПОРОСОВ И СЕРНИСТОГО НАТРИЯ НА ФЛОТАЦИЮ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ КОЛЧЕДАННЫХ РУД Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
10
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
медно-цинковые руды / сульфат железа (II) / извлечение / сульфат цинка / активация / депрессия / флотация / сернистый натрий / кинетика флотации / разделение / copper–zinc ore / iron sulfate (II) / extraction / zinc sulfate / activation / depression / f lotation / sodium sulphide / flotation kinetics / separation

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Хтет Зо У., Чжо Зай Яа, Горячев Борис Евгеньевич

Изучена возможность повышения селективности флотационного разделения сульфидных минералов меди и цинка от пирита при флотации медно-цинковых руд путем применения композиций железного, цинкового купоросов и сернистого натрия в присутствии бутилового ксантогенатакалия. Проведено исследование флотации медноцинковых руд по технологической схеме, которая включает: медную флотацию I и мед но-цинковую флотацию II. В технологических схемах флотации применены такие флотационные реагенты, которые могли бы не только слабо флотировать сульфиды железа, но и гарантировать селективное разделение минералов меди и цинка друг от друга. Установлено влияние соотношения расходов этих реагентов на технологические показатели флотации и селективность разделения сульфидов меди и цинка. Представлены результаты исследования кинетики флотации композициями использованных модификаторов. Сравнения сделаны между результатами экспериментов. Предложены расчеты показателя фракционной селективности минералов меди и цинка с учетом кинетики их флотации и распределения по трудно-, среднеq быстрофлотируемым фракциям. Установлено, что использование композиций данных металлосодержащих модификаторов позволяет эффективно флотировать как минералы меди, так и минералы цинка.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Хтет Зо У., Чжо Зай Яа, Горячев Борис Евгеньевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EFFECT OF IRON/ZINC VITRIOL–SODIUM SULPHIDE BLENDS ON COPPER–ZINC SULPHIDE ORE FLOTATION

Spotlight is on potential improvement of selective flotation and separation of copper and zinc sulphides from pyrite in flotation of copper–zinc ore using the blends of iron or zinc vitriol and sodium sulphides in the presence of potassium butyl xanthate. The flotation research of copper–zinc ore used the flow chart which included copper flotation I and copper–zinc flo tation II. The flotation research used such flotation agents that were capable to promote weak f lotation of iron sulphides and to ensure selective separation of copper and zinc minerals. It is found how the consumption ratios of these agents influence the flotation performance and the efficiency of separation of copper and zinc sulphides. The studies into the flotation kinet ics in the presence of blends of the test modifiers are described. The experimental results are compared. It is proposed to calculate the fractional selectivity of copper and zinc minerals with regard to their flotation kinetics and to their distribution by hard-, mediumand fast-floatable fractions. It is found that the use of blends of the listed metal-bearing modifiers enables efficient f lotation of both copper minerals and zinc minerals.

Текст научной работы на тему «ДЕЙСТВИЕ КОМПОЗИЦИЙ ИЗ ЖЕЛЕЗНОГО, ЦИНКОВОГО КУПОРОСОВ И СЕРНИСТОГО НАТРИЯ НА ФЛОТАЦИЮ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ КОЛЧЕДАННЫХ РУД»

ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2023;(12):139-151 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER

УДК 622.765 DOI: 10.25018/0236_1493_2023_12_0_139

ДЕЙСТВИЕ КОМПОЗИЦИЙ ИЗ ЖЕЛЕЗНОГО, ЦИНКОВОГО КУПОРОСОВ И СЕРНИСТОГО НАТРИЯ НА ФЛОТАЦИЮ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ КОЛЧЕДАННЫХ РУД

Хтет Зо У1, Чжо Зай Яа1, Б.Е. Горячев1

1 НИТУ «МИСиС», Москва, Россия, e-mail: [email protected]

Аннотация: Изучена возможность повышения селективности флотационного разделения сульфидных минералов меди и цинка от пирита при флотации медно-цинковых руд путем применения композиций железного, цинкового купоросов и сернистого натрия в присутствии бутилового ксантогената калия. Проведено исследование флотации медно-цинковых руд по технологической схеме, которая включает: медную флотацию I и мед-но-цинковую флотацию II. В технологических схемах флотации применены такие флотационные реагенты, которые могли бы не только слабо флотировать сульфиды железа, но и гарантировать селективное разделение минералов меди и цинка друг от друга. Установлено влияние соотношения расходов этих реагентов на технологические показатели флотации и селективность разделения сульфидов меди и цинка. Представлены результаты исследования кинетики флотации композициями использованных модификаторов. Сравнения сделаны между результатами экспериментов. Предложены расчеты показателя фракционной селективности минералов меди и цинка с учетом кинетики их флотации и распределения по трудно-, средне- и быстрофлотируемым фракциям. Установлено, что использование композиций данных металлосодержащих модификаторов позволяет эффективно флотировать как минералы меди, так и минералы цинка.

Ключевые слова: медно-цинковые руды, сульфат железа (II), извлечение, сульфат цинка, активация, депрессия, флотация, сернистый натрий, кинетика флотации, разделение.

Для цитирования: Хтет Зо У, Чжо Зай Яа, Горячев Б. Е. Действие композиций из железного, цинкового купоросов и сернистого натрия на флотацию медно-цинковых колчеданных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2023. - N° 12. -С. 139-151. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_12_0_139.

Effect of iron/zinc vitriol-sodium sulphide blends on copper-zinc sulphide ore flotation

Htet Zaw Oo1, Kyaw Zay Ya1, B.E. Goryachev1

1 National University of Science and Technology «MISiS», Moscow, Russia, e-mail: [email protected]

Abstract: Spotlight is on potential improvement of selective flotation and separation of copper and zinc sulphides from pyrite in flotation of copper-zinc ore using the blends of iron or zinc vitriol and sodium sulphides in the presence of potassium butyl xanthate. The flotation research of copper-zinc ore used the flow chart which included copper flotation I and copper-zinc flo© Хтет Зо У, Чжо Зай Яа, Б.Е. Горячев. 2023.

tation II. The flotation research used such flotation agents that were capable to promote weak flotation of iron sulphides and to ensure selective separation of copper and zinc minerals. It is found how the consumption ratios of these agents influence the flotation performance and the efficiency of separation of copper and zinc sulphides. The studies into the flotation kinetics in the presence of blends of the test modifiers are described. The experimental results are compared. It is proposed to calculate the fractional selectivity of copper and zinc minerals with regard to their flotation kinetics and to their distribution by hard-, medium- and fast-floatable fractions. It is found that the use of blends of the listed metal-bearing modifiers enables efficient flotation of both copper minerals and zinc minerals.

Key words: copper-zinc ore, iron sulfate (II), extraction, zinc sulfate, activation, depression, flotation, sodium sulphide, flotation kinetics, separation.

For citation: Htet Zaw Oo, Kyaw Zay Ya, Goryachev B. E. Effect of iron/zinc vitriol-sodium sulphide blends on copper-zinc sulphide ore flotation. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2023;(12):139-151. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2023J2_0J39.

Введение

Медно-цинковые руды российских месторождений представлены в большом количестве колчеданными рудами и перерабатываются на нескольких обогатительных фабриках Урала [1 — 3]. Основные физико-химические особенности медно-цинковых колчеданных руд, отличающие их от других типов руд цветных металлов: тонкая неравномерная до эмульсионных включений взаимная вкрапленность сульфидных минералов; наличие в рудах всей гаммы медных минералов, активное окисление сульфидов с образованием активирующих сфалерит и пирит сульфатов меди и железа. Все это позволяет отнести данный тип руд к труднообогатимым.

В практике флотации колчеданных медно-цинковых руд широко используется железный и цинковый купоросы; последний применяется в сочетании с сернистым натрием при селективной флотации коллективных медно-цинковых концентратов [4 — 6]. Как показано в [7 — 9], малые расходы железного купороса активируют флотацию сульфидов меди, цинка и пирита, а большие — приводят к депрессии флотации тех же

минералов. Можно предположить, что сочетание данных реагентов повысит селективность флотации минералов меди и цинка от пирита [10, 11].

Материалы и методы

Материалы, использованные

в работе

Объектом исследований являлась мед-но-цинковая колчеданная руда одного из месторождений Урала. Средние массовые доли меди и цинка в частных пробах руды составили 0,65±0,02% и 1,37±0,08%. Флотореагенты, использованные в работе: собиратель — бутилк-сантогенат калия, пенообразователь — сосновое масло, регулятор среды — известь, модификаторы — железный, цинковый купоросы и сульфид натрия.

Аппараты и приборы

Дробление руды проводилось в лабораторной щековой дробилке ДЛЩ 80* *150; дробленая руда измельчалась в лабораторной шаровой мельнице МШЛ-1; флотация руды осуществлялась в лабораторной флотомашине механического типа ФЛ-137. Определение массовых содержаний меди, железа и цинка в кон-

0,21 мин 0,43 мин 0,64 мин 1 мин 2 мин Рис. 1. Схема флотации медно-цинковой руды Fig. 1. Scheme of copper-zinc ore flotation

центрате проводилось на рентгенофлуо-ресцентном спектрометре ЕкаХ.

Методика проведения эксперимента

Исходная проба руды дробилась в щековой дробилке до крупности -3 мм, из которой, после усреднения и сокращения, формировались частные пробы массой 250 г. Частные пробы измельчались до крупности 80 % класса -74 мкм и направлялись на флотацию. Флотация медно-цинковой руды проводилась по технологической схеме, включающей

флотацию I и флотацию II. В схеме флотации требовалось использование реагентов, которые лишь слабо флотировали бы сульфиды железа, а также позволяли селективное разделение минералов меди и цинка [12, 13].

Схема эксперимента представлена на рис. 1.

Дозирование реагентов-модификаторов (железный купорос, цинковый купорос, сернистый натрий) во флотацию II проводилось в соотствествии с симплекс-планом четвертого порядка [14].

Рис. 2. {3,4}-решетчатый план Шеффе Fig. 2. {3,4}-Scheffe lattice plan

Планирование и проведение экспериментов

Симплексное планирование эксперимента, как правило, применяется для исследования многокомпонентных систем, например, для изучения зависимостей свойств различных сплавов от их состава [15]. В данной работе этот метод применяется для нахождения связи технологических показателей флотации с соотношением реагентов-модификаторов в их смеси, подаваемой во флотацию.

План Шеффе (рис. 2) был применен для установления зависимости между функцией отклика (выход, содержание и извлечение) и тремя переменными (расход железного купороса х , расход цинкового купороса х2 и расход сернистого натрия х3) во флотации II [16].

План эксперимента для проведения флотационных опытов представлен в таблице.

Индексы значений параметра оптимизации у указывают на относительное содержание каждого компонента в смеси. Например, смесь № 1 состоит только из компонента х , свойство этой смеси обозначается у , смесь № 4 состоит из (1/2) х1 и (1/2) х2, свойство смеси обозначается у и т.д. Опыт 16 не входит в симплекс. Он является контрольным, без добавления во флотацию II реагентов-модификаторов.

Результаты исследований и их обсуждение

Исследование флотации I медно-цинковой руды без добавления модификаторов Как следует из рис. 1, во флотации I дозируются только собиратель и пенообразователь, без добавления регулятора среды. Поэтому данную операцию можно отнести к операции коллективной флотации сульфидов меди, цинка и частично пирита. Голодный режим фло-

Симплекс-решетчатый план Шеффе для {3,4}-решетки

Simplex-lattice Scheffe plan for {3,4}-lattice

Номер опыта Значения факторов Параметр оптимизации

Х1 Х2 Х3

1 1 0 0 у1

2 0 1 0 у2

3 0 0 1 у3

4 1/2 1/2 0 у12

5 1/2 0 1/2 у12

6 0 1/2 1/2 У23

7 3/4 1/4 0 у1112

8 1/4 3/4 0 у1222

9 3/4 0 1/4 у1113

10 1/4 0 3/4 у1333

11 0 3/4 1/4 у2223

12 0 1/4 3/4 у2333

13 1/2 1/4 1/4 у1123

14 1/4 1/2 1/4 у1223

15 1/4 1/4 1/2 у1233

16 0 0 0 контрольный

тации по собирателю (10 г/т БКК) предполагает флотацию наиболее флотоак-тивных фракций каждого из сульфидных минералов.

На рис. 3 представлены кривые обо-гатимости меди, цинка и пирита во флотации I. Необходимо отметить, что если массовые доли меди и цинка в концентрате флотации I определялись инструментально, рентгенофлюоресцентным анализом, то массовая доля пирита рассчитывалась исходя из значений выхода концентрата и массовых долей меди и цинка в нем.

Из рис. 3 следует, что с ростом выхода концентрата флотации I массовая доля меди в нем уменьшается, а массовая доля пирита — увеличивается. При этом наибольшая скорость изменения массовой доли металла (минерала) с ростом выхода концентрата наблюдается

8 7

sfí 6 s 3

к

|4

К

ni

a 3 о 3

а

n

S 2 1

0

I 4

я я к

g з

H я 82

y = -0.3128x +7.1103 R2 = 0.8183

Zn

♦ ♦

y = 0.0375x +3.7497 R2 = 0.0234

100

90

80

Ï5

i 70

a s 60

В

R S 50

4

g 40

S

a 30

M s 20

10

0

FeS,

= 0.8435X + 73.961 R2 = 0.6492

5 10 15 Выход концентрата, %

20

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

О 5 10 15 20 Выход концентрата, %

5 10 15

Выход концентрата, %

20

Рис. 3. Кривые обогатимости меди, цинка и пирита во флотации I Fig. 3. Enrichment curves of copper, zinc, and pyrite in flotation I

для пирита (dßCu /dy dßFeS2 /dy равны соответственно -0,31 и +0,84). Наихудшая корреляция между массовой долей металла и выходом концентрата наблюдается для цинка.

На основании анализа полученных результатов во флотации I установлено, что минералы меди характеризуются большей обогатимостью, чем минералы цинка. Об этом свидетельствуют значения извлечений меди и цинка, представленные на рис. 4.

Из рисунка следует, что при всех полученных выходах концентрата флотации I извлечение меди в концентрат

значительно выше извлечения цинка — на 20—30%.

Исследование влияния соотношения смеси модификаторов на флотацию II

Как следует из рис. 1, схема проведения флотационных опытов предполагает использование хвостов флотации I в качастве питания для флотации II. Целью данной операции является извлечение меди и цинка в концентрат флотации II из наиболее трудно флотируемых фраций минералов меди и цинка, оставшихся в хвостах флотации I. Дан-

6 7 8 9 Номер опыта

Рис. 4. Извлечение меди и цинка в концентрат флотации I Fig. 4. Recovery of copper and zinc in the concentrate of flotation I

Рис. 5. Зависимость извлечения меди и цинка в концентрат флотации II от соотношения расходов модификаторов, дозируемых во флотацию II

Fig. 5. Dependence of the recovery of copper and zinc in the concentrate of flotation II on the ratio of the costs of modifiers dosed in flotation II

ная операция проводилась в щелочной среде, создаваемой известью, с использованием смеси указанных модификаторов, бутилового ксантогената калия и соснового масла. Дозирование модификаторов во флотацию II осуществлялось с применением симплекс-метода по представленному выше плану Шеффе 4-го порядка (см. таблицу). Несмотря на то, что флотация II велась 8 мин, для сравнения извлечений меди и цинка в концентрат флотации II бралось извлечение указанных металлов за 1 мин флотации.

На рис. 5 представлены результаты флотации II при дозировании во флотацию двухкомпонентных смесей реагентов-модификаторов. Общий расход модификаторов составил 100 гД руды в пересчете на безводные соли. То есть если во флотацию II дозируется смесь железного и цинкового купоросов с относительным расходом 0,5 + 0,5 (сторона симплекс-треугольника, см. рис. 2), то реальные расходы составили 50 г/т сульфата железа и 50 гД сульфата цинка.

На рис. 5 видно различное действие смеси модификаторов FeSO4 + ZnSO4; FeSO + №.,5 и ZnSO + Так, смеси

4 2 4 2 '

железного купороса с цинковым купоросом и железного купороса с серни-

стым натрием при относительных расходах указанных реагентов 0,5+0,5 активируют флотацию меди по сравнению с ее извлечением в концентрат флотации II в отсутствии указанных модификаторов с 85,2% до 91,8% и до 92,6%. Наибольшая активация флотации цинка во флотации II наблюдается при относительных расходах железного и цинкового купороса 0,75+0,25 и железного купороса и сернистого натрия 0,5+0,5. В этих случаях прирост извлечения цинка в концентрат флотации II составил соответственно 10,7% и 9,7%. Смесь цинкового купороса с сернистым натрием либо не влияет на флотацию меди, либо частично ее депрессирует. При относительных расходах цинкового купороса и сернистого натрия 0,5+0,5 наблюдается частичная депрессия флотации цинка в концентрат флотации II с 27,5% (контрольный опыт без добавления указанных модификаторов) до 20,4%.

На рис. 6 представлены результаты флотации II с использованием смеси всех трех модификаторов ^е504 + ZnSO4 + + №25).

Из рисунка видно, что введение в пульпу флотации II всех трех модификаторов флотации минералов меди, цинка и пирита приводит к росту извлече-

Рис. 6. Результаты флотации II с использованием трех модификаторов Fig. 6. Results of flotation II with the use of three modifiers

ния меди и цинка в концентрат данной операции. Так, если в пульпу вводится смесь состава 0,5 FeSO + 0,25 ZnSO/1 +

> 4 > 4

+ 0,25 (опыт № 13 симплекса, см. табл. 1), то извлечение меди в концентрат составило 91,3% и цинка 30,3% (сумма извлечений 121,6%), что по сравнению с опытом № 16 без модификаторов дало суммарный прирост извлечения двух металлов в 15,9%.

Таким образом, введение в состав реагентов, дозируемых во флотацию II, как двойных смесей купоросов железа и цинка и железного купороса с сернистым натрием, так и тройной смеси железного, цинкового купоросов и сернистого натрия, повышают извлечение меди и цинка в концентрат флотации II. В первом случае, при составе первой смеси 0,5 FeSO4 + 0,5 ZnSO4, извлечение

меди в концентрат флотации II составило 91,1% и цинка — 37,7%, во втором, при относительных расходах 0,5 FeSO4 + + 0,5 — 92,6% и 37,2%, и в третьем (0,5 FeSO4 + 0,25 ZnSO4 + 0,25 — 91,3% и 30,3% соответственно.

На рис. 7 представлены зависимости массовых долей меди, цинка и пирита в концентрате флотации II от относительных долей каждого из реагентов-модификаторов в их смеси, дозированной во флотацию II при времени флотации 1 мин.

При действии композиции железного и цинкового купоросов с соотношением их расхода в смеси 0,25 FeSO4 + + 0,75 ZnSO4 происходит повышение качества концентрата флотации II как по меди, так и по цинку при уменьшении массовой доли пирита в концентрате. При-

Рис. 7. Зависимость массовой доли меди, цинка и пирита в концентрате флотации II от соотношения расходов модификаторов, дозируемых во флотацию II

Fig. 7. Dependence of the mass fraction of copper, zinc, and pyrite in the concentrate of flotation II on the ratio of the costs of modifiers dosed in flotation II

менение данной смеси во флотации II привело к повышению качества концентрата по меди с 3,25% (опыт без реагентов-модификаторов) до 6,84%, или на 3,6%. При этом качество концентрата по цинку возросло с 3,9% до 5,3%, или на 2,4%. Кроме того, дозирование данной смеси реагентов во флотацию II снизило содержание пирита в концентрате с 84,8% до 72,4%, или на 12%.

Однако наибольшее качество указанного концентрата по цинку получено при применении смеси тех же купоросов железа и цинка, но при их другом соотношении в смеси, а именно 0,75 FeSO4 + +0,25 ZnSO4. В этом случае массовая доля цинка в концентрате достигает 7,3% при сохранении качества концентрата по пириту.

Таким образом, введение в рецептуру флотации II смеси железного и цинкового купоросов приводит не только к росту извлечения меди и цинка в концентрат флотации II, но и повышает качество концентрата по указанным металлам за счет частичной депрессии флотации пирита.

Кинетика флотации меди и цинка в концентрат флотации II При изучении кинетики флотации меди и цинка во флотации II рассчитывал-

50r/TFeS04+50r/TZnS04 50r/TFeS04+50r/TNa2S

50r/TFeS04+25r/rZnS04

+25 г/т Na2S

Без модификаторов

6 7 8 Время, мин

ся фракционный состав концентрата по фракциям флотируемости минералов меди и цинка в концентрат флотации II из хвостов флотации I в опытах, где получен указанный выше прирост извлечения меди и цинка в концентрат флотации II. Расчет спектра флотируемости минералов меди и цинка в концентрат флотации II проводился по программе SPECTR, разаботанной Д.В. Шехире-вым [17] и примененной в [18, 19].

На рис. 8 приведены кинетические кривые флотации меди и цинка для флотации II.

Из рис. 8 следует, что наиболее интенсивно вводимая смесь модификаторов влияет на кинетику флотации минералов цинка. При этом скорость флотации минералов цинка в концентрат флотации II примерно одинакова при введении как первой (0,5 FeSO4 + 0,5 ZnSO4), так и второй (0,5 FeSO4 + 0,5 смеси модификаторов. Действие тех же смесей модификаторов на флотацию минералов меди примерно одинаково, и при времени флотации 8 мин извлечение меди в концентрат достигает практически 100%.

Результаты более подробного фракционного анализа кинетики флотации меди и цинка в концентрат флотации II представлены на рис. 9.

50r/TFeS04+50r/TZnS04

50r/TFeS04+50r/TNa2S

50r/TFeS04+2Sr/TZnS04

+25г/т Na2S

Без модификаторов

Рис. 8. Кинетика флотации минералов меди и цинка от расхода сульфата железа (II), сульфата цинка и сернистого натрия при флотации II

Fig. 8. Kinetics of flotation of copper and zinc minerals from the consumption of iron (II) sulfate, zinc sulfate, and sodium sulfide during flotation II

0 1 Си ^34 g °'6 1234 Zn

1 °'8 Pi I 0.4 l]

«0.6 ■ J 1Л 1234 L

I °'4 1234 I I 0.2 ■ 1f l|

f°:___Jl__f J ¿likl _

4 1234567 ^ 1234567

Номер фракции Номер фракции

1 ■0.5FeS04+0,5ZnS04 2B0.5FeS04+0.5Na2S 3■ 0.5FeS04+0.25ZnS04+0.25Na2S 4 ■ Без модификаторов

Рис. 9. Распределение меди и цинка по фракциям их флотируемости из хвостов флотации I в концентрат флотации II

Fig. 9. Distribution of copper and zinc by fractions of their floatability from the tailings of flotation I to the concentrate of flotation II

Выполненный фракционный анализ предполагает наличие во флотируемом материале шести фракций по флотируемости. Каждая фракция характеризуется вполне определенным диапазоном значений скорости флотации, и ее кинетика подчиняется уравнению К.Ф. Бело-глазова [20 — 22].

Каждый номер фракции на рис. 8 соответствует следующим значениям константы скорости флотации:

1 — 0 < К < 0,0001 мин-1,

2 — 0,0001 < К < 0,001 мин-1,

3 — 0,001 < К < 0,01 мин-1,

4 — 0,1 < К < 1 мин-1,

5 — 1 < К < 10 мин-1,

6 — 10 < К < 100 мин-1.

Из рис. 9 следует, что минералы меди сосредоточены в четвертой (среднефло-тируемой) и пятой (легкофлотируемой) фракциях. Именно этим объясняется высокая скорость флотации меди, представленная на рис. 8. При этом в отсутствие реагентов-модификаторов во флотации II доля среднефлотируемых фракций составляет 0,26 о.е., а легко-флотируемых — 0,74 о.е. Максимальная активация флотации минералов меди наблюдается при введении в операцию смеси 0,5 FeSO4 + 0,5 ZnSO4. В этом случае доля среднефлотируемых фракций минералов меди уменьшилась до 0,08 о.е.,

а доля легкофлотируемых возросла до 0,92 о.е. Это свидетельствует о том, что данная смесь модификаторов действует на среднефлотируемые фракции хвостов флотации I и переводит их в легкофло-тируемые, тем самым сократив их время флотации.

Другое распределение фракций по флотируемости установлено для флотации цинка (рис. 9, правая часть).

В отсутствие реагентов-модификаторов 0,63 о.е. минералов цинка сосредоточены в труднофлотируемых фракциях 1 и 2 с константой скорости флотации меньше 0,001 мин-1. В этом случае на долю легкофлотируемых фракций приходится всего 0,24 о.е. во флотируемом материале. При действии на минералы цинка в хвостах флотации I той же смеси реагентов-модификаторов 0,5 FeSO4 + + 0,5 ZnSO4 происходит уменьшение суммы труднофлотируемых фракций с 0,63 о.е. до 0,49 о.е., а доля средне- и легкофлотируемых фракций возрастает с 0,31 до 0,41 о.е. Примерно такое же поведение минералов во флотации II наблюдается при введении во флотации смеси 0,5 FeSO4 + 0,5

Основные выводы по работе

1. Введение в состав реагентов, дозируемых во флотацию II, как двойных

смесей купоросов железа и цинка и железного купороса с сернистым натрием, так и тройной смеси железного, цинкового купоросов и сернистого натрия, повышают извлечение меди и цинка в концентрат флотации II. При этом повышается качество концентрата по меди и цинку.

2. Наилучшее извлечение минералов меди и цинка достигается при совместном применении железного и цинкового купоросов, железного купороса и сернистого натрия, а также железного, цинкового купоросов и сернистого натрия в процессе флотации II при массовой доле железного купороса в смеси 50%. При этом получены извлечения меди и цинка в концентрат: в первом случае — 91,1% и 37,7%, во втором — 92,6% и 37,2% и в третьем — 91,3% и 30,3% соответственно.

3. Исследование кинетики флотации минералов композициями указанных модификаторов показало, что минералы меди переходят в концентрат флотации II в виде легкофлотируемых фракций с константой скорости флотации 1 < K < 10 мин-1, их доля составляет 0,92, 0,893 и 0,867 о.е. соответственно.

Эти значения превышают доли таких же фракций сфалерита, которые составляют 0,361, 0,347 и 0,297 о.е.

4. Введение смеси 0,5 FeSO4 + 0,5

в операцию флотации приводит к максимальной активации флотации минералов меди и цинка. Для минералов меди это проявляется в росте доли легкофло-тируемых фракций в питании флотации, а для минералов цинка — в переводе части труднофлотируемых фракций в средне- и легкофлотируемые. При этом происходит снижение доли среднефло-тируемых фракций минералов меди до 0,08 о.е. и увеличению доли легко флотируемых до 0,92 о.е.

5. Результаты проведенных флотационных иследований показали, что как минералы меди, так и минералы цинка могут быть сфлотированы с высоким извлечением в концентрат флотации II с применением композиций данных модификаторов.

Авторы выражают благодарность сотрудникам Научно-исследовательской лаборатории НИТУ «МИСиС» за помощь в проведении экспериментов, входящих в данное исследование.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мамонов С. В., Дресвянкина Т. П., Зиятдинов С. В., Ершов А. А. Технологические решения переработки медных и медно-цинковых руд колчеданного месторождения Урала // Глобус: геология и бизнес. - 2020. - № 3 (62). - С. 140-144.

2. Чантурия В. А., Бочаров В. А. Современное состояние и основные направления развития технологии комплексной переработки минерального сырья цветных металлов // Цветные металлы. - 2016. - № 11. - С. 11-18. DOI: 10.17580/tsm.2016.11.01.

3. Васильева А. А., Бодуэн А. Я. Минералогические особенности и способы переработки медных цинксодержащих концентратов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2023. - Т. 334. - № 3. - С. 61-72. DOI: 10.18799/ 24131830/2023/3/3956.

4. Kyaw Z. Y, Tiagalieva Z. A., Htet Z. O, Phyo K. K. Improvement of reagent flotation modes of sphalerite and pyrite from deposits of copper-zinc pyrite, polymetallic copper-zinc pyrite and polymetallic ores // IOP Conference Series. Earth and Environmental Science. 2021, vol. 942, no. 1, article 012004. DOI: 10.1088/1755-1315/942/1/012004.

5. Чантурия В. А. Инновационные процессы в технологиях переработки минерального сырья сложного вещественного состава // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - № 15. - С. 9-25.

6. Mu Y, Peng Y. Selectively depress copper-activated pyrite in copper flotation at slightly alkaline pH // Mining Metallurgy & Exploration. 2021, vol. 38, pp. 751-762. DOI: 10.1007/ s42461-021-00393-z.

7. Наинг Лин У Повышение селективности флотации колчеданных медно-цинковых руд с использованием модификаторов флотации пирита на основе соединений железа (II). Автореф. дис. .. канд. техн. наук. - М.: НИТУ «МИСиС», 2015. - 27 с.

8. Горячев Б. Е., Наинг Лин У, Николаев А. А., Полякова Ю. Н. Особенности влияния катионов меди, цинка и железа на флотируемость пирита одного из медно-цинковых месторождений Урала // Цветные металлы. - 2015. - № 1. - C. 12-18.

9. Чжо Зай Яа Повышение селективности флотации колчеданных медно-цинковых руд с использованием модификаторов флотации сфалерита на основе соединений железа (II), меди (II) и цинка. Автореф. дис. .. канд. техн. наук. - М.: НИТУ «МИСиС», 2018. -26 с.

10. Zhao Cao, Xumeng Chen, Yongjun Peng The role of sodium sulfide in the flotation of pyrite depressed in chalcopyrite flotation // Minerals Engineering. 2018, vol. 119, pp. 93-98. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.01.029.

11. Чжо Зай Яа, Хтет Зо У, Шехирев Д. В., Горячев Б. Е. Влияние сульфата железа, сернистого натрия и их смеси на флотацию сфалерита в щелочной среде // Устойчивое развитие горных территорий. - 2023. - Т. 15. - № 1. - С. 122-133. DOI: 10.21177/19984502-2023-15-1-122-133.

12. Заварухина Е. А., Орехова Н. Н. Влияние дополнительного собирателя на селективность флотационного разделения сульфидов меди и цинка // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2017. - № 3. - С. 305-311.

13. Yufan Mua, Yongjun Peng, Lauten R. A. The depression of pyrite in selective flotation by different reagent systems. A literature review // Minerals Engineering. 2016, vol. 96-97, pp. 143-156. DOI: 10.1016/j.mineng.2016.06.018.

14. Okafor F. O., Oguaghamba O. A. Procedure for optimization using Scheffe's models // Journal of Engineering Science and Application (JESA). 2009, vol. 7, no. 1, pp. 36-47.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

15. Duangjit S., Mehr L. M., Kumpugdee-Vollrath M., Ngawhirunpat T. Role of simplex lattice statistical design in the formulation and optimization of microemulsions for transdermal delivery // Biological & Pharmaceutical Bulletin. 2014, vol. 37, no. 12, pp. 1948-1957.

16. Oguaghamba O. A., Mama B. O. Generalized Scheffe's second-degree mathematical methods approach in engineering mixture design // Conference paper: 16th International Conference and Annual General Meeting, Nigerian Institute of Civil Engineers. 2018, no. 6, pp. 32-44.

17. Шехирев Д. В. Методика расчета распределения материала по флотируемости // Обогащение руд. - 2022. - № 4. - С. 27-34. DOI: 10.17580/or.2022.04.05.

18. Горячев Б. Е., Чжо З. Я., Николаев А. А. Исследование влияния сульфатов меди, цинка и железа на флотацию сфалерита сульфгидрильными собирателями // Цветные металлы. - 2017. - № 3. - С. 7-12. DOI: 10.17580/tsm.2017.03.01.

19. Goryachev B. E., Nikolaev A. A., Il'ina E. Yu. Analysis of flotation kinetics of particles with the controllable hydrophobic behavior // Journal of Mining Science. 2010, vol. 46, no. 1, pp. 72-77. DOI: 10.1007/s10913-010-0010-0.

20. Белоглазов И. Н. Уравнение кинетики флотационного процесса // Записки Горного института. - 2008. - Т. 177. - С. 129-132.

21. Xiangning Bu, Linhan Ge, Yaoli Peng, Chao Ni Kinetics of flotation. Order of process, rate constant distribution and ultimate recovery // Journal of Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2017, vol. 53, no. 1, pp. 342-365. DOI: 10.5277/ppmp170128.

22. Saroj K. S., Nikkam S., Atul K. V. Performance evaluation of basic flotation kinetic models using advanced statistical techniques // International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2019, vol. 39, no. 2, pp. 65-87. DOI: 10.1080/19392699.2017.1302436. [¡223

REFERENCES

1. Mamonov S. V., Dresvyankina T. P., Ziyatdinov S. V., Ershov A. A. Technological solutions for processing copper and copper-zinc ores of the pyrite deposit of the Urals. Globus: geo-logiya i biznes. 2020, no. 3 (62), pp. 140-144. [In Russ].

2. Chanturiya V. A., Bocharov V. A. Modern state and basic ways of technology development of complex processing of non-ferrous mineral raw materials. Tsvetnye Metally. 2016, no. 11, pp. 11-18. [In Russ]. DOI: 10.17580/tsm.2016.11.01.

3. Vasileva A. A., Boduen A. Y. Mineralogical features and processing of copper zinc-containing concentrates. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2023, vol. 334, no. 3, pp. 61-72. [In Russ]. DOI: 10.18799/24131830/2023/3/3956.

4. Kyaw Z. Y., Tiagalieva Z. A., Htet Z. O, Phyo K. K. Improvement of reagent flotation modes of sphalerite and pyrite from deposits of copper-zinc pyrite, polymetallic copper-zinc pyrite and polymetallic ores. IOP Conference Series. Earth and Environmental Science. 2021, vol. 942, no. 1, article 012004. DOI: 10.1088/1755-1315/942/1/012004.

5. Chanturiya V. A. Innovated processes in refinement technologies for raw materials of complex minerals. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2009, no. 15, pp. 9-25. [In Russ].

6. Mu Y., Peng Y. Selectively depress copper-activated pyrite in copper flotation at slightly alkaline pH. Mining Metallurgy & Exploration. 2021, vol. 38, pp. 751-762. DOI: 10.1007/ s42461-021-00393-z.

7. Naing Lin U Povyshenie selektivnosti flotatsii kolchedannykh medno-tsinkovykh rud s ispol'zovaniem modifikatorov flotatsii pirita na osnove soedineniy zheleza (II) [Increasing the selectivity of flotation of pyrite copper-zinc ores using pyrite flotation modifiers based on iron (II) compounds], Candidate's thesis, Moscow, NITU «MISiS», 2015, 27 p.

8. Goryachev B. E., Naing Lin Oo, Nikolaev A. A., Polyakova Y. N. Features of the influence of copper, zinc, and iron cations on the floatability of pyrite from one of the copper-zinc deposits of the Urals. Tsvetnye Metally. 2015, no. 1, pp. 12-18. [In Russ].

9. Chzho Zay Yaa Povyshenie selektivnosti flotatsii kolchedannykh medno-tsinkovykh rud s ispol'zovaniem modifikatorov flotatsii sfalerita na osnove soedineniy zheleza (II), medi (II) i tsinka [Increasing the selectivity of flotation of pyrite copper-zinc ores using sphalerite flotation modifiers based on iron (II), copper (II) and zinc compounds], Candidate's thesis, Moscow, NITU «MISiS»,, 2018, 26 p.

10. Zhao Cao, Xumeng Chen, Yongjun Peng The role of sodium sulfide in the flotation of pyrite depressed in chalcopyrite flotation. Minerals Engineering. 2018, vol. 119, pp. 93-98. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.01.029.

11. Kyaw Zay Ya, Htet Zaw Oo, Shekhirev D. V., Goryachev B. E. The effect of ferrous sulfate, sodium sulfide and their mixtures on the flotation of sphalerite in the alkaline medium. Sustainable Development of Mountain Territories. 2023, vol. 15, no. 1, pp. 122-133. [In Russ]. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-1-122-133.

12. Zavarukhina E. A., Orekhova N. N. Effects of additional collecting agent on selectivity of flotation of copper and zinc sulfides. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2017, no. 3, pp. 305311. [In Russ].

13. Yufan Mua, Yongjun Peng, Lauten R. A. The depression of pyrite in selective flotation by different reagent systems. A literature review. Minerals Engineering. 2016, vol. 96-97, pp. 143-156. DOI: 10.1016/j.mineng.2016.06.018.

14. Okafor F. O., Oguaghamba O. A. Procedure for optimization using Scheffe's models. Journal of Engineering Science and Application (JESA). 2009, vol. 7, no. 1, pp. 36-47.

15. Duangjit S., Mehr L. M., Kumpugdee-Vollrath M., Ngawhirunpat T. Role of simplex lattice statistical design in the formulation and optimization of microemulsions for transdermal delivery. Biological & Pharmaceutical Bulletin. 2014, vol. 37, no. 12, pp. 1948-1957.

16. Oguaghamba O. A., Mama B. O. Generalized Scheffe's second-degree mathematical methods approach in engineering mixture design. Conference paper: 16th International Conference and Annual General Meeting, Nigerian Institute of Civil Engineers. 2018, no. 6, pp. 32-44.

17. Shekhirev D. V. Method of calculating the distribution of material by floatability. Oboga-shchenie Rud. 2022, no. 4, pp. 27-34. [In Russ]. DOI: 10.17580/or.2022.04.05.

18. Goryachev B. E., Zho Z. Ya., Nikolaev A. A. Investigation of the influence of copper, zinc, and iron sulfates on the flotation of sphalerite by sulfhydryl collectors. Tsvetnye Metally. 2017, no. 3, pp. 7-12. [In Russ]. DOI: 10.17580/tsm.2017.03.01.

19. Goryachev B. E., Nikolaev A. A., Il'ina E. Yu. Analysis of flotation kinetics of particles with the controllable hydrophobic behavior. Journal of Mining Science. 2010, vol. 46, no. 1, pp. 72-77. DOI: 10.1007/s10913-010-0010-0.

20. Beloglazov I. N. Equation of the kinetics of the flotation process. Journal of Mining Institute. 2008, vol. 177, pp. 129-132. [In Russ].

21. Xiangning Bu, Linhan Ge, Yaoli Peng, Chao Ni Kinetics of flotation. Order of process, rate constant distribution and ultimate recovery. Journal of Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2017, vol. 53, no. 1, pp. 342-365. DOI: 10.5277/ppmp170128.

22. Saroj K. S., Nikkam S., Atul K. V. Performance evaluation of basic flotation kinetic models using advanced statistical techniques. International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2019, vol. 39, no. 2, pp. 65-87. DOI: 10.1080/19392699.2017.1302436.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

ХтетЗо У1 - аспирант,

e-mail: [email protected],

ORCID ID: 0000-0003-2040-2552,

Чжо Зай Яа1 - канд. техн. наук,

стажер-докторант,

e-mail: [email protected],

ORCID ID: 0000-0003-4364-9574,

Горячев Борис Евгеньевич1 - д-р техн. наук,

профессор, e-mail: [email protected],

1 НИТУ «МИСиС».

Для контактов: Хтет Зо У, e-mail: [email protected].

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Htet Zaw Oo1, Graduate Student, e-mail: [email protected], ORCID ID: 0000-0003-2040-2552, KyawZay Ya1, Cand. Sci. (Eng.), Intern-Doctoral Student, e-mail: [email protected], ORCID ID: 0000-0003-4364-9574, B.E. Goryachev1, Dr. Sci. (Eng.), Professor, e-mail: [email protected],

1 National University of Science and Technology «MISiS», 119049, Moscow, Russia.

Corresponding author: Htet Zaw Oo, e-mail: [email protected].

Получена редакцией 18.04.2023; получена после рецензии 10.07.2023; принята к печати 10.11.2023. Received by the editors 18.04.2023; received after the review 10.07.2023; accepted for printing 10.11.2023.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.