Использование полиметиленнафталинсульфоната как лепрессора цинковых минералов при флотационном обогащении полиметаллических рул Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

© С.Л. Орлов, A.B. Авербух,

М.И. Стихина, З.Х. Щербакова, 2015

УДК 622.7

С.Л. Орлов, А.В. Авербух, М.И. Стихина, З.Х. Щербакова

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ПОЛИМЕТИЛЕННАФТАЛИНСУЛЬФОНАТА КАК ДЕПРЕССОРА ЦИНКОВЫХ МИНЕРАЛОВ ПРИ ФЛОТАЦИОННОМ ОБОГАЩЕНИИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД

Проведены сравнительные исследования обогатимости полиметаллической руды Степного месторождения с использованием сочетания депрессоров сфалерита и пирита: — сульфита натрия и цинкового купороса; — сульфита натрия с цинковым купоросом и полимерным реагентом — по-лиметиленнафталинсульфонатом. Полиметиленнафталинсульфонат является химической добавкой серии «Ёитопласт И». Введение полиметилен-нафталинсульфоната в технологический процесс в сочетании с сульфитом натрия и цинковым купоросом, позволяет повысить качество получаемых концентратов с повышением извлечения меди, свинца и цинка при сокращении расхода основных депрессоров.

Ключевые слова: полиметиленнафталинсульфонат, депрессоры сфалерита, флотация, полиметаллическая руда, извлечение, расход реагентов.

Полиметаллические руды, как известно, являются наиболее труднообогатимыми.

Сложность их обогащения обусловлена многообразием минеральных форм, тесной ассоциацией друг с другом, природной активацией отдельных сульфидных минералов, весьма тонким прорастанием нерудных минералов и сульфидов, а также неравномерным распределением сульфидов в пустой породе. Этим и объясняется многообразие способов и реа-гентных режимов при их обогащении.

При выборе оптимального режима флотации полиметаллической руды важно правильно выбрать депрессор сфалерита. Часто при обогащении полиметаллических руд включают использование высокотоксичного реагента - цианида. В последнее время вместо цианида с цинковым купоросом используют цинковый купорос в сочетании с сульфоксидными соединениями: сернистой кислотой, сульфитом, гидросульфитом или

сульфидом натрия. Замена цианида, в ряде случаев, способствует улучшению селекции, снижению потерь благородных металлов и улучшению санитарного состояния стоков.

Сульфоксидные соединения активируют флотацию сульфидов меди в присутствии цинкового купороса, депрессируют сульфиды цинка и железа. Совместное использование сульфита натрия и цинкового купороса для депрессии цинковых минералов и пирита эффективно, когда сульфиды цинка активированы соединениями свинца и ионами меди [1—4].

Применение сульфоксидных реагентов позволяет иногда значительно повысить извлечение меди и сократить потери ее в цинковом цикле. Однако не всегда дает это положительные результаты. Часто наблюдаются достаточно высокие потери цинка, как с медным, так и со свинцовым концентратом.

Проведены сравнительные исследования обогатимости полиметаллической руды Степного месторождения с использованием сочетания депрессоров сфалерита и пирита:

— сульфита натрия и цинкового купороса;

— сульфита натрия с цинковым купоросом и полимерным реагентом — полиметиленнафталинсульфонатом.

Полиметиленнафталинсульфонат является химической добавкой серии «Литопласт И», выпускаемой ООО «Полипласт Новомосковск», и относится к поверхностно-актив-ным веществам, представляющим собой новейшие синтетические добавки на основе модифицированных полиметиленнафталинсуль-фонатов. Химические добавки серии «Литопласт И» позиционируются как интенсификаторы помола, позволяющие сократить продолжительность помола до заданной дисперсности, повысить производительность мельниц, улучшить гранулометрическую характеристику измельчаемого продукта.

В институте ОАО «Уралмеханобр» проведены лабораторные исследования по изучению влияния химических добавок на технологические показатели обогащения медно-цинковых и медно-свинцово-цинковых руд. Руды отличались как по вещественному составу, так и по содержанию основных извлекаемых компонентов. В результате исследований было отмечено, что введение химических добавок серии «Литопласт И» улучшает технологические показатели обогащения вкрапленных руд. На использование полиметиленнафталинсуль-

фоната в качестве реагента для депрессии цинковых минералов ОАО «Уралмеханобр» получен патент № 2496583 [5].

С целью повышения технологических показателей обогащения и изучения влияния совместного действия основных депрессоров цинковых минералов и пирита - сульфита натрия и цинкового купороса с полиметиленнафталинсульфонатом проведены исследования на полиметаллической руде Степного месторождения, содержащей меди 0,99 %, свинца 2,12 %, цинка 5,27 %. Полиметаллическая руда представлена массивной, вкрапленной, прожилково-вкрапленной и полосчатой текстурами. Структура руды полнокристаллическая, зернистая (от тонко - до крупнозернистой), аллотриоморфнозернистая.

Основные рудные минералы: пирит, халькопирит, галенит, сфалерит; менее распространенные — ковеллин, халькозин, теннантит. Особенностью полиметаллической руды Степного месторождения является наличие вторичных сульфидов меди -7,7 %, теннантита — 9,7 %, окисленных минералов свинца -10,50 % эмульсионной вкрапленности халькопирита в сфалерите, тонкозернистых агрегатов и высокого содержания фло-тоактивной пустой породы ~75%.

За основу технологии обогащения полиметаллической руды Степного месторождения принята схема коллективно-селективной флотации аналогично схеме переработки медно-свинцово-цинковых руд на Рубцовской обогатительной фабрике [6]. Технологическая схема обогащения руды включает получение коллективного медно-свинцово-цинкового концентрата, его доизмельчение до крупности 93-98 % класса минус 0,045 мм в присутствии активированного угля, сульфита натрия и цинкового купороса, выделение медно-свинцового концентрата и его разделение. Получение свинцового концентрата предусмотрено камерным продуктом по бесцианидной технологии. Цинковый цикл флотации проводится по классической технологии в высокощелочной среде, создаваемой известью, с активацией цинковых минералов медным купоросом. Питанием цинковой флотации являются хвосты контрольной медно-свинцовой флотации.

В результате проведенных исследований установлена оптимальная крупность рудного измельчения, доизмельчения кол-

лективного концентрата и реагентные режимы основных технологических операций.

Изучение закономерности влияния сульфита натрия с цинковым купоросом и модифицированным полиметилен-нафталинсульфонатом на результаты флотации проводились при подаче их в различные точки технологического процесса:

— доизмельчение коллективного концентрата;

— в цикл кондиционирования пульпы, предшествующий циклу медно-свинцовой флотации;

— непосредственно в цикл медно-свинцовой флотации.

Было проверено действие депрессоров сульфита натрия с цинковым купоросом и полиметиленнафталинсуль-фонатом на технологические показатели при индивидуальном их действии и в сочетании друг с другом.

Полученный перечищенный коллективный концентрат, в известково-содовой среде, подвергался доизмельчению с активированным углем при рН 7,0-8,0 в присутствии депрессоров цинковых минералов - сульфита натрия и цинкового купороса, как наиболее эффективное сочетание, когда в пульпе присутствует галенит, церуссит, англезит и вызывают активацию сфалерита, как и соединения меди. Доизмельченный коллективный концентрат до крупности 93-98 % класса минус 0,045 мм, направлялся в цикл медно-свинцовой флотации, что по данным минералогического анализа обеспечивало практически полное раскрытие сульфидных минералов. Основное количество депрессоров подается в цикл доизмельчения коллективного концентрата (50 %) и в цикл кондиционирования пульпы, непосредственно в цикл медно-свинцовой флотации. Влияние расхода сульфита натрия и цинкового купороса на флотацию меди, свинца и цинка показано на рисунке 1. Результаты флотационных опытов показали, что при увеличении расхода депрессоров - сульфита натрия и цинкового купороса от 300 г/т и 150 г/т до 1800 г/т и 900 г/т соответственно, повышается содержание меди в медно-свинцовом концентрате с 8,05% до 13,26 % и свинца с 17,41% до 29,26 %, при снижении массовой доли цинка с 15,5 % до 10,5 % и извлечения цинка с 32,15 % до 11,77 %.

300/150 600/300 900/450 1200/600 1800/900 Расход сульфгга наггрпя;шшкового купороса, г/т

Рис. 1. Зависимость извлечения полезного компонента в медно-свинцовый цикл от расхода сульфита натрия и цинкового купороса

Чтобы оценить индивидуальное действие полиметилен-нафталинсульфоната на флотацию сульфидных минералов, реагент подавали в цикл доизмельчения коллективного концентрата при отсутствии основных депрессоров-сульфита натрия и цинкового купороса.

Результаты флотационных опытов представлены на рис. 2.

О 80 200 400 800

Расход пошшетппеннафталинсульфонагта, г/т

Рис. 2. Влияние расхода полиметиленнафталинсульфоната на флотацию меди, свинца и цинка в цикле медно-свинцовой флотации

Интересно отметить, что увеличение расхода полиметилен-нафталинсульфоната до 400 г/т приводит к снижению потерь цинка до 29,14 % в медно-свинцовом концентрате, но при этом наблюдается и снижение извлечения меди на 5,43 % и свинца на 10,40 %. При дальнейшем увеличении расхода полиметиленнаф-талинсульфоната происходит глубокая депрессия всех сульфидных минералов. Дальнейшее изучение закономерности влияния полиметиленнафталинсульфоната на флотацию сульфидных минералов сводилось к тому, чтобы выяснить его действие в сочетании с основными депрессорами.

Для этого был взят не оптимальный, но постоянный расход основных депрессоров в цикл доизмельчения коллективного концентрата и цикл медно-свинцовой флотации. Расход полиметиленнафталинсульфоната изменяли также как и в предыдущей серии флотационных опытов. Результаты представлены на рис. 3.

По полученным результатам можно сделать вывод, что снижение потерь цинка с медно-свинцовым концентратом возможно при совместном действии основных депрессоров - сульфита

100 90 80 70 . 60 I 50

Ъ

I 40 х

30 20 10 0

0 80 200 400 800

Расход полнметиленнафтагашсупьфоната, г/т

Рис. 3. Влияние расхода полиметиленнафталинсульфоната, в присутствии сульфита натрия 600 г/т и цинкового купороса 300 г/т на флотацию меди, свинца и цинка в цикле медно-свинцовой флотации

натрия и цинкового купороса с небольшим расходом полиме-тиленнафталинсульфоната. Показано, что при минимальном расходе реагента в 80 г/т потери цинка с медно-свинцовым концентратом снижаются на 13,54 % с 40,67 % до 27,13 %. Уровень извлечения меди и свинца практически сохраняется на прежнем уровне, что в дальнейшем позволяет получить кондиционные медный и свинцовый концентраты при достаточно высоком извлечении металлов.

Было также проверено влияние сочетания полиметилен-нафталинсульфоната с основными депрессорами на флотацию сульфидных минералов, при постоянном расходе поли-метиленнафталинсульфоната - 80 г/т, изменяя расход сульфита натрия и цинкового купороса. Результаты представлены на рис. 4.

-1 ---, 1

! |едь -Ш-С1 тшец -*-1 инк

600/300/0 600,300 800 400 900/450 1000/500

Расход сульфита натрня цинкового купороса, г/т

Рис. 4. Влияние расхода сульфита натрия н цинкового купороса в присутствии реагента полиметиленнафталинсульфоната - 80 г/т на флотацию меди, свинца и цинка в медно-свинцовом цикле флотации

Полученные данные свидетельствуют о том, что увеличение расхода основных депрессоров даже при незначительном расходе полиметиленнафталинсульфоната приводит к снижению потерь цинка с медно-свинцовым концентратом с 40,67 %

до 20,00 % при незначительном снижении извлечения меди и свинца.

С целью уточнения и корректировки технологического и реагентного режимов обогащения полиметаллической руды, а также технологических показателей обогащения проведены контрольные опыты в замкнутом цикле по принципу непрерывного процесса. Сравнительные результаты флотационных опытов при обогащении руды Степного месторождения с использованием сульфита натрия и цинкового купороса для депрессии цинковых минералов и сочетания полимерного полиметиленнафталинсульфоната с сульфитом натрия и цинковым купоросом представлены в табл. 1

Таблица 1

Сравнительные результаты флотационных опытов

Продукты обогащения Массовая доля, % Извлечение, % Условия проведения опытов

медь свинец цинк медь свинец цинк

Медный кон- 20,78 4,43 5,96 78,91 7,86 4,25 Доизмельчение

центрат На2503/2пБ04 -

Свинцовый 1,12 47,62 13,72 4,02 80,08 9,27 900/450 г/т

концентрат I основная Си-РЬ фло-

Цинковый концентрат 1,51 1,63 52,18 12,06 6,08 78,28 тация На2503/2пБ04 -900/450 г/т

Медный кон- 20,82 4,03 5,01 82,65 7,47 3,71 Доизмельчение

центрат На2503/2пБ04 -

Свинцовый 1,36 49,42 11,93 4,80 81,59 7,92 500/250 г/т

концентрат полиметиленнафталин-

Цинковый концентрат 0,91 1,24 52,04 7,47 4,76 80,28 сульфонат - 80 г/т I основная Си-РЬ флотация На2503/2пБ04 -500/250 г/т

Результаты флотационных опытов при обогащении труд-нообогатимой полиметаллической руды Степного месторождения, показали возможность использования полиметиленнафта-

линсульфоната в сочетании с депрессорами цинковых минералов - сульфита натрия и цинкового купороса с улучшением технологических показателей обогащения. Следует отметить, что введение полиметиленнафталинсульфоната позволило сократить расход основных депрессоров: сульфита натрия на 43 %, цинкового купороса на 30 %, при повышении извлечения меди, свинца и цинка на 3,74 %; 1,51 %; 2,00 % в одноименные концентраты с повышением их качества.

Таким образом, в результате проведенных исследований при обогащении труднообогатимой полиметаллической руды Степного месторождения, разработан реагентный режим по бесцианидной технологии, включающий сочетание реагентов: сульфита натрия, цинкового купороса и полиметиленнафта-линсульфоната, обеспечивающий более глубокую депрессию цинковых минералов и пирита. Введение полиметиленнафта-линсульфоната в технологический процесс в сочетании с сульфитом натрия и цинковым купоросом, позволяет повысить качество получаемых концентратов с повышением извлечения меди, свинца и цинка при сокращении расхода основных депрессоров.

Результаты промышленных испытаний нового депрессора цинковых минералов - полиметиленнафталинсульфоната, проведенные с 01.05.2014 г. по 12.05.2014 г. 2014 г. на обогатительной фабрике ОАО «Сибирь-Полиметалл», при обогащении полиметаллической руды показали, что использование нового реагента позволяет поднять извлечение меди на 5-10 %, цинка на 6 -8 %, свинца на 8-9 %.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кошербаев К.Т., Соколов М.А. Применение сульфитных соединений при флотации полиметаллических руд // Физико-химические основы комплексной переработки руд Средней Азии, Душанбе: Донши, 1970.

2. Горенков Н.Л. О действии гидросульфита и сульфита натрия на флотационные свойства сульфидов при флотации полиметаллических руд // Обогащение руд, 1978, № 3. с 16-19.

3. Кошербаев К. Т., Аскарова Г.Е., Нурлыбаев P.E. Современное состояние вопроса селекции медно-свинцово-цинково-пиритного концентрата // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья. Материалы XVI международной научно-технической конференции. Екатеринбург, 2011, с. 143-146.

4. Абрамов A.A. Флотационные методы обогащения. М.: МГТУ, 2008, с. 707.

5. Патент 2496583 РФ. Модифицированный реагент для флотации цинксодержащих руд цветных металлов. / A.B. Авербух, С.Л. Орлов, М.И. Стихина, З.Х. Щербакова, C.B. Мамонов.

6. Козлова И.П. Особенности технологии обогащения полиметаллических руд на Рубцовской обогатительной фабрике. Материалы научно-практической конференции «Создание высокоэффективных производств на предприятиях горно-металлургического комплекса». Екатеринбург. Уральский рабочий 2012, 3-4 сентября 2012. Верхняя Пышма, с. 35-37. и'.ца

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Орлов С.Л. — кандидат технических наук, заведующий отделом обогащения, orlov_sl@[email protected],

Авербух A.B. — главный обогатитель отдела обогащения, Стихина М.И., Щербакова З.Х., ОАО «Уралмеханобр».

UDC 622.7

USE POLYETHYLENEGLYCOLATE AS A DEPRESSOR OF ZINC MINERALS IN THE FLOTATION BENEFICIATION OF POLYMETALLIC ORES

Orlov S.L., candidate of technical Sciences, head of the Department of enrichment, «Uralmekhanobr», Russia,

Averbukh V.A., the main enrichment enrichment Department «Uralmekhanobr», Russia,

Stikhina M.I., «Uralmekhanobr», Russia, Shcherbakova Z.H., «Uralmekhanobr», Russia.

Comparative studies on concentration of ores Steppe fields using a combination of depressants sphalerite and pyrite: — of sodium sulfite and zinc sulfate; — sodium sulfite, zinc sulfate, and a polymeric reagent — polyethylenepolyamine.

Polyethylenepolyamine is a chemical additive series "mitoplast And". Introduction polyethyleneglycolate to the process in combination with sodium sulfite and zinc sulfate, can

improve the quality of the concentrates with increasing extraction of copper, lead and zinc in reducing the consumption of the main depressors.

Key words: polyethylenepolyamine, depressants sphalerite, flotation, polymetallic ore, extraction, reagent consumption.

REFERENCES

1. Kosherbaev K.T., Sokolov M.A. Primenenie sulfitnyh soedinenij pri flotacii poli-metallicheskih rud (Use of sulfite compounds in the flotation of polymetallic ores) // Fiziko-himicheskie osnovy kompleksnoj pererabotki rud Srednej Azii, Dushanbe: Donshi, 1970.

2. Gorenkov N.L. O dejstvii gidrosulfita i sulfita natrija na flotacionnye svojstva sulfi-dov pri flotacii polimetallicheskih rud (About the action of hydrogen sulphite and sodium sulphite on flotation properties of sulfides in the flotation of polymetallic ores obog) // Obogashhenie rud, 1978, No 3. pp. 16-19.

3. Kosherbaev K. T., Askarova G.E., Nurlybaev R.E. Sovremennoe sostojanie voprosa selekcii medno-svincovo-cinkovo-piritnogo koncentrata (Current status of the issue of selection of copper-lead-zinc-pyrite concentrate) // Nauchnye osnovy i praktika pererabotki rud i tehnogennogo syr'ja. Materialy XVI mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii. Ekaterinburg, 2011, pp. 143-146.

4. Abramov A.A. Flotacionnye metody obogashhenija (Flotation methods). Moscow: MGTU, 2008, pp. 707.

5. Patent 2496583 RF. Modificirovannyj reagent dlja flotacii cinksoderzhashhih rud cvetnyh metallov. / A.V. Averbuh, S.L. Orlov, M.I. Stihina, Z.H. Shherbakova, S.V. Ma-

6. Kozlova I.P. Osobennosti tehnologii obogashhenija polimetallicheskih rud na Rub-covskoj obogatitel'noj fabrike (Features enrichment technology Rubtsovsk polymetallic ores in the processing plant). Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii «Sozdanie vysokojef-fektivnyh proizvodstv na predprijatijah gorno-metallurgicheskogo kompleksa». Ekaterinburg. Ural'skij rabochij 2012, 3-4 sentjabrja 2012. Verhnjaja Pyshma, pp. 35-37.

monov.