CC BY
77
© A.A. Кондратьева, В.И. Брагнн, Е.А. Бурдакова, И.И. Бакшеева, A.A. Глумова, 2013
УДК 622.7
А.А. Кондратьева, В.И. Брагин, Е.А. Бурдакова, И.И. Бакшеева, A.A. Глумова
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ СОЧЕТАНИЙ РЕАГЕНТОВ-СОБИРАТЕЛЕЙ
Исследованы возможности повышения технологических показателей флотации с применением сочетаний реагентов-собирателей.
Ключевые слова: полиметаллические руды, разделение минералов, флотируе-мость, реагенты-собиратели.
Основные технологические проблемы при обогащении полиметаллических руд обусловлены, как правило, разнообразием и сложностью вещественного состава, а также тонкой вкрапленностью ценных компонентов и тесной их ассоциацией друг с другом. Существующие технологии базируются на использовании сложных и развитых схем с многочисленными промпродуктовыми циклами, а также использовании повышенных расходов реагентов-собирателей в процессе флотации.
Однако существующие способы разделения минералов не лишены ряда недостатков, о чем свидетельствуют значительные потери металлов с разноименными концентратами, что характерно для большинства типов руд цветных металлов - медно-нике-левых, медно-молибденовых, свинцо-во-цинковых и т.д.
Исходя из вышесказанного, очевидно, что существует необходимость разработки эффективных реагентных режимов, позволяющих повысить селективность разделения сульфидов металлов флотационным методом.
В качестве основного направления исследований было выбрано исследо-
вание возможности повышения технологических показателей флотации с применением сочетаний реагентов-собирателей.
Эффективность применения сочетаний реагентов была показана еще в работах И.И. Плаксина и С. П. Зайцевой, которые использовали микрорентгенографические методы анализа, что позволило установить повышение плотности слоев собирателей, адсорбированных на минеральной поверхности, а также более равномерное распределение при использовании этилового и бутилового ксанто-гентатов. Было отмечено, что применение указанных реагентов обеспечивает синергетический эффект взаимодействия, приводя к уменьшению общего расхода собирателей, улучшая извлечение крупнозернистых фракций, повышая скорость флотации минеральных частиц.
Публикации зарубежных авторов также свидетельствуют о положительных результатах при использовании сочетаний реагентов. Так, в работе Б.Л. Adkins и М.Л. Реагее была установлена эффективность применения сочетания ксантогената и дитиофос-фата для повышения извлечения меди
из руд смешанного типа [1]. В работах [2, 3, 4] была показана эффективность применения сочетаний реагентов-собирателей ксантогената и дитиокар-бамата, ксантогената и дитиофосфата по сравнению с индивидуальным их применением в процессе флотации.
Применением сочетания слабого и сильного собирателей представляется возможность использовать различие в естественной флотируемости разных генераций сфалерита, что позволяет выделять природнонеактивированный сфалерит в готовый цинковый концентрат в рудном цикле, после выделения в коллективный концентрат легкофлотируемой генерации сфалерита. Исследования, проведенные на мономинеральных фракциях сфалерита, показали, что в наименьшей степени неактивированный сфалерит флотируется дитиофосфатами и Бер-флотом 3035. Массовая доля сильного собирателя бутилового ксантогената в сочетании со слабым собирателем Бе-рафлотом 3035 должна быть минимальная (10-30 %) для обеспечения высокого извлечения минералов цветных металлов [5, 6, 7].
В [8] представлены экспериментальные данные испытаний собирателей из класса диалкилдитиофосфа-тов (аэрофлотов) свидетельствуют о том, что их совместное применение с ксанто-генатами во многих случаях обеспечивает повышение извлечения металлов.
Смесь ДЭДК (диэтилди-тиокарбамата) и бутилового ксантогената натрия (1:1) является более эффективным собирателем активированного сфалерита, чем бутиловый ксанто-генат натрия.
При совместном закреплении реагентов на поверхности минерала происходит перекрывание бутилового радикала нормального строения ксан-тогената с разветвленными двумя этильными радикалами ДЭДК. флотационные опыты в открытом цикле показали возможность использования собирателя в виде смеси для цинковой флотации. При этом наблюдался его меньший расход по сравнению с бутиловым ксантогенатом натрия, при росте извлечения цинка до 5,13 % [9].
Объектом настоящих исследований является свинцово-цинковая руда Го-ревского месторождения Западного рудного тела.
Свинцово-цинковые руды находятся в мире повсеместно. Совместно с основными металлами они содержат серебро, золото, кадмий, индий и другие элементы. Для предконцен-трации свинцово-цинковых руд применяют промывку, разделение в тяжелых суспензиях, радиометрическую сортировку, отсадку.
Рис. 1. Галенит (1) с прожилком сфалерита (2), вмещающая порода - кварц (3), карбонат (4)
Исходная рудэ -3+0 хм
70 гЬ
и
Изнельчежгедо 85 % ел. -0,074 »и
2пЗС, 50r.fr
Сочетание собирателей 40 гИ О кс ал ь 10 г'т
Сзннцояад фиотацияб'
Сбиицовьей продукт
Известь 2400 т/т СиЗО* 300^1
Сочетание собирателей 2 5 г/т Оксаль 17 г/т Цикмвая флотация б'
Цггнксвьы Камерный
продукт продукт
Рис. 2. Схема флотации руды с различными сочетаниями собирателей
23 13
О 20 40 СО 80 100
Доли ргагента. %
Рис. 3. Влияние различных сочетаний собирателей на флотацию галенита
Основной метод обогащения такого типа сырья - флотация. Интенсифицировать флотационный процесс возможно путем оптимизации состава адсорбционного слоя собирателя на поверхности флотируемых минералов.
В рудах исследуемого месторождения насчитывается около 40 минералов.
Минералогическим анализом установлено, что главными рудными минералами являются галенит и сфалерит, второстепенными -пирротин, пирит, редко встречается арсенопи-рит, марказит, магнезит. Из нерудных минералов наибольшим распространением пользуются сидероплезит и кварц. Наиболее распространенными среди материала пробы являются рудные метасоматиты смешанного кварц-сидеритового состава имеющие вкрапленные, прожилковые и про-
жилково-вкрапленные текстуры. Кварц в них наблюдается в просечках, прожилках и в основной массе, его содержание в отдельных случаях может достигать 60 %, а размеры его зерен от 0,01 до 0,5 мм в прожилках и гнездах.
Галенит является одним из главных минералов
Рис. 4. Влияние различных сочетаний собирателей на флотацию сфалерита
пробы. Его количество колеблется значительно - от первых процентов до 30 % в отдельных образцах. Размеры выделений галенита достигают первых сантиметров, а размеры его зерен - от пылевидных (микронных) до 0,5 мм.
Сфалерит встречается отдельно от других минералов лишь в единичных случаях. Обычно это сложные агрегаты в большей степени сфалерита с пирротином. Иногда такие агрегаты представляют собой изогнутые полоски размером до первых сантиметров, которые яв-
ляются цементом кварцевых и сидеритовых обломков в брекчиро-ванной руде. Сфалерит также образует прожилки в галените и других минералах (рис. 1).
Согласно с проведенными ранее исследованиями нами были использованы следующие сочетания реагентов-собирателей: бутиловый ксантогенат калия (КХб) и бутиловый аэрофлот (АР), бутиловый и изо-пропиловый (КХи) ксан-тогенаты калия, бутиловый аэрофлот и изо-пропиловый ксантоге-нат калия, бутиловый ксантогенат калия и N И-диэтилдитиокарбамат (ДЭДТК).
Для фабрик, перерабатывающих сульфидные свинцово-цинковые руды, базовой является схема прямой селективной флотации, также более эффективно использовать стадиальную схему. Максимальная сорбция бутилового ксантогената на галените наблюдается в нейтральной среде. Для депрессии сфалерита, не содержащего примесей меди, достаточно подачи одного цинкового купороса [10].
Обогащение осуществлялось по селективной схеме при крупности измельчения исходной руды для свинцовой флотации 85 % класса -0,074 мм и доизмельчением перед цинковой флотацией до 95 % класса -0,074 мм в мельнице с поворотной осью при соотношении твердое : жидкое : шары = 1:0,5:20.
Для депрессии минералов цинка подавали цинковый купорос в измельчение и свинцовую флотацию, расход собирателей составлял 40 г/т. В цинковом цикле регулятором среды являлась известь, а активатором медный купорос, расход собирателей составлял 25 г/т. В качестве вспенивателя применяли оксаль (рис. 2).
Результаты проведения опытов представлены на рис. 3 и 4 для свинцового и цинкового продуктов соответственно.
Исходя из данных, изображенных на графиках, для дальнейших экспериментов было выбрано сочетание реагентов собирателей ксан-тогенат бутиловый калия (25 %) и аэрофлот (75 %) при общем расходе 40 г/т для свинцовой флотации
и 25 г/т для цинковой флотации. При таком соотношении возможно получить свинцовый продукт с содержанием свинца 20,21 % при извлечении 73,9 %. Цинковый продукт, полученный при предлагаемом соотношении реагентов, содержит 12,962 % сфалерита при извлечении 52,68 %.
При проведении флотационных опытов, было замечено, что цинковый купорос оказывает недостаточное де-прессирующее действие на сфалерит, извлечение которого в свинцовый продукт составляет от 9 до 70 %. Таким образом целью дальнейших исследований является изучение сочетаний цинкового купороса с различными депрессорами для снижения количества цинка в свинцовом продукте.
1. Adkins, S.J., Pearse, M.J., 1992. The influences of collector chemistry on kinetics and selectivity in base-metal sulphide flotation. Minerals Engineering 5 (3-5), 295- 310.
2. McFadzean B., Castelyn D.G., O'Connor C.T. The effect of mixed thiol collectors on the flotation of galena. Minerals Engineering, october 2012, p. 211-218. http ://dx.doi .org/10.1016/j.mineng.2012. 03.027
3. Bradshaw D.J., 1997. Synergistic effects between thiol collectors used in the flotation of pyrite. Ph.D. thesis. University of Cape Town.
4. Bradshaw, D.J., Harris, P.J., O'Connor, C.T., 1998. Synergistic interactions between reagents in sulphide flotation. The Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy 98 (4), 189-194.
5. Разработка технологических схем обогащения сульфидных руд цветных металлов с применением сочетания сульф-гидрильных собирателей разных типов (ионогенных и неионогенных) / Игнаткина В. А., Бочаров В. А., Хачатрян Л.С., Пун-цукова Б.Т., Алексейчук Д.А. (111020, г.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Москва, Крюковский тупик, 4, trubetsk@ шаП^Иек. ги) // Научные основы и современные процессы комплексной переработки труднообогатимого минерального сырья (Плаксинские чтения 2010): Материалы Международного совещания, Казань, 13-18 сент., 2010. - М., 2010. - С. 264-266. - Рус.
6. Исследование применения ионо-генных и неионогенных собирателей для повышения селективности флотации сульфидных руд : Докл. [Научный симпозиум Неделя горняка-2009. Семинар 26. физические и химические методы переработки минерального сырья, Москва, 26-30 янв., 2009] / Бочаров В. А., Игнаткина В. А., Пунцукова Б. Т. (117935, г. Москва, Ленинский просп., 6, abitur@msmu. ги) // Горн. инф.-анал. бюл. - 2009. - Отд. вып. 14 Обогащение полезн. ископаемых-1. - С. 456-470. -Рус.; рез. англ.
7. К поиску режимов селективной флотации сульфидных руд на основе сочетания собирателей различных классов соединений / Игнаткина В. А., Бочаров В. А., Тубденова Б. Т. (630090, г. Новосибирск, просп. ак. Лаврентьева, 17,
root@hq. soan. nsk. su, postserv@sbras. шс. ги) // Физ.-техн. пробл. разраб. полез. ископаемых. - 2010. - № 1. - С. 97-103. -Рус.
8. Применение аэрофлотов при флотации руд : Докл. Международное совещание Современные проблемы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья (Плаксин-ские чтения - 2005), Санкт-Петербург, 5-9 сент., 2005_] / Рябой В. И., Шендерович В. А., Кретов В. П. (117936, г. Москва, В-49, Ленинский просп., 4) // Обогащ. руд. - 2005. - № 6. - С. 43-44. - Рус.; рез. англ.
9. Усовершенствование технологии обогащения труднообогатимой свинцово-
цинковой руды на основе нового реагент-ного режима / Тусупбаев Н. К., Турысбе-ков Д. К., Сулейменова У. Я., Семушкина Л. В., Нарбекова С. М., Мухамедилова А. М. (117936, г. Москва, Ленинский пр., 4., infocenter@misis. ш) // 8 Конгресс обога тителей стран СНГ, Москва, 28 февр.-2 марта, 2011 : Сборник материалов. Т. 2. -М., 2011. - С. 257-259. - Рус.
10. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов: Учебное пособие для вузов. В 2 к. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. - Кн. 2. РЬ, РЬ-
с^ 2П, РЬ-2П, рь-е^г^ с^№, е.-, вь,
БЬ-, Нд-содержащие руды. - 470 с.: ил.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Брагин Виктор Игоревич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой ОПИ, [email protected],
Кондратьева Анна Андреевна - старший преподаватель, [email protected], Бурдакова Екатерина Александровна - старший преподаватель, [email protected],
Бакшеева Ирина Игоревна - аспирант, [email protected],
Глумова Алена Александровна - аспирант, [email protected],
Сибирский федеральный университет» («СФУ») Институт цветных металлов и материаловедения.
ГОРНАЯ КНИГА -
Производственные процессы подземной разработки рудных месторождений
Г.Г. Ломоносов 2013 г., 2-е издание 517 с.
ISBN: 978-5-98672-343-3 UDK: 622.273.06:622.34
Приведены основные сведения о производственных процессах добычи руд и нерудных полезных ископаемых, осуществляемых в рамках технологических схем подземных рудников. Рассмотрены производственные процессы очистной выемки, внутрирудничного транспорта и подъема полезного ископаемого, а также проведения эксплуатационных горных выработок, непосредственно связанных с добычными работами. Большое внимание уделено производственным процессам управления качеством продукции рудников, посредством которых обеспечиваются повышение концентрации полезных компонентов в добытой руде и стабилизация ее состава. Книга иллюстрирована рисунками и фотографиями, отражающими современное горное оборудование и производственные процессы, технологическими схемами горных работ с их техническими характеристиками, а также расчетными графиками и другими материалами.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» направления подготовки «Горное дело».
