СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ РУД Российский патент 1995 года по МПК B03D1/16 B03D103/02 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к флотации сульфидных минералов из руд.

Известен способ обогащения сульфидных руд, включающий измельчение руды, пульпирование, кондиционирование пульпы с депрессором, введение коллектора, пенообразователя и флотацию сульфидных минералов.

Недостатками известного способа являются невысокий выход продукта и достаточно высокая стоимость процесса.

Технической задачей изобретения является увеличение выхода продукта и снижение стоимости процесса при сокращении времени кондиционирования.

Сущность способа обогащения сульфидных руд заключается в том, что осуществляют измельчение руды, пульпирование, кондиционирование пульпы с депрессором, введение коллектора, пенообразователя и флотацию сульфидных минералов, при этом в качестве депрессора вводят полимерное соединение формулы
CHCH Z где R представляет собой водород или группу С₁-С₄-алкил; R¹ и R² индивидуально представляют собой водород, группу С₁-С₄-алкил или группу арила; М представляет собой водород, щелочной металл, аммоний; R³ представляет собой водород, группу С₁-С₄-алкил или группу арила; z представляет собой остаток полимеризации любого сополимеризуемого мономера, исключая акриламид; х представляет собой остаточную фракцию в мольных процентах в интервале от 20 до 99% y представляет собой фракцию в мольных процентах в интервале от приблизительно 1 до приблизительно 49 мас. в расчете от общего весового количества x,y,z; z представляет собой фракцию в мольных процентах в интервале приблизительно от 0 до 49 мас. от того же весового количества, и молекулярный вес полимера находится в интервале от приблизительно 1000 до приблизительно 1000000; каждый R, R¹, R² и R³ водород; по крайней мере один из R, R¹, R² и R³ С₁-С₄-алкил; дополнительно используют агент, модифицирующий поверхность; агент, модифицирующий поверхность, представляет собой NaSH, NaCN, реактив Ноукса, меркаптоэтанол, тиогликолевую кислоту, ферроцианиды, оксиэтилтритиокарбонаты, карбоксиэтилтритиокарбонаты, тритиокарбонаты натрия, перекись водорода, озон, кислород воздуха, двуокись серы, цианид цинка, мышьяковый реактив Ноукса, меркаптопронионовую кислоту, меркаптоянтарную кислоту, 2-тиоурацил или тиоглицерин.

Способ обогащения ценных сульфидных минералов путем пенной флотации с использованием синтетических депрессоров согласно изобретению является прекрасным металлургическим процессом извлечения со значительно улучшенным качеством продукта. Эти депрессоры сульфидного минерала являются эффективными в широком диапазоне величины рН и доз. Эти депрессоры сопоставимы с известными пенообразователями и коллекторами сульфидных минералов и могут быть легко включены в любую современную действующую схему обогащения. Более того использование полимерных депрессоров сульфидных минералов может значительно снижать выделение SO₂ при операциях плавки за счет снижения количества пустой сульфидной породы, которая остается в пенном сульфидном концентрате, подвергаемом плавке.

Описываемый способ касается избирательного отделения сульфидов, например сульфидной пустой породы, от медных, медно-молибденовых, сложных сульфидных и подобных руд, содержащих свинец, медь, цинк, серебро, золото, а также никелевых и никель-кобальтовых руд, золотых и золото-серебряных руд.

Полимерные составы, используемые в описываемом способе, могут быть получены известными способами полимеризации, согласно которым акриловая кислота х сополимеризуется с тиомочевиной у и при желании с сомономерным звеном z. В частности, данные мономеры могут быть сополимеризованы при температуре 30-100^оС, предпочтительно при 45-65^оС, с перекисью типа VYAZO и с использованием окислительно-восстановительных катализаторов в качестве реакционной среды, воды, спиртов с содержанием 1-4 атома С, диметилформамида, диметилсульфоксида, N-метилпирролидона, диоксана, т.д.

В частности, полимеры, отвечающие изобретению, включают в качестве звеньев (х) такие звенья, которые образованы из акриловой кислоты как таковой, метакриловой кислоты и щелочного металла, аммония или алкиламмония с содержанием 1-4 атома С, например моно-, ди-, три- и тетра-метиламмониевые соли акриловой кислоты и метакриловой кислоты, этакриловой кислоты и т.д.

Звенья (z) полимеров исключают акриламидные мономеры, такие как акриламид как таковой, алкилакриламиды и N-замещенные акриламиды, и обычно включают мономеры, такие как акрилонитрил, стирол, катионовые соединения, такие как диаллилдиметиламмонийхлорид, метакриламидопропилтриметиламмонийхлорид, акрил- амидопропилтриметиламмонийхлорид, диметиламинопропилметакриламид, диметиламиноэтилакрилат или метакрилат и их четвертичные соли, 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоту, винилсульфокислоту, акриловую метакриловую или малеиновую кислоты, их соли со щелочным металлом, например натриевые, калиевые или аммониевые соли, их сложные эфиры и т.д.

Звенья у определяемых выше полимеров образованы из тиомочевиновых производных, таких как аллилтиомочевина, N-аллил-N'-метилтиомочевина, N-аллил-N'-бензоилтиомочевина, N-алил-N-метил N', N'-диметилтиомочевина и т.д. Эти полимеры могут быть использованы в процессах флотации для имеющих важное значение процессов разделения, например для выделения сульфида меди из молибденита путем подавления первого, для выделения сульфидов свинца и меди из пирита и сфалерита путем подавления последних, для выделения пентландита из пирротина путем подавления последнего, для выделения сульфидов меди или сфалерита из пирита путем подавления последнего и т.д. с введением их дозами в пределах примерно от 0,001 до 1 кг/т активных твердых оснований.

Пример осуществления способа.

Обогащению подвергалась медно-молибденовая руда с использованием сополимера, полученного следующим образом.

В четырехгорлый сосуд, снабженный мешалкой с механическим приводом и холодильником, вводят 41 ч. 36,6%-ной аллилтиомочевины в смеси изопропанола с водой (в соотношении 1:1) и 150 ч. воды. Величину рН доводят примерно до 5 посредством 50%-ной серной кислоты. Сосуд нагревается до 55^оС и по отдельности вводятся 22 ч. персульфата аммония (20%), 21 ч. метабисульфата натрия (17%) и 164 ч. акриловой кислоты, нейтрализованной (рН 7), концентрированной гидроокисью аммония. Время подачи мономеров составляет 90-100 мин, время подачи окислительно-восстановительного катализатора составляет 180-200 мин. Полимеризация продолжается в течение 3 ч после ввода окислительно-восстановительного катализатора. Конечный продукт имеет вязкость 300 сП и истинную вязкость 0,36.

В результате обогащения (стандартным депрессором является гидросульфид натрия) получены следующие результаты (см. таблицу).

Используемый сополимер обеспечивает равное или лучшее извлечение молибдена и качество по молибдену, но более низкое извлечение Cu, что говорит о его эффективности как депрессора меди. Общее потребление NaSH снижается с 2,4 до 0,52 кг/т и фактическое потребление сополимера составляет лишь 0,19х0,283 0,054 кг/т.

Использование полимера из приведенного примера при отсутствии модифицирующего поверхность реагента также приводит к удовлетворительному отделению Cu и Мо.

Дозы нового полимера не оптимизированы. Можно получить наилучшие результаты при очень низких дозах нового полимера просто за счет оптимизации дозированных форм этого полимера как такового или вместе с NaSH. Хотя задача не заключается в том, чтобы быть связанным каким-либо одним механизмом, обеспечивающим эффективность комбинации нового полимера и NaSH в разделении Cu Мо, можно предположить, что роль небольшого количества NaSH, используемого в примере, заключается в активации (очистке поверхностей минерала сульфида меди), так что новый полимер может избирательно адсорбироваться на этих поверхностях, а не на поверхностях MoS₂. Иначе говоря новый полимер эффективно и избирательно адсорбируется на сульфидах меди при соответствующих окислительно-восстановительных потенциалах. NaSH, являясь сильным восстанавливающим и определяющим потенциал агентом сульфидов, обеспечивает такие подходящие окислительно-восстановительные условия при контролируемых дозах. Можно также предположить, что если условия слишком восстановительные (т.е. очень высокие дозы NaSH), то адсорбция нового полимера дестабилизируется аналогично дестабилизации ксантогенатовых коллекторов. При этих условиях, так же как и при отсутствии NaSH, полимер неизбирательно адсорбируется на поверхностях MoS₂, хотя эта адсорбция будет слабой по своей физической природе.

Следует отметить, что любое другое химическое вещество с очень сильными восстановительными или окислительными (в некоторых системах минералов) свойствами может использоваться в сочетании с новым полимером для получения подходящих окислительно-восстановительных условий. Иными словами для подготовки сульфидных поверхностей может использоваться любой модифицирующий поверхность реагент, который усиливает адсорбцию на новых полимерах. Примерами таких реагентов являются NaCN, реагент Ноукса, меркаптоэтанол, тиогликолевая кислота, калиевые и натриевые цианиды двухвалентного и трехвалентного железа, оксиэтилтиокарбонаты и другие тритиокарбонаты, перекись водорода, озон, воздух, кислород, двуокись серы, цианид цинка, содержащий мышьяк реагент Ноукса, меркаптопропионовая кислота, меркаптоянтарная кислота, другие близкие меркаптокислоты, 2-тиоурацил, тиоглицерин и т.д.

Соотношение этих модифицирующих поверхность реагентов с новым полимером находится в пределах примерно 0,05-5,0:1 соответственно, предпочтительно в пределах примерно 0,02-2,0: 1, хотя условия использования и обрабатываемые руды могут изменять несколько эти количества.

Для стандартных депрессоров обычно требуется время кондиционирования 20 мин, в то время как при использовании нового полимера часто вполне достаточно время кондиционирования менее чем 10 мин. Это различие во времени очень важно для получения более высого выхода продукта и снижения стоимости операции.

Использование: при обогащении полезных ископаемых, в частности сульфидных минералов из руд. Сущность изобретения: способ обогащения сульфидных руд включает измельчение руды, пульпирование, кондиционирование пульпы с депрессором, введение коллектора, пенообразователя и флотацию сульфидных минералов, причем в качестве депрессора вводят полимерное соединение формулы, указанной в описании изобретения, где R водород или группа C₁-C₄ -алкил; R¹ и R² индивидуально водород, группа C₁-C₄ -алкил или группа арила; M
водород, щелочной металл, аммоний; R³ водород, группа C₁-C₄ -алкил или группа арила; Z остаток полимеризации любого сополимезируемого мономера, исключая акриламид; x остаточная фракция в интервале от 20 до 99 мол. y фракция в молярных процентах в интервале от 1 до 49 мас. в расчете от общего весового количества x, y, z фракция в молярных процентах в интервале от 0 до 49 мас. от того же весового количества, и мол.м. вес полимера находится в интервале от 1000 до 1000000; каждый R, R¹ и R³ водород; по крайней мере один из R, R¹, R² и R³ - C₁-C₄ -алкил; дополнительно используют агент, модифицирующий поверхность; агент, модифицирующий поверхность, представляет собой NaSH, NaCN, реактив Ноукса, меркаптоэтанол, тиогликолевую кислоту, ферроцианиды, ферроцианиды натрия и калия, оксиэтилтритиокарбонаты, карбоксиэтилтритиокарбонаты, тритиокарбонаты натрия, перекись водорода, озон, кислород воздуха, двуокись серы, цианид цинка, мышьяковый реактив Ноукса, меркаптопронионовую кислоту, меркаптоянтарную кислоту, 2-тиоурацил или тиоглицерин. 4 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ РУД, включающий измельчение руды, пульпирование, кондиционирование пульпы с депрессором, введение коллектора, пенообразователя и флотацию сульфидных минералов, отличающийся тем, что в качестве депрессора вводят полимерное соединение формулы

где R водород или C₁ C₄-алкил,
R₁ и R₂ индивидуально водород, C₁ C₄-алкил или группа арила;
M водород, щелочной металл, аммоний;
R₃ водород, C₁ C₄-алкил или группа арила;
Z остаток полимеризации любого сополимеризуемого мономера, исключая акриламид;
X остаточная фракция в молярных процентах в интервале 20 99%
Y фракция в молярных процентах в интервале от приблизительно 1,0 до приблизительно 49,0 мас. в расчете от общего массового количества x, y, z;
Z фракция в морярных процентах в интервале приблизительно от 0 до 49,0 мас. от того же массового количества,
и молекулярная масса полимера находится в интервале от приблизительно 1000 до приблизительно 1000000. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый R, R₁, R₂ и R₃ - водород. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере один из R, R₁, R₂, и R₃ C₁ C₄-алкил. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно используют агент, модифицирующий поверхность. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что агент, модифицирующий поверхность, представляет собой NaSN, NaSN, реактив Ноукса, меркаптоэтанол, тиогликолевую кислоту, ферроцианиды, ферроцианиды натрия и калия, оксиэтилтритиокарбонаты, карбоксиэтилтритиокарбонаты, тритиокарбонаты натрия, перекись водорода, озон, кислород воздуха, двуокись серы, цианид цинка, мышьяковый реактив Ноукса, меркаптопропионовую кислоту, меркаптоянтарную кислоту, 2-тиоурацил или тиоглицерин.