СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ КОЛЛЕКТИВНОГО МЕДНО-ЦИНКОВОГО ПИРИТСОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРАТА Российский патент 1995 года по МПК B03D1/02 B03D1/02 B03D1/14 B03D101/06 

Изобретение относится к области обогащения медно-цинковых и полиметаллических руд и продуктов и может быть применено при флотационном разделении пиритсодержащих сульфидных руд, а также при обезмеднении и обезжелезнении цинковых концентратов.

При обогащении полиметаллических руд флотация сфалерита подавляется обычно в щелочной среде при введении в пульпу сернистого натрия, соды и сульфата цинка (патент ЧССР N 103674, кл. I c, 10/01, 1962; авт.св. СССР N 175454, кл. I c, 10/01, 1963), сульфата цинка и цианида (авт. св. СССР N 107921, кл. Ic, 8/01, 1950), cернистого натрия в сочетании с сульфатом цинка и цинковой солью карбоксиметилцеллюлозы (авт. св. СССР N 1540099, 1988), тиосульфата щелочного металла в сочетании с растворимой солью железа (авт. св. N 177369, I c, 10/01, 1964) и др.

Известны способы флотационной очистки цинковых концентратов от примесей металлов-сульфидов меди, железа, свинца путем обработки концентрата сернистым натрием для десорбции собирателя, последующей тщательной отмывки, обработки концентрата цинковым купоросом до величины щелочности пульпы, равной 8-8,6, для депрессии сфалерита и флотации в содовой среде примесей (авт. св. СССР N 105856, кл. Ic, 11, 1956).

Однако эффективность известных способов флотационного разделения пиритсодержащих медно-цинковых продуктов обусловлена в каждом конкретном случае целым рядом факторов (вещественным составом наличием различных типов сульфидов меди первичных, вторичных, а также сульфидов цинка с различным содержанием железа в кристаллической решетке сфалерита, присутствием благородных металлов в свободном виде и др.), и использование их для других типов руд и схем не всегда возможно и эффективно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ флотационного разделения медно-цинковых пиритсодержащих продуктов, включающий кондиционирование пульпы в щелочной среде с реагентами-депрессорами сфалерита, агитацию с ксантогенатом и вспенивателем, флотацию сульфидов меди (и пирита) в пенный продукт и получение цинкового концентрата камерным продуктом [1]
По известному способу после доизмельчения коллективного пиритсодержащего медно-цинкового концентрата и классификации по содержанию класса минус 44 мкм пульпу перед агитацией с известными реагентами-собирателем ксантогенатом и вспенивателем Т-80 кондиционируют с сернистым натрием (остаточное содержание Na₂S 250-400 мг/л) и цинковым купоросом (до рН пульпы 8-8,6), используемыми в качестве депрессоров сульфидов цинка при соотношении их соответственно 1: 1,5-2, затем сульфиды меди и железа флотируют в пенный продукт, а камерным продуктом получают товарный цинковый концентрат.

Недостатком данного способа является относительно невысокая селективность разделения сульфидов меди и цинка при обогащении пиритсодержащих медно-цинковых продуктов, цинк в которых присутствует в виде сульфидов с различным содержанием в них железа (клейофан, сфалерит, марматит), что приводит к значительным потерям преимущественно железосодержащих разностей сфалерита в медно-пиритном продукте; кроме того наличие помимо халькопирита вторичных сульфидов меди (борнита, халькозина) приводит к ухудшению качества товарных цинковых концентратов вследствие их попутной депрессии со сфалеритом в этих условиях; значительные расходы сернистого натрия увеличивают потери с цинком благородных металлов вследствие пассивации их поверхности, снижая концентрацию последних в медном концентрате; большие расходы депрессоров сернистого натрия и цинкового купороса являются основной статьей расходов на флотореагенты при обогащении медно-цинковых руд и, кроме того, требуют спецочистки от сульфоксидных соединений стоков обогатительной фабрики в условиях ее работы с водооборотом.

Цель изобретения получение более высоких технологических показателей за счет усиления селективной депрессии сульфидов цинка в присутствии халькопирита и вторичных сульфидов меди при разделении коллективных медно-цинковых пиритсодержащих флотационных концентратов, значительного снижения затрат на реагенты-депрессоры, а также улучшение санитарно-технических условий труда и состава оборотных вод.

Цель достигается тем, что в известном способе флотационного разделения коллективного медно-цинкового пиритсодержащего концентрата, включающем кондиционирование пульпы в щелочной среде с реагентом-депресором сульфидов цинка, агитацию (перемешивание) с собирателем и вспенивателем, выделение сульфидов меди и пирита в пенный продукт и получение цинкового концентрата камерным продуктом, в качестве депрессора сульфидов цинка в кондиционирование пульпы вводят водорастворимые полифосфатные комплексы меди.

Известна группа фосфорсодержащих соединений полифосфаты, например пирофосфат Na₄P₂O₇, триполифосфат Na₅P₃O₁₀, соль Грэма (известна под техническим названием гексаметафосфат) и др. относящиеся к конденсированным фосфатам линейной структуры формулы M_n+2P_nO_3n+1, где число атомов фосфора n ≥ 2, и отличающиеся от других фосфорсодержащих соединений наличием присущих только полифосфатам ценных практических свойств разжижающей способности, ингибирующего, диспергирующего и стабилизирующего и других действий (Продан Е.А. Продан Л. И. Ермоленко Н.Ф. Триполифосфаты и их применение. Минск, Наука и техника, 1969, с. 8-13, 22, 119, 412-413). Кроме того известна способность полифосфатов (так называемая секвестрирущая или маскирующая способность) удерживать в растворе поливалентные катионы, а при определенных количественных соотношениях катиона металла и аниона полифосфата в определенном диапазоне рН среды образовывать прочные растворимые комплексы с этими катионами, в частности при значительном избытке пирофосфата, триполифосфата, соли Грэма катион меди образует комплексные анионы в растворе [Cu(P₂O₇)₂]^6- и [Cu(P₃O₁₀)₂] ^8- в слабощелочной среде при рН 7-8,5 Ваграмян Т.А. Гусева Г.Н. Ковалева О.И. Процесс электролитического латунирования. Тр. Моск. хим.-техн. института им. Д. И.Менделеева, N 124, с. 120-132). Полифосфатные комплексы меди используют в промышленности, в частности, при бурении скважин в качестве эффективных пластификаторов и прочее.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Исходный сульфидный медно-цинковый пиритсодержащий коллективный концентрат с крупностью частиц 95% класса минус 74 мкм и содержащий цинк в виде сфалерита и марматита и медь до 15 отн. в виде вторичных сульфидов, кондиционируют в щелочной среде при рН 8,0-8,5 с новым реагентом-депрессором сульфидов цинка водорастворимым комплексом полифосфата меди (при этом полностью исчезает минерализованная пена), затем в присутствии собирателя ксантогената и вспенивателя Т-80 выделяют сульфиды меди и пирит в пенный продукт, в то время как в этих условиях сульфиды цинка депрессируются.

Введение в кондиционирование пульпы медно-цинкового пиритсодержащего сульфидного концентрата при щелочности пульпы 8-8,5 нового депрессора сульфидов цинка водорастворимого комплекса полифосфата меди позволило неожиданно получить более высокие технологические показатели за счет снижения потерь цинка в медно-пиритном концентрате и повышение извлечения цинка и меди в одноименные концентраты. Исследования показали, что при этом создаются условия усиления селективной депрессии сульфидов цинка полифосфатным комплексом меди: уровень щелочности пульпы при разделении (рН 8-8,5), создаваемый любым подкисляющим реагентом (например, серной кислотой, сульфатом цинка и др. ), обеспечивает условия нахождения в жидкой фазе пульпы и взаимодействие с поверхностью сульфидов цинка медно-полифосфатных комплексных анионов ("ноу-хау" предлагаемого способа); преимущественное закрепление комплексного аниона в кристаллической решетке сульфида цинка вызывает образование значительного гидратированного слоя на минерале; в процессе ксантогенатной флотации сульфидов меди и железа гидрофилизирующее действие медьсодержащего аниона полифосфата на сфалерит не перекрывается гидрофобизирующим действием последующей сорбции собирателя, задаваемого в таком количестве, когда соотношение сорбированного собирателя и депрессора на сульфиды меди и пирит уже вызывает флотацию последних и оставляет в камерном продукте сульфиды цинка.

В предложенном способе в качестве нового депрессора различных типов сульфидов цинка, отличающихся в связи с различным содержанием в них примесного железа флотационной активностью (клейофан, сфалерит, марматит), в кондиционирование щелочной пульпы вводят водорастворимые комплексы полифосфата меди, применение которых в качестве флотационного реагента не выявлено при изучении патентной и научно-технической литературы.

П р и м е р 1 (предлагаемый способ). Щелочную (с рН>10) пульпу медно-цинкового пиритсодержащего концентрата, полученного при флотации медно-цинково-пиритной руды Гайского месторождения, содержащего 14,02 мас. меди, 8,69 мас. цинка, агитируют с цинковым купоросом 2 кг/т до установления величины щелочности 8,5, затем кондиционируют в течение 3 мин с водорастворимым пирофосфатным комплексом меди (расход по пирофосфату 1 кг/т), затем вводят собиратель-ксантогенат 10 г/т и вспениватель Т-80 20 г/т, агитируют 1 мин и флотируют в пенный продукт сульфиды меди и пирит в течение 10 мин, после перечистки получают готовый медный концентрат; хвосты контрольной медно-пиритной флотации (расход ксантогената 3 г/т, время флотации 3 мин) являются готовым цинковым концентратом. Опыты проведены из 4-х навесок в замкнутом цикле.

В результате флотации получены: медный концентрат с содержанием меди 15,69 мас. и цинка 2,77 мас. и извлечением в него меди 98,8% и цинка 28,2% выход медного концентрата 88,3% цинковый концентрат с содержанием цинка 53,3 мас. (таблица, опыт 3).

П р и м е р 2 (способ-прототип). Пульпу медно-цинкового пиритсодержащего концентрата того же состава (пример 1) кондиционируют в течение 10 мин с сернистым натрием (4 кг/т) до остаточной концентрации 300 мг/л (при этом рН примерно 13), затем добавляют цинковый купорос (8 кг/т) до рН пульпы 8,6, и после агитации с ксантогенатом 10 г/т и вспенивателем Т-80 20 кг/т флотируют сульфиды меди и пирит в течение 10 мин, а камерным продуктом получают готовый цинковый концентрат по схеме и реагентному режиму примера 1.

В результате флотации получены: медный концентрат с содержанием меди 15,12 мас. и цинка 3,99 мас. и извлечением в него меди 97,6% и цинка 42% выход медного концентрата 90,3% цинковый концентрат с содержанием цинка 51,36 мас. и меди 3,46 мас. и извлечении в него цинка 58% и меди 2,4% (таблица, опыт 1).

В таблице приведены результаты селекции в различных условиях депрессии цинковых минералов: при создании рН 8,5 добавлением 2 кг/т цинкового купороса и пирофосфатного комплекса меди (1 кг/т по Р₂О₇^4-) при соотношении меди и пирофосфата 1:20 (опыт 2), 1:10 (опыт 3), 1:5 (опыт 4), 1:2 (опыт 5); при создании рН 8,5 добавлением 0,4 кг/т серной кислоты и пирофосфатного комплекса меди (1 кг/т по Р₂О₇^4-) при соотношении меди и пирофосфата 1:10 (опыт 6); при создании рН 8,5 добавлением 2 кг/т по Р₃О₁₀^5-) при соотношении меди и триполифосфата 1:10 (опыт 7); в условиях опыта 5, но в кондиционирование подается отдельно раствор серно-кислой меди с расходом меди 500 г/т и после агитации с пульпой в течение 3 мин подается пирофосфат калия (расход Р₂О₇^4- 1 кг/т, опыт 8); при создании рН 8,5 добавлением 2 кг/т цинкового купороса в кондиционирование вводили пирофосфат калия 1 кг/т (опыт 9).

Как видно из результатов опыта 9, применение пирофосфата калия при оптимальном расходе не позволяет обеспечить условия разделения медно-цинкового концентрата.

Применение пирофосфатного комплекса меди, полученного при значительном избытке пирофосфатного иона (1: 20), не обеспечило получения аналогичных способу-прототипу результатов разделения (опыт 2). Как показали результаты опытов 3, 4, 5, существует определенный предел оптимальных соотношений меди и пирофосфатных ионов, обеспечивающий присутствие в растворе максимального количества водорастворимых полифосфатных комплексов меди. На показатели разделения не влияет тип подкисляющего агента из ряда серная кислота сульфат цинка (опыты 3 и 6).

Применение полифосфатных комплексов меди в качестве депрессора сульфидов цинка (пирофосфатных и триполифосфатных), независимо от количества атомов фосфора в полифосфатном анионе, в равной степени обеспечивают эффективную селекцию медно-цинкового коллективного концентрата (опыты 3 и 7).

Применение водорастворимого комплекса меди, полученного при рН 8 при взаимодействии полифосфата (т.н. соль Грэма или гексаметафосфат (ГМФ) и медного купороса при соотношении 10:1 и расходе 1 кг/т по ГСФ, также позволило получить кондиционные медный и цинковый концентраты при разделении (опыт 10).

Раздельное кондиционирование с медным купоросом (0,5 кг/т по меди) и пирофосфатом калия (1 кг/т) нарушает селекцию вследствие активации сфалерита медным купоросом (опыт 8).

Преимущества предлагаемого способа разделения медно-цинковых пиритсодержащих концентратов: возможность получения высоких технологических показателей разделения сульфидов цинка и меди независимо от минерального состава полезных компонентов; исключение из процесса сульфоксидных соединений и связанной с ними очистки оборотных вод; сокращение затрат в связи с существенным снижением номенклатуры депрессоров; улучшение санитарно-технических условий труда.

Использование: обогощение медно-цинковых и полиметаллических руд и продуктов, в частности флотационное разделение пиритсодержащих сульфидных руд, а также обезмеднение и обезжелезнение цинковых концентратов. Способ флотационного разделения коллективного медно-цинкового пиритсодержащего концентрата включает кондиционирование пульпы в щелочной среде с реагентом-депрессором сульфидов цинка, перемешивание с собирателем и вспенивателем, выделение сульфидов меди и пирита в пенный продукт и получение цинкового концентрата камерным продуктом; в качестве депрессора сульфидов цинка в кондиционирование пульпы вводят водорастворимые полифосфатные комплексы меди. 1 табл.

СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ КОЛЛЕКТИВНОГО МЕДНО-ЦИНКОВОГО ПИРИТСОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРАТА, включающий кондиционирование пульпы в щелочной среде с реагентом-депрессором сульфидов цинка, перемешивание с собирателем и вспенивателем, выделение сульфидов меди и пирита в пенный продукт и получение цинкового концентрата камерным продуктом, отличающийся тем, что в качестве депрессора сульфидов цинка в кондиционирование пульпы вводят водорастворимые полифосфатные комплексы меди.