СПОСОБ ДОВОДКИ МАГНЕТИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ Российский патент 2002 года по МПК B03D1/02 B03D1/08 B03D1/16 B03D103/02 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при доводке магнетитовых концентратов с высоким содержанием серы.

Известен способ доводки магнетитовых концентратов, прошедших стадии мокрого магнитного обогащения, Таежного месторождения [1]. Согласно этому способу исходный магнетитовый концентрат измельчают до крупности 90-93% класса - 0,074 мм и флотируют по схеме, включающей основную и контрольную флотации. В качестве реагентов используют соду, медный купорос, бутиловый ксантогенат и вспениватель Т-80. В результате флотации исходного магнетитового концентрата, содержащего 1,06% S, получен продукт, в котором массовая доля серы составляет 0,3% при извлечении 74,9% S в сульфидный продукт. Потери железа с сульфидным продуктом составляют 10,4%. Недостатками способа являются: невысокая степень очистки магнетитового концентрата от зерен сульфидных минералов, что объясняется низкой несущей способностью пены, создаваемой вспенивателем Т-80. Кроме того, ведение технологического процесса в щелочной среде, создаваемой содой, приводит к переходу части зерен магнетита в пенный продукт и высоким потерям железа.

Известен также способ обессеривания магнетитовых концентратов одного из месторождений Южной Якутии [2] . По этому способу магнетитовый концентрат после магнитной сепарации подвергается дообогащению по схеме, включающей основную флотацию и четыре перечистки пенного продукта. В качестве реагентов используют медный купорос, бутиловый ксантогенат, вспениватель Т-80 и жидкое стекло. В результате флотации по этому способу содержание серы в магнетитовом концентрате снижено от 0,5% S до 0,2-0,17% S. Недостатком способа является невысокая степень извлечения сульфидов, что связано с отсутствием специальной подготовки окисленной поверхности пирротина к флотации (флотация пирротина должна вестись непосредственно после измельчения, когда образована поверхность чистого скола). Кроме того, предлагаемый реагентный режим неэффективен при обогащении тонкозернистого концентрата, так как жидкое стекло неселективно коагулирует шламы.

Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату является способ флотационного выделения сульфидов железа из тонкозернистого магнетитового концентрата на обогатительной фабрике "Marcona" [3], согласно которому исходный магнетитовый концентрат магнитной сепарации измельчают до крупности 65% класса - 0,044 мм, измельченную пульпу контактируют с CuSO₄, амиловым ксантогенатом и вспенивателем. Флотацию ведут в кислой среде при рН 4,5. Однако этот способ недостаточно эффективен для флотации сульфидов при их низком содержании (менее 0,5%) в исходном сырье, когда необходимо применение сильнодействующего собирателя. Амиловый ксантогенат не обеспечивает высокой селекции процесса: сера снижается от 0,4% S до 0,25% S.

Цель изобретения - более полное удаление сульфидов для получения магнетитового концентрата кондиционного по содержанию лимитируемой примеси серы (S<0,05-0,08%).

Сущность изобретения заключается в следующем. Магнетитовый концентрат, прошедший магнитное обогащение, или магнетатсодержащий продукт одной из стадий магнитного обогащения подвергают оттирочному доизмельчению в течение 3 мин, кондиционируют в присутствии серной кислоты, ксантогената щелочного металла, при этом дополнительно вводят оксиэтилированное соединение, после чего флотируют по схеме, включающей основную и контрольную флотации. Сульфиды (пирротин) выделяются в пенные продукты. В качестве реагента- модификатора используют оксиэтилированный алкилфенол ОП-4 или ОП-10, или полиэтиленгликолевый эфир алкилфенолов-неонол, или оксиэтилированный амин - ОКС, или оксиэтилированную жирную кислоту - ОЖК.

Известно, что поверхность пирротина подвержена окислению. При окислении ее реактивация (восстановление) практически невозможна, что существенно снижает флотационную активность минерала. Поэтому перед флотацией следует проводить оттирочное измельчение исходного материала.

Зависимость содержания серы в концентрате от влияния рН представлена на чертеже. Из этих данных следует, что сульфиды наиболее эффективно флотируются при рН 5,6-6,8. Флотация в более щелочных средах приводит к резкому ухудшению качества концентрата.

Поверхностно-активные вещества на основе окиси этилена усиливают собирательное действие ксантогената, увеличивая его адсорбцию на поверхности минералов. Это особенно важно при низком содержании сульфидов в исходном материале, когда требуется применение сильного собирателя.

Кроме того, оксиэтилированные высокомолекулярные соединения (ОВС) пептизируют шламы при одновременной гидрофобизации их поверхности. Это согласуется с результатами опытов по флотации сульфидов из магнетитового концентрата Ковдорского ГОКа. В таблице 1 представлены сравнительные значения содержаний и распределений серы по классам крупности магнетитовых концентратов, полученных в результате флотации, с использованием ксантогената и аэрофлота (режим I) и при применении ксантогената и ОВС (режим II). Анализ этих данных свидетельствует о том, что ОВС обеспечивает селективную флотацию сульфидов из тонких классов: во фракции - 0,063 мм магнетитового концентрата после флотации остается 29,8% S по извлечению при содержании 0,03% S. При флотации в режиме I извлечение серы в класс - 0,063 мм магнетитового концентрата составляет 56,1% при содержании 0,181% S.

Эти факторы предопределяют целесообразность применения ОВС в качестве реагента-модификатора комплексного действия. При этом в качестве ОВС могут быть использованы следующие оксиэтилированные соединения: оксиэтилированные спирты (реагенты OC_18-26 и OC_18-40), оксиэтилированные жирные кислоты (ОЖК), оксиэтилированные алкилфенолы (ОП-4, ОП-10), полиэтиленглеколевый эфир алкилфенолов (неонол марки АФ-9-10), оксиэтилированные пальмитиновые кислоты (ОПК), оксиэтилированный амин ОКС (реагент оксамин).

В таблице 2 представлены результаты флотации сульфидов в присутствии ОВС различного состава, а также в режиме прототипа.

Применение ОВС в сочетании с ксантогенатом позволяет снизить содержание серы в магнетитовых концентратах Ковдорского ГОКа от 0,32-0,34% до 0,035-0,093% (примеры 1-10), в магнетитовых концентратах Оленегорского ГОКа - от 0,22-0,23% S до 0,0094-0,012% S (примеры 12, 13). В качестве исходного материала могут быть использованы не только магнетитовые концентраты, но и магнетитосодержащие продукты цикла магнитного обогащения. В результате флотации сульфидов из пробы песков шаровой мельницы (пример 14) содержание серы снижено от 0,26 до 0,03%, из пробы концентрата I стадии мокрой магнитной сепарации (пример 15) - от 0,35% S до 0,051% S.

Извлечение серы в пенные продукты сульфидной флотации (1000-εSмагн.к-т

) составляет 74,6-89,7% при дофлотации магнетитового концентрата Ковдорского ГОКа и 96,4-95,1% - Оленегорского ГОКа. Извлечение железа в камерные продукты (магнетитовые концентраты) составляет соответственно 88,2-97,8% Fe и 82,5-87,2% Fe. При флотации в режиме прототипа не удалось получить магнетитовый концентрат, кондиционный по содержанию серы (пример 11).

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1 (табл. 2). Флотация сульфидных минералов проводилась из магнетитового концентрата, получаемого на Ковдорском обогатительном комбинате методом постадиального мокрого магнитного обогащения. Магнетитовый концентрат представлен следующим минеральным составом, мас.%: магнетит 95,0; апатит 0,6; форстерит 1,8; сульфиды 1,0; флогопит 0,5; прочие - 0,6. Крупность флотируемого продукта менее 0,3 мм. Опыты проводились во флотационных лабораторных машинах, объемом камеры 1 л. Пульпа предварительно обрабатывалась серной кислотой при расходе 1500 г/т в течение 3 мин (рН 5,9-6,1), затем 10 мин пульпу обрабатывали бутиловым ксантогенатом 500 г/т и в течение 2 мин OC_18-40 в количестве 150 г/т. После этого проводилась основная сульфидная флотация. Время флотация 10 мин. Камерный продукт основной флотации подвергался контрольной флотации. Расход ксантогената 250 г/т, OC_18-40 50 г/т. Сульфидные минералы флотируют в пенный продукт. Извлечение серы в пенный продукт составило 88,0%. В камерном продукте остается обессеренный магнетитовый концентрат. Содержание в нем S_общ 0,04%.

Пример 2 (табл. 2). Флотация сульфидов из песков шаровой мельницы магнитообогатительной фабрики Ковдорского ГОКа. Опытами показана возможность флотации серы из промпродуктов цикла магнитного обогащения. Продукт содержит F_общ 59,18%; S 0,26%. Данный материал имеет более крупную ситовую характеристику (содержание класса +0,063 мм - 35,2%). Иходный продукт, измельченный в шаровой лабораторной мельнице, обрабатывался серной кислотой (рН 6,0), затем ксантогенатом и реагентом модификатором OC_18-26. Флотация ведется непосредственно после измельчения, поэтому специального оттирочного доизмельчения не требуется.

Подготовленный флотационный материал имеет слабоокисленную поверхность в отличие от магнетитового концентрата, что положительно сказывается на процессе разделения минералов. Технологическая лабораторная флотационная схема включает основную и контрольную операцию. Время основной флотации 10 мин. Остаточное содержание S в магнетитовом продукте составило 0,03% при извлечении серы в пенный продукт - 88,9%.

Пример 3 (табл. 2). Флотация сульфидов проводилась из оленегорского железного концентрата, полученного после постадиального обогащения мокрой магнитной сепарацией. Химический состав концентрата, %: Fе_общ 70,6; SiО₂ 6,0; CaO 0,24; MgO 0,43; Аl₂О₃ 0,23; S 0,22. Опыты проведены в лабораторных флотационных машинах объемом камеры 1 л. Пульпу предварительно, как и в примере 1, обрабатывали H₂SO₄ при расходе 1,5 кг/т (рН 6,0-6,3), затем после агитации с ксантогенатом и реагентом OC_18-40 проводили основную флотацию и последовательно 2 контрольные операции. Суммарное время флотации составило 15 мин. Извлечение серы в пенный продукт составило 95,1-96,6%. Остаточное содержание S в магнетитовом концентрате составило 0,0094-0,012% при исходном содержании серы 0,23-0,22%.

Источники информации
1. Практика получения низкосернистых магнетитовых концентратов флотацией / Д.И.Суворова, Л.Г.Тюрюханов, Л.П.Пехова // Пути повышения качества концентратов руд черных металлов. - М.: Недра, 1988.- С. 31-38.

2. Технология комплексного использования сульфидной магнетитовой руды / Д. И. Суворова, П.В.Шульгина, Л.М.Бондарев, и др. // Химическое, комбинированное обогащение и анализ руд черных металлов. - М.: Недра, 1989. - С. 31-38.

3. ClineW.A., Rosas Rene С. How Marcona floats iron sulphides from magnetite pellet feed concentrate // Wold mining. - 1975. - N 3. - 28. - P. 38-52.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при доводке магнетитовых концентратов с высоким содержанием серы. Технический результат - более полное удаление сульфидов. Магнетитовый концентрат, прошедший магнитное обогащение, или магнетитсодержащий продукт одной из стадий магнитного обогащения подвергают оттирочному доизмельчению в течение 3 мин, кондиционируют в присутствии серной кислоты, ксантогената щелочного металла, при этом дополнительно вводят модификатор - оксиэтилированное высокомолекулярное соединение, после чего флотируют по схеме, включающей основную и контрольную флотации. Сульфиды (пирротин) выделяют в пенный продукт. В качестве модификатора используют оксиэтилированный алкилфенол-ОП-4 или ОП-10, или полиэтиленгликолевый эфир алкилфенолов - неонол, или оксиэтилированный амин-ОКС, или оксиэтилированную жирную кислоту - ОЖК. 1 ил., 2 табл.

Способ флотационного выделения сульфидов из магнетитового концентрата и магнетитсодержащих промпродуктов, включающий измельчение, кондиционирование с кислотой, ксантогенатом щелочного металла и реагентом-модификатором и флотацию с выделением сульфидов в пенный продукт, отличающийся тем, что в качестве реагента-модификатора используют оксиэтилированное высокомолекулярное соединение: оксиэтилированный алкилфенол-ОП-4 или ОП-10, или полиэтиленгликолевый эфир алкилфенолов - неонол, или оксиэтилированный амин-ОКС, или оксиэтилированную жирную кислоту - ОЖК.