СПОСОБ ФЛОТАЦИИ ПЕНТЛАНДИТА ИЗ ПИРРОТИНСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2005 года по МПК B03D1/02 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению пентландита и ассоциированных с ним минералов цветных и благородных металлов из пирротинсодержащего сырья, и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных медно-никелевых руд и промпродуктов.

Известен способ обогащения пирротинсодержащих медно-никелевых руд, включающий постадиальное выделение пентландита из камерного пирротинсодержащего промпродукта, представляющего собой хвосты цикла медной флотации, который обрабатывают в известковой среде (рН=10,5 ед.) щелочной солью дитиокарбаминовой кислоты (карбаматом МН), кондиционируют с бутиловым ксантогенатом и гексиловым спиртом, после чего проводят две стадии селективной флотации (Патент 2108168 РФ, МКИ В 03 D 1/02). При этом получают два пенных пентландитсодержащих продукта - никелевый и пирротиновый концентраты.

Недостатком способа является образование во флотационной пульпе большого количества шламов, представленных тонкими частицами халькопирита и пентландита, которые, не эффективно извлекаясь в концентраты, теряются с отвальными продуктами (Абрамов А.А. Технология обогащения окисленных и смешанных руд цветных металлов. М.: Недра, 1986, с.23-30). Данный факт обусловлен “глубоким” измельчением руды перед обогащением до содержания в пульпе класса менее 0,045 мм - 80-83%.

Кроме того, присутствие шламов ухудшает селективность процесса, резко увеличивается расход собирателя, поглощаемого тонкими частицами минералов, а также приводит к гидратации крупных частиц за счет коагуляционного налипания шламов на их поверхность (Плаксин И.Н., Барский Л.А., Ангелова С.М. Флокуляция и флотация фосфоритных шламов на концентрате-носителе. - В кн.: Исследования действия флотационных реагентов. - М.: Наука, 1968, с.70-78).

Другим недостатком известного способа является не оптимально подобранный реагентный режим. Пентландит и пирротин в ряду флотационной активности стоят рядом, поэтому использование только одного бутилового ксантогената, являющегося неселективным собирателем, приводит к снижению извлечения ценных компонентов в никелевый и пирротиновый концентраты и нарушению селекции разделения данных минералов.

Наиболее близкими по совокупности признаков и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ обогащения сульфидных медно-никелевых руд, включающий коллективную флотацию сульфидных минералов из камерного пирротинсодержащего материала, которая осуществляется в слабощелочной среде (рН=8,5-9,5 ед.) в присутствии органической серосодержащей добавки (ДП-4) и собирателей:

дитиокарбамата, ксантогената и дитиофосфата. Последующее селективное выделение пентландита и пирротина в целевые концентраты осуществляется в щелочной среде (рН=10,3-10,5 ед.) после обработки пульпы дитиокарбаматом, играющим в данной операции роль депрессора малоникелистого пирротина. В результате чего получают никелевый концентрат и пирротинсодержащий продукт, из которого при подаче ксантогената и дитиокарбамата выделяют готовый пирротиновый концентрат и бедный пирротиновый продукт, который после объединения с породными хвостами (общие хвосты) подлежит складированию (И.Н.Храмцова, А.А.Яценко, П.М.Баскаев, Н.Г.Кайтмазов, И.В.Волянский, В.В.Гоготина // Цветные металлы. - 2001. - №6. - С. 39-40) - прототип.

Снижение тонины помола в “голове” процесса до содержания контрольного класса крупности менее 0,045 мм - 55-70% позволяет исключить переошламование сульфидов и сократить их потерю с хвостами, что обеспечивает повышение сквозного извлечения никеля в готовые никелевый концентрат и пирротиновый концентраты.

Недостатком известного способа является недостаточно высокие качественно-количественные показатели, которые обусловлены неоптимальным сочетанием собирателей, их высоким расходом.

Задача, решаемая изобретением, заключается в селективном выделении пентландита в никелевый и пирротиновый концентраты при одновременном повышении его извлечения и сокращении безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами при использовании в качестве дополнительного собирателя - смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан. Авторское название используемого собирателя - реагент “Насфрос-704”.

Реагент “Насфрос-704” представляет собой нерастворимую в воде, вязкую жидкость со специфическим запахом, относится к малотоксичным, невзрывоопасным веществам. Повышенные собирательные свойства реагента объясняются наличием в нем сочетания полигликоль алкилового эфира, диалкилдитиофосфата и 1-(этилтио)октана. “Насфрос-704” в отличие от стандартных сульфгидрильных коллекторов является более селективным собирателем по отношению к сульфидным железным минералам типа пирит, арсенопирит, пирротин и т.д.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе флотации пентландита из пирротинсодержащего промпродукта, включающем коллективную флотацию пентландита и пирротина с их последующим выделением в целевые концентраты последовательно в циклах никелевой и пирротиновой флотациях в присутствии дитиокарбамата и бутилового ксантогената, отличающемся тем, что в цикл пирротиновой флотации дополнительно вводят смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан при ее массовом соотношении с ионами ксантогената, равном 1:(0,23-0,45).

Другим отличием способа является то, что смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан, используют и в цикле контрольной никель-пирротиновой флотации при ее соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:(0,8-2,1).

Экспериментально доказано, что предлагаемый способ позволяет получить высококачественный пирротиновый концентрат с повышением извлечения никеля в него по сравнению со способом - прототипом при снижении расхода собирателя “Насфрос-704” относительно бутилового ксантогената в 3,5 раза.

Кроме того, использование реагента “Насфрос-704” в присутствии бутилового ксантогената в жидкой фазе, как более сильного собирателя, позволяет существенно улучшить флотацию свободных зерен пентландита и сростков (пирротин+пентландит) с преимущественным преобладанием последнего в них, и тем самым достичь более высоких показателей качества концентрата и извлечения в него пентландита.

Применение реагентов с различной собирательной способностью обеспечивает более жесткую конкуренцию пентландита и пирротина и создает благоприятные условия для селективного разделения данных минералов.

Кроме того, использование сочетания сульфгидрильных собирателей: дитиокарбамата, ксантогената, дитиофосфата, который также входит в состав реагента “Насфрос-704”, приводит к образованию на поверхности минералов смешанных разнолигандных дисульфидов, являющихся более эффективными, чем обычные диксантогениды (Соложенкин П.М., Копиця Н.И. и др. К вопросу о взаимодействии флотационных реагентов в процессе флотации сульфидных минералов. В кн.: "Современное состояние и перспективы развития теории флотации". М.: Наука, 1979, с.94-106). При этом увеличивается скорость флотации, повышается извлечение минералов в пенный продукт с одновременным снижением расхода реагентов.

Повышение флотоактивности пентландита, по-видимому, также обусловлено частичной аполярностью реагента “Насфрос-704”, что позволяет ему избирательно закрепляться на поверхности минерала в присутствии ксантогената (Шубов Л.Я., Кузькин А.С., Лившиц А.К. Теоретические основы и практика применения аполярных масел при флотации. М.: Недра, 1969, с.6-26).

Результатами лабораторных исследований показано, что подача собирателя “Насфрос-704” в цикл контрольной никель-пирротиновой флотации в присутствии ионов сульфгидрильного собирателя (ксантогената) позволяет получить качественный никелевый концентрат с более высоким извлечением в него никеля по сравнению с прототипом. При этом предлагаемый способ позволяет сократить удельный расход реагента “Насфрос-704” в данную операцию по сравнению с ксантогенатом в 3,5 раза.

Массовое соотношение реагента “Насфрос-704” и ксантогенат-ионов во флотационной пульпе является одним из основных факторов, определяющим технологические показатели флотации. Экспериментально установлено, что оптимальный диапазон соотношения данных реагентов находится в следующих пределах: для пирротинового цикла - с 1:0,23 до 1:0,45 и контрольной никель-пирротиновой флотации - с 1:0,8 до 1:2,1.

За пределами данных диапазонов применяемых реагентов результаты пирротиновой флотации резко снижаются. Так, при соотношении реагентов выше верхнего предела ухудшается качество пирротинового концентрата, так как в нем увеличивается количество малоникелистого пирротина, который является для него загрязняющей примесью. При соотношении реагентов ниже нижнего предела резко снижается извлечение никеля в концентрат.

Данная тенденция сохраняется в случае применения реагента “Насфрос-704” в присутствии бутилового ксантогената в контрольной никель-пирротиновой флотации.

Сведения об использовании предлагаемого технического решения при флотации пентландита из пирротинсодержащих материалов при изучении научно-технической и патентной литературы не выявлены, что свидетельствует о соответствии заявляемого способа критерию “Изобретательский уровень”.

Способ осуществляют следующим образом:

Исходный пентландит-пирротиновый материал (хвосты медной флотации) поступает в цикл коллективной флотации для выделения всех сульфидных минералов в пенный продукт (коллективный концентрат) с максимально возможной “отбивкой” породных компонентов в виде отвальных хвостов. Коллективную флотацию проводят при подаче ДП-4 - 20 г/т и собирателей: дитиокарбамата - 100 г/т, ксантогената - 160 г/т и дитиофосфата - 30 г/т. Контрольную никель-пирротиновую флотацию проводят с использованием реагента “Насфрос-704” в присутствии остаточной концентрации ксантогената в жидкой фазе пульпы при их массовом соотношении, равном 1:(0,8-0,21). Выделенный коллективный концентрат для депрессии пирротинсульфидов кондиционируют в известковой среде (рН=10,3-10,5) и в присутствии дитиокарбамата - 500 г/т флотируют пентландит, в результате чего получают селективный никелевый концентрат, в котором, в основном, аккумулируются зерна свободного пентландита, и пирротинсодержащий продукт, поступающий в цикл пирротиновой флотации. Выделение пентландита в готовый пирротиновый концентрат проводят после обработки пульпы дитиокарбаматом - 50 г/т в присутствии собирателя “Насфрос-704” при его массовом соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:(0,23-0,45), бедный пирротиновый продукт, получаемый при этом, является отвальным и подлежит складированию.

В каждой из стадий выделения пентландита первичный черновой концентрат может подвергаться перефлотации (перечистке) с постепенным повышением содержания никеля до необходимого уровня. При этом камерные и промежуточные продукты (промпродукты), получаемые в каждой операции, перерабатываются либо по замкнутой схеме (с возвратом в начало предыдущей операции), либо отдельно (открытая схема).

Селективный никелевый концентрат направляют на пиррометаллургический передел, пирротиновый - перерабатывают по автоклавно-гидрометаллургической технологии.

В зависимости от особенностей флотации подача реагентов может быть сосредоточенной или дробной.

Продукты флотации подвергаются объемным и весовым измерениям, опробуются и анализируются. По результатам анализов и измерений рассчитывают материальный баланс процесса обогащения.

Предлагаемый способ описан в конкретных примерах и его результат приведен в таблице.

Пример 1 (опыт 1 таблицы) - реализация способа-прототипа.

Исходный пирротинсодержащий материал поступал в цикл коллективной флотации, которую проводили при подаче ДП-4 - 20 г/т и собирателей: дитиокарбамата - 100 г/т, ксантогената - 190 г/т и дитиофосфата - 30 г/т. Выделенный коллективный концентрат подвергали предварительной щелочной обработке (рН=10,3-10,5) для депрессии пирротинсульфидов и проводили флотацию пентландита в присутствии дитиокарбамата - 500 г/т, в результате чего получили селективный никелевый концентрат и пирротинсодержащий продукт, из которого при подаче дитиокарбамата - 50 г/т и бутилового ксантогената - 35 г/т выделили готовый пирротиновый концентрат и бедный пирротиновый продукт, который является отвальным.

Эффективность режима флотации оценивали по химическому составу получаемых продуктов, уровню извлечения цветных металлов в никелевый и пирротиновый концентраты, безвозвратным потерям ценных компонентов с отвальными хвостами обогащения.

Результаты опыта приведены в таблице.

Извлечение никеля и меди в никелевый концентрат составило 77,73% и 83,73%, в пирротиновый - 6,73% и 6,56%, при содержании металлов соответственно - 9,01% и 3,20%, 1,96% и 0,63%. Общие хвосты флотации содержали: никеля - 0,63% и меди - 0,13%, при этом потери ценных компонентов составили: никеля - 15,54%, меди - 9,71%.

Пример 2 (опыт 2 таблицы) - предлагаемый способ.

Состав исходного питания такой же, как и в примере 1.

Пульпа исходного пентландит-пирротинового материала поступала на коллективную флотацию, которая проводилась в присутствии ДП-4 - 20 г/т и собирателей: дитиокарбамата - 100 г/т, ксантогената - 190 г/т и дитиофосфата - 30 г/т. Коллективный концентрат обрабатывался в известковой среде (рН=10,3-10,5) дитиокарбаматом - 500 г/т, в результате чего выделили селективный никелевый концентрат, содержащий основную массу свободных зерен пентландита и камерный пирротинсодержащий продукт. Последующее выделение пентландита в пирротиновый концентрат осуществлялось в присутствии дитиокарбамата - 50 г/т, реагента “Насфрос-704” - 10 г/т, при его массовом соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:0,3.

Выбранный реагентный режим обеспечил получение пирротинового концентрата с содержанием никеля - 2,09% и меди - 0,67%, извлечение металлов в пирротиновый концентрат выше, чем в прототипе: никеля - 7,63%, меди - 7,36%. Потери ценных компонентов с общими хвостами снизились: никеля - с 15,54% до 14,52%, меди - с 9,71% до 8,78%.

Пример 3 (опыт 5 таблицы) - предлагаемый способ.

Исходное питание, схема и условия обогащения пирротинсодержащего продукта такие же, как в примере 2. Отличие состоит в том, что в коллективную флотацию подавали ксантогенат - 160 г/т, контрольную никель-пирротиновую флотацию проводили с использованием реагента “Насфрос-704” - 10,5 г/т, при его оптимальном соотношении с ионами ксантогената, равном 1:1,43. Коллективный никель-пирротиновый концентрат обрабатывали известью (рН=10,3-10,5) для депрессии пирротинсульфидов и проводили флотацию пентландита в присутствии дитиокарбамата - 500 г/т, в результате чего получили селективный никелевый концентрат и пирротинсодержащий продукт, из которого при подаче дитиокарбамата - 50 г/т и бутилового ксантогената - 35 г/т, выделили готовый пирротиновый концентрат и бедный пирротиновый продукт, который является отвальным.

При этом получен готовый никелевый концентрат с извлечением никеля - 78,64% и меди - 84,79%, содержащий: никеля - 9,11 и меди - 3,25%. Извлечение цветных металлов в общие хвосты составило: никеля - 14,57% и меди - 8,76%.

Пример 4 (опыт 8 таблицы) - предлагаемый способ.

Исходное питание, схема и условия обогащения пирротинсодержащего продукта такие же, как в примере 2. Отличие состоит в том, что в коллективную флотацию подавали ксантогенат - 160 г/т, контрольную никель-пирротиновую флотацию проводили с использованием реагента “Насфрос-704” в присутствии ксантогенат-ионов при их оптимальном соотношении, равном 1:1,43. Выделенный коллективный никель-пирротиновый концентрат обрабатывали дитиокарбаматом - 500 г/т в известковой среде (рН=10,3-10,5) и проводили флотацию пентландита, в результате чего получили селективный никелевый концентрат и пирротинсодержащий продукт, из которого после обработки дитиокарбаматом - 50 г/т в присутствии реагента “Насфрос-704” при его массовом соотношении с ионами ксантогената, равном 1:0,3, выделили пентландит в готовый пирротиновый концентрат. Таким образом, расход реагента “Насфрос-704” в контрольную никель-пирротиновую флотацию составил 10,5 г/т, пирротиновую - 10 г/т.

Выбранный реагентный режим обеспечил получение высококачественного никелевого концентрата, содержащего: никеля - 9,11% и меди - 3,30%, с извлечением цветных металлов выше, чем в прототипе: никеля - 78,66% и меди - 84,87%. При этом качество пирротинового концентрата улучшилось. Потери ценных компонентов с общими хвостами сократились: по никелю - с 15,54% до 13,82%, по меди - с 9,71% до 7,91%.

В таблице приведены примеры, отличающиеся соотношением реагента “Насфрос-704” и ксантогенат-ионов.

Экспериментально доказано (опыты 2, 5 и 8), что предлагаемый способ обеспечивает более высокое извлечение пентландита и пирротина в целевые концентраты, чем в способе-прототипе, при одновременном повышении их качества.

Сопоставление результатов показало, что использование предлагаемого способа для обогащения пирротиносодержащего сырья по сравнению с прототипом позволяет при оптимальном соотношении применяемых реагентов (опыты 2, 5 и 8) повысить извлечение в никелевый и пирротиновый концентраты: никеля - на 0,93%, меди - 1,14% и 0,79-0,9%, 0,66-0,8%, соответственно. Одновременно сократились потери цветных металлов с общими хвостами: никеля - на 0,97-1,72% и меди - на 0,95-1,80%.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению пентландита и ассоциированных с ним минералов цветных и благородных металлов из пирротинсодержащего сырья, и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных медно-никелевых руд и промпродуктов. Позволяет селективно выделить пентландит в никелевый и пирротиновый концентраты при одновременном повышении его извлечения и сокращения безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами при значительно меньшем расходе собирателя. Способ включает коллективную никель-пирротиновую флотацию в присутствии органической серосодержащей добавки (ДП-4) и собирателей: дитиокарбамата, ксантогената и дитиофосфата, последующее селективное выделение пентландита и пирротина в целевые концентраты в присутствии дитиокарбамата и собирателя. В качестве собирателя в цикле пирротиновой флотации используют смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан при ее массовом соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:(0,23-0,45). В цикле контрольной никель-пирротиновой флотации используют смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан при ее оптимальном соотношении с ионами ксантогената, равном 1:(0,8-2,1). 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ флотации пентландита из пирротинсодержащих продуктов, включающий коллективную флотацию пентландита и пирротина с их последующим выделением в целевые концентраты последовательно в циклах никелевой и пирротиновой флотациях в присутствии дитиокарбамата и бутилового ксантогената, отличающийся тем, что в цикл пирротиновой флотации дополнительно вводят смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан при ее массовом соотношении с ионами ксантогената, равном 1:(0,23÷0,45).2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан, используют и в контрольной никель-пирротиновой флотации при ее массовом соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:(0,8÷2,1).