СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД Российский патент 2007 года по МПК B03D1/02 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке сульфидных руд цветных металлов, в частности сплошных и вкрапленных медно-цинковых руд, по схеме прямой селективной флотации.

Основными минералами сплошных и вкрапленных сульфидных и вкрапленных медно-цинковых руд являются: пирит, халькопирит, ковеллин, сфалерит и другие. Нерудная часть представлена в основном кварцем и слюдами. Вследствие сложной текстуры и структуры тонкого прорастания сульфидов и повышенного количества вторичных и окисленных сульфидов сплошные и вкрапленные сульфидно-цинковые руды являются труднообогатимыми с точки зрения флотационного разделения с получением кондиционных медного и цинкового концентратов.

Многие вкрапленные и сплошные сульфидные медно-цинковые руды перерабатываются по схеме прямой селективной флотации (см. Теория и технология флотации руд. Под общ. ред. О.С.Богданова - М.: Недра, 1980, с.362). Медная флотация проводится по мере раскрытия сростков медных минералов и схемы включают флотацию в цикле измельчения (межцикловая или межстадиальная медная флотация между стадиями измельчения). Крупность измельчения руды перед основной медной флотацией составляет от 60 до 90% класса минус 0,074 мм. Последующая цинковая флотация проводится при той же тонине помола, что и основная медная. Грубые (черновые) флотационные концентраты перед перечитками могут быть доизмельчены с целью дополнительного раскрытия сростков.

В качестве собирателей при флотации сульфидных медно-цинковых руд используют различные сульфигидрильные реагенты: ксантогенаты, дитиофосфаты (аэрофлоты), диксантогениды, аэрофлоты и другие. Из вспенивателей применяют сосновое масло, циклогексанол, МИБК, Т-66, Т-80, ТЭВ и другие. Также используют реагенты-модификаторы (регуляторы, активаторы и депрессоры): известь, цианиды и сульфаты и т.д.

Для повышения селективности флотации применяют слабые реагенты-собиратели, например малоактивные к пириту и сфалериту аэрофлоты, либо смеси ксантогената и дополнительных собирателей (Л.Я.Шубов, С.И.Иванков, Н.К.Щеглова. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. Справочник - М.: Недра, 1990, - кн.2, с.156-167).

Известен способ обогащения сплошных сульфидных медных и медно-цинковых руд по схеме прямой селективной флотации с использованнием в качестве собирателя бутилового ксантогената в смеси с флотореагентом ФСВ-10-С - собиратель, обладающий также вспенивающими свойствами, при соотношении суммарных расходов бутилового ксантогената и ФСВ-10-С от 10:1 до 1:1 (см патент РФ № 2192313, заявл. 2001.03.26, опубл. 2001.11.10).

Общими для всех применяемых схем и реагентных режимов прямой селективной флотации медно-цинковых руд является недостаточно высокое извлечение металлов в одноименные концентраты.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ обогащения сульфидных медно-цинковых руд, включающий подготовку руды к флотации путем стадиального измельчения и последовательную прямую селективную флотацию минералов меди и цинка с применением флотореагентов-модификаторов, вспенивателя и использованием в качестве собирателя бутилового ксантогената калия (см. Справочник по обогащению руд, Обогатительные фабрики. - М.: Недра, 1984, с.37-43).

Известный способ применяется на обогатительной фабрике Башкирского медно-серного комбината. Обогащение медно-цинковых руд ведется по схеме прямой селективной флотации по бесцианидной технологии с получением медного и цинкового концентратов. При принятых на предприятии реагентных режимах технология флотации характеризуется относительно невысоким извлечением металлов.

Технической задачей изобретения является повышение извлечения в концентраты металлов: меди, цинка и попутно золота и серебра.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном способе обогащения сульфидных медно-цинковых руд, включающем грубое и тонкое стадиальное измельчение, межстадиальную медную флотацию, а также основную, контрольную и перечистные операции медной и цинковой флотации по схеме последовательной прямой селективной флотации, с применением собирателя, грубое измельчение руды проводят в присутствии 2-5 г/т карбоксильного собирателя, а межстадиальную медную флотацию проводят смесью сульфгидрильного и карбоксильного собирателей при их соотношении по массе 1:(0,01-0,40). Кроме того, суммарный расход карбоксильного собирателя в межстадиальной медной флотации составляет 3-20 г/т. Основную и контрольную медную флотацию проводят смесью анионного сульфгидрильного и карбоксильного собирателей при их соотношении в смеси по массе, составляющей 1:(0,1-0,5). Перечистные операции флотации грубых (черновых) концентратов межстадиальной и основной медной флотации проводят с применением активированного угля, подаваемого во флотацию в количестве 5-40 г/т.

Все операции медной флотации проводятся с подачей реагента вспенивателя, например, расход которого определяется из условия получения достаточного пенного слоя и его удовлетворительной структуры.

Основная, контрольная и перечистные операции флотации цинковых минералов выполняются при соблюдении известных технологических и реагентных режимов, предусматривающих применение необходимых реагентов-модификаторов для активирования флотируемости цинковых минералов, а также реагентов-собирателей и вспенивателей. При обогащении сплошных и вкрапленных сульфидных медно-цинковых руд с возможным содержанием благородных металлов проводят подготовку руды к флотации и последовательную прямую селективную флотацию минералов меди и цинка с применением флотореагентов-модификаторов и вспенивателя, причем грубое измельчение руды производят с подачей 2-5 г/т карбоксильного собирателя и межстадиальную флотацию медных минералов проводят в присутствии смеси анионного сульфгидрильного и карбоксильного собирателей при соотношении их по массе 1:(0,01-0,40) и суммарном расходе карбоксильного собирателя в пределах от 3 до 20 г/т. Далее основную и контрольную медные флотации осуществляют смесью анионного сульфгидрильного и карбоксильного собирателей при их соотношении в смеси по массе 1:(0,1-0,5), а перечистные операции флотации грубых медных концентратов межстадиальной и основной медной флотации выполняют с дозировкой активированного угля в количестве 5-40 г/т в каждой операции.

Хвосты (камерный продукт) межцикловой медной флотации подвергаются доизмельчению до крупности не менее 70% класса - 0,044 мм и поступают на основную медную флотацию, которая проводится смесью анионного сульфгидрильного и карбоксильного собирателей при их соотношении по массе как 1:(0,1-0,5) соответственно. При этом расход анионного сульфгидрильного собирателя может изменяться в достаточно широких пределах в зависимости от вещественного состава руды и флотоактивности медных минералов.

Контрольную медную флотацию проводят смесью анионного сульфгидрильного и карбоксильного собирателей при их соотношении в смеси по массе как 1:(0,1-0,5). Расход сульфгидрильного собирателя при этом составляет обычно от 5 до 60 г/т.

Перечистные операции флотации грубых концентратов межцикловой и основной медной флотации проводят с применением активированного угля, подаваемого в каждую операцию перечистки в количестве 5-40 г/т с целью десорбции избытка собирателей и повышения селективности флотации медных минералов.

Все вышеперечисленные операции медной флотации проводят с подачей вспенивателя. Основная, контрольная и перечистные операции флотации цинковых минералов.

Установлено, что карбоксильные собиратели при обогащении сульфидных медно-цинковых руд не могут быть применены самостоятельно без анионного сульфгидрильного собирателя, так как для удовлетворительного извлечения медных минералов потребуются повышенные его расходы, при которых наблюдается резкое нарушение селективности флотации не только в медном, но и в цинковом цикле флотации.

Соотношение анионного сульфгидрильного и карбоксильного собирателей в смеси и их расходы зависят от степени метаморфизма и вещественного состава руды, например, от массовой доли металлов, степени окисления сульфидов, характера вкрапленности минералов и раскрытия сростков при измельчении. Различны расходы и соотношения собирателей в отдельных циклах флотации медных минералов: 1:(0,01-0,40) в межстадиальной медной флотации и 1:(0,1-0,5) - основной и контрольной медной флотации. При соотношениях больше указанного происходит снижение качества грубого медного концентрата за счет нарушения селекции, а при меньших значениях - снижение извлечения меди в концентрат. Для сокращения расхода дорогостоящего сульфгидрильного собирателя имеет существенное значение применение предварительной подготовки поверхности зерен минералов меди перед межстадиальной флотацией путем подачи 2-5 г/т карбоксильного собирателя в ходе грубого измельчения руды, причем суммарный расход карбоксильного собирателя в межстадиальной медной флотации не превышает 3-20 г/т. Подача карбоксильного собирателя в межстадиальной медной флотации в количестве менее 3 г/т приводит к существенному снижению извлечения меди в пенный концентрат, а свыше 20 г/т - нарушению селективности флотации минералов.

Экспериментально установлено, что применение в медной флотации менее селективнодействующего карбоксильного собирателя требует нейтрализации его действия в операциях перечистной флотации грубых медных концентратов путем введения активированного угля в количестве 5-40 г/т.

Способ иллюстрируется следующими примерами выполнения на различных по вещественному составу труднообогатимых сульфидных медно-цинковых рудах Сафьяновского месторождения.

Обогащение медно-цинковых руд проводили в режиме замкнутых опытов по схеме последовательной прямой селективной флотации, которая включала грубое и тонкое измельчение до крупности 60-70 и 90-95% класса - 0,074 мм, соответственно, межстадиальную, основную, контрольную медную флотацию, а также основную, контрольную и четыре перечистные цинковые флотации. Грубые (черновые) медные концентраты межстадиальной и основной медной флотации совместно подвергали двум последовательным перечистным операциям флотации.

Пример 1. При обогащении упорной сплошной медно-цинковой руды, характеризующейся низким содержанием меди, испытывали два варианта реагентных режимов: в условиях наиболее близкого аналога с применением бутилового ксантогената калия при суммарном расходе в количестве 249 г/т и заявляемом способе - в качестве анионного сульфгидрильного собирателя - бутилового ксантогената калия и карбоксильного собирателя - омыленного талового масла лиственных пород дерева. Вещественный состав руды позволяет применить расходы и количество карбоксильного собирателя в смеси с анионным сульфгидрильным собирателем на минимально допустимом уровне, а именно расход омыленного таллового масла в операции грубого измельчения составлял 2 г/т, межстадиальной, основной и контрольной медной флотациях соответственно 1; 6 и 3,5 г/т при соотношении бутилового ксантогената калия к карбоксильному собирателю в межстадиальной медной флотации 1:0,01, в основной и контрольной медной флотации 1:0,1. Расход активированного угля в операциях перечистной медной флотации составлял по 5 г/т. Расходы реагентов-модификаторов, вспенивателей и реагентов в цикле цинковой флотации не критичны.

Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что применение рецептуры флотореагентов в заявляемом способе по сравнению с прототипом обеспечивает повышение извлечения меди на 10,5, цинка на 5,9% в одноименные концентраты, а также суммарное извлечение благородных металлов.

Пример 2. При обогащении смеси вкрапленной и сплошной сульфидной медно-цинковой руды, отличающейся высоким содержанием меди, были испытаны так же, как в примере 1, два сравнительных варианта реагентных режимов. Исходная медно-цинковая руда по вещественному составу выбрана с таким расчетом, чтобы проиллюстрировать уровень расходов и количества карбоксильного собирателя при максимально допустимых значениях: расход талового масла при грубом измельчении руды 5 г/т, в операциях межстадиальной, основной и контрольной медной флотации соответственно 15; 35 и 12 г/т соответственно при соотношении бутилового ксантогената калия к омыленному талловому маслу в межстадиальной флотации 1:0,4, основной и контрольной медной флотации как 1:0,5. При повышенном расходе карбоксильного собирателя для обеспечения необходимой селективности флотации требуется поддерживать расход активированного угля на уровне 40 г/т в каждой операции перечистки. При обогащении руды по известному способу расход бутилового ксантогената составлял в межстадиальной, основной и контрольной медной флотациях соответственно 48; 95 и 40 г/т.

Из результатов сравнительных испытаний, приведенных в таблице 2, видно, что использование реагентных режимов в заявляемом способе по сравнению с известным аналогом при получении весьма близких качественных результатов обеспечивает повышение извлечения меди на 7,3% и цинка на 11,21% в одноименные концентраты, а также суммарное извлечение в концентраты золота на 3,32% и серебра на 3,84%.

Результаты, приведенные в таблицах, однозначно свидетельствуют о преимуществе заявляемого способа и обеспечении технического результата, выраженного в повышении извлечения ценных металлов в конечные медный и цинковый концентраты.

Таблица 1
Сравнительные показатели обогащения медно-цинковой руды Сафьяновского месторождения, с исходным содержанием 0,63% меди и 3,65% цинка.Способ обогащенияНаименование продуктов обогащенияВыход, %Массовая доляИзвлечение, %%г/тмедьцинкзолотосеребромедьцинкзолотосереброЗаявляемыйМедный концентрат2,4415,710,54,40272,560,676,985,147,34Цинковый концентрат5,281,3746,22,40247,011,4866,756,1114,40Хвосты92,280,191,041,9076,827,8526,2788,7578,26Руда100,00,633,652,0890,6100,0100,0100,0100,0ИзвестныйМедный концентрат2,0815,25,714,30263,050,173,264,306,03Цинковый концентрат4,931,7545,12,30245,013,6960,855,4513,33Хвосты92,990,2451,412,0278,636,1435,8990,2580,64Руда100,00,633,652,0890,6100,0100,0100,0100,0

Таблица 2
Сравнительные показатели обогащения медно-цинковой руды Сафьяновского месторождения с исходным содержанием 3,81% меди и 1,29% цинкаСпособ обогащенияНаименование продуктов обогащенияВыход, %Массовая доляИзвлечение, %%г/тмедьцинкзолотосеребромедьцинкзолотосереброЗаявляемыйМедный концентрат19,4217,52,803,82132,589,2342,3032,3155,24Цинковый концентрат1,202,4445,32,50137,00,7642,301,313,52Хвосты79,380,480,251,9224,210,0115,4066,3841,24Руда100,03,811,292,3046,6100,0100,0100,0100,0ИзвестныйМедный концентрат17,7517,63,083,80136,081,9342,4029,3351,85Цинковый концентрат0,892,4945,12,52161,10,5831,090,973,07Хвосты81,360,820,421,9725,817,4926,5169,7045,08Руда100,03,811,292,3046,6100,0100,0100,0100,0

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и м.б. использовано при переработке сульфидных руд цветных металлов, в частности сплошных и вкрапленных медно-цинковых руд. Позволяет повысить степень извлечения металлов: меди, цинка и попутно благородных. Способ включает грубое и тонкое стадиальное измельчение, межстадиальную медную флотацию, а также основную, контрольную и перечистные операции медной и цинковой флотации по схеме прямой селективной флотации, с применением собирателя, грубое измельчение руды проводят в присутствии 2-5 г/т карбоксильного собирателя. Межстадиальную медную флотацию проводят смесью анионного сульфгидрильного и карбоксильного собирателей при их соотношении по массе 1:(0,01-0,40). 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ обогащения сульфидных медно-цинковых руд, включающий грубое и тонкое стадиальное измельчение, межстадиальную медную флотацию, а также основную, контрольную и перечистные операции медной и цинковой флотации по схеме прямой селективной флотации с применением собирателя, отличающийся тем, что грубое измельчение руды проводят в присутствии 2-5 г/т карбоксильного собирателя, а межстадиальную медную флотацию проводят смесью анионного сульфгидрильного и карбоксильного собирателей при их соотношении по массе 1:(0,01-0,40).2. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммарный расход карбоксильного собирателя в межстадиальной медной флотации составляет 3-20 г/т.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что основную и контрольную медную флотацию проводят смесью анионного сульфгидрильного и карбоксильного собирателей при их соотношении по массе 1:(0,1-0,5).4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перечистные операции грубых концентратов межстадиальной и основной медной флотации проводят с применением активированного угля, подаваемого во флотацию в количестве 5-40 г/т.