СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ РУД, СОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДНЫЕ МИНЕРАЛЫ И ЗОЛОТО Российский патент 2011 года по МПК B03D1/02 B03B1/00 

Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых методом флотации, и может быть использовано при глубокой переработке рудного и нерудного минерального сырья.

Известен способ флотационного извлечения из воды тонкодисперсных примесей методом электрофлотации (Яковлев С.В., Краснобородько И.Г., Рогов В.М. Технология электрохимической очистки воды. - Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1987, с.165-175, 261-264). Электрофлотацию осуществляют путем пропускания мелких пузырьков газа сквозь обрабатываемый объем суспензии в случае флотации твердых включений или эмульсии в случае извлечения капель масла. Мелкие пузырьки газа, в основном водорода и кислорода, получают электролитическим разложением воды. Определяющую роль в процессе электрофлотации выполняют пузырьки водорода, выделяющиеся на катоде. Их размер и интенсивность образования зависят в основном от состава электролита, поверхностного натяжения на границе раздела «электрод-раствор», материала и формы электродов, плотности тока.

Электрофлотационный метод извлечения минеральных частиц имеет ряд недостатков, связанных с малой подъемной силой тонких пузырьков и малой скоростью всплытия минерализованных пузырьков, снижающих удельную производительность электрофлотационного аппарата. Повышение производительности электрофлотационного аппарата особенно важно при флотационном выделении минералов, содержащих цветные и благородные металлы. Указанные минералы, обладающие высокой плотностью, в большей мере уменьшают скорость подъема флотационных комплексов «пузырек-минеральные частицы» во флотоконцентрат.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ флотационной сепарации тонкодисперсных минералов по патенту РФ №2254170, B03D 1/02, 1/24, опубл. в БИПМ №17, 2005 г., включающий насыщение минеральной суспензии пузырьками газа путем смешивания ее с предварительно приготовленной механическим диспергированием газоводной эмульсией, минерализацию пузырьков газа и отделение минерализованных пузырьков в виде флотоконцентрата. Минеральную суспензию смешивают с газоводной эмульсией, содержащей от 66 до 70% газа в виде пузырьков с размерами менее 50 мкм. Процесс минерализации пузырьков газа производят при одновременном перемешивании и движении суспензии в восходящих и нисходящих потоках.

К недостаткам указанного способа следует отнести невысокое извлечение полезного компонента в пенный продукт, обусловленное малой вероятностью закрепления извлекаемых тонких частиц полезного компонента на поверхности пузырька. Малая вероятность закрепления связана со значительным понижением поверхностного натяжения на границе «газ-вода». Механическое диспергирование газовой фазы связано с обратным процессом - коалесценцией, то есть слиянием мелких пузырьков и образованием крупных. Для смещения равновесия в сторону мелких пузырьков и фиксации их размера в диапазоне преимущественно меньше 50 мкм необходима подача в диспергируемый объем поверхностно-активных веществ (ПАВ). Без внесения ПАВ происходит коалесценция мелких пузырьков и получить тонкую газоводную эмульсию не представляется возможным. Применение ПАВ при высокой их концентрации позволяет достигнуть указанной цели и повысить вероятность встречи пузырьков и тонких частиц полезного компонента, получаемых при глубокой переработке руд. Но высокая концентрация ПАВ приводит к снижению поверхностного натяжения суспензии, что препятствует положительному эффекту от применения реагентов-собирателей и образованию флотационных комплексов «частица-пузырек». В результате положительный эффект от применения мелких пузырьков, полученных при механическом дроблении газовой фазы, пропадает, извлечение ценных минералов во флотоконцентрат практически не возрастает.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение эффективности флотационного обогащения руд, содержащих сульфидные минералы и золото, за счет снижения потерь ценных минералов в виде тонких частиц полезного компонента и повышение удельной производительности флотационной машины за счет увеличения скорости транспортировки минеральной нагрузки.

Сущность изобретения состоит в том, что способ флотационного обогащения руд, содержащих сульфидные минералы и золото, включающий измельчение руды, приготовление газоводной эмульсии, насыщение минеральной суспензии пузырьками газа путем смешивания ее с приготовленной газоводной эмульсией, минерализацию пузырьков газа и отделение минерализованных пузырьков в виде флотоконцентрата, отличается тем, что газоводную эмульсию «кислород-вода» готовят фотоэлектрохимическим методом, пропуская воду через анодную камеру проточного мембранного электролизера и подвергая воздействию ультрафиолетового излучения до продуцирования высокоактивного окислителя-озона, гидроксид-радикалов, перекиси водорода, а минеральную суспензию, содержащую измельченную руду, предварительно насыщают пузырьками водорода преимущественно с размером 50 мкм и менее, пропуская ее через катодную камеру проточного мембранного электролизера, после выхода из катодной камеры в суспензию вводят собиратель, затем смешивают суспензию с эмульсией «кислород-вода», образовавшуюся смесь направляют в камеру флотационной машины, где ее перемешивают и дополнительно насыщают пузырьками воздуха обычной флотационной крупности.

Способ отличается также тем, что часть полученной газоводной эмульсии «кислород-вода» направляют в процесс измельчения руды.

В заявляемом способе, в отличие от прототипа, газоводную эмульсию «кислород-вода» готовят фотоэлектрохимическим методом, пропуская воду через анодную камеру проточного мембранного электролизера и подвергая облучению ультрафиолетовым светом. При этом продуцируется высокоактивный окислитель-озон, гидроксид-радикалы и перекись водорода. Одновременно минеральную суспензию насыщают пузырьками водорода преимущественно размером 50 мкм и менее, пропуская ее через катодную камеру проточного мембранного электролизера. После прохождения катодной камеры в суспензию впрыскивается собиратель, чем обеспечивается формирование флотоактивных агрегатов: шламовые сульфидные минералы (и/или) тонкое золото-собиратель-пузырек водорода. Далее в суспензию вводится вода, содержащая окислители, таким образом, формируются дополнительные активные центры поверхностного слоя относительно крупных частиц сульфидных минералов и, соответственно, их поверхность интенсивней «захватывает» молекулы собирателя и сильнее сцепляется в последующем с пузырьками воздуха.

После смешивания минеральной суспензии с газоводной эмульсией «кислород-вода» образовавшуюся смесь направляют в камеру флотационной машины, где ее перемешивают и насыщают пузырьками воздуха обычной флотационной крупности.

Поверхность в частично окисленном состоянии является наиболее сорбционно активной по отношению к флотационным реагентам и, следовательно, подготовленной для образования флотационных комплексов. Селективное закрепление реагента-собирателя способствует повышению термодинамической вероятности образования флотационных комплексов с частицами сульфидов и золота. Высокая вероятность встречи тонких частиц с мелкими пузырьками и высокая подготовленность поверхности сульфидов, гидрофобизированная селективно закрепившимся флотационным реагентом, позволяют сформировать флотационные комплексы с тонкими частицами сульфидов и золота.

Подача воздуха в виде пузырьков флотационной крупности в насыщенную мелкими пузырьками водорода и кислорода минеральную суспензию позволяет сформировать при объединении мелких минерализованных и флотационной крупности пузырьков флотационные комплексы, обладающие достаточной подъемной силой и способные быстро вынести минеральную нагрузку полезного компонента на поверхность. В результате увеличивается скорость транспортировки минеральной нагрузки во флотоконцентрат, возрастает удельная производительность флотационной машины. В целом возрастает извлечение тонких частиц сульфидов и золота, соответственно снижаются потери ценных компонентов, повышается эффективность флотационного обогащения руд.

Подача в процесс измельчения газоводной эмульсии из анодной камеры приводит к частичному окислению поверхности минералов и позволяет ее активировать по отношению к флотационным реагентам и, следовательно, подготовить для образования флотационных комплексов.

Способ реализуют следующим образом. Предварительно готовят газоводную эмульсию «активный кислород-вода» путем пропускания воды через анодную камеру проточного мембранного электролизера. Пузырьки кислорода образуются на анодах в результате электролитического разложения воды, озон и другие окислители образуются при облучении полученной эмульсии ультрафиолетовыми лучами.

Одновременно насыщают минеральную суспензию, содержащую измельченную руду, в том числе сульфидные минералы и золото, пузырьками водорода преимущественно размером 50 мкм и менее. Насыщение осуществляют, пропуская минеральную суспензию через катодную камеру проточного мембранного электролизера. Указанного размера пузырьки водорода достигают изменением скорости пропускания минеральной суспензии через катодную камеру проточного мембранного электролизера путем гидроабразивного их срыва с поверхности электродов. При выходе из катодной камеры проточного мембранного электролизера впрыскивают собиратель, что обеспечивает закрепление мелких пузырьков водорода на поверхности наиболее тонких и гидрофобных частиц сульфидов и золота, т.е. формируют флотоактивные комплексы. Затем смешивают газоводную эмульсию «активный кислород-вода» с минеральной суспензией, насыщенной пузырьками водорода, и полученную смесь направляют в камеру флотационной машины, где ее перемешивают для предотвращения оседания минеральных частиц. При перемешивании смеси происходит процесс частичного окисления и селективной сорбции реагентов на менее гидрофобной поверхности сульфидов, минерализация пузырьков водорода и кислорода более крупными частицами полезного компонента. Флотацию осуществляют пропусканием через нее пузырьков воздуха обычной флотационной крупности 0,6÷1,2 мм. Пузырьки воздуха обычной флотационной крупности получают известными методами: пропусканием через перфорированные устройства или дроблением воздуха механическими устройствами. В результате коалесценции мелких минерализованных пузырьков кислорода и водорода и пузырьков обычной флотационной крупности получают флотационные комплексы, обладающие высокой скоростью всплытия, что повышает удельную производительность флотационной машины. Высокая вероятность образования флотационных комплексов из тонких гидрофобизированных частиц сульфидов и золота, высокая скорость их транспортировки во флотационный концентрат повышают эффективность обогащения полезного компонента. Отделение минерализованных полезным компонентом пузырьков осуществляется путем их всплытия на поверхность. Образовавшаяся на поверхности пена является флотоконцентратом. Оставшуюся в объеме измельченную руду отводят на дополнительную переработку или в хвостохранилище.

Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых методом флотации, и может быть использовано при глубокой переработке рудного и нерудного минерального сырья. Способ включает измельчение руды, приготовление газоводной эмульсии, насыщение минеральной суспензии пузырьками газа путем смешивания ее с предварительно приготовленной газоводной эмульсией, минерализацию пузырьков газа и отделение минерализованных пузырьков в виде флотоконцентрата. Газоводную эмульсию «кислород-вода» готовят фотоэлектрохимическим методом, пропуская воду через анодную камеру проточного мембранного электролизера и подвергая воздействию ультрафиолетового излучения до продуцирования высокоактивного окислителя озона, гидрооксид-радикалов, перекиси водорода. Минеральную суспензию, содержащую измельченную руду, предварительно насыщают пузырьками водорода преимущественно размером 50 мкм и менее, пропуская ее через катодную камеру проточного мембранного электролизера, после выхода из катодной камеры в суспензию вводят собиратель, затем смешивают суспензию с эмульсией «кислород-вода», образовавшуюся смесь направляют в камеру флотационной машины, где ее перемешивают и дополнительно насыщают пузырьками воздуха обычной флотационной крупности. Технический результат - повышение эффективности флотационного обогащения руд. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ флотационного обогащения руд, содержащих сульфидные минералы и золото, включающий измельчение руды, приготовление газоводной эмульсии, насыщение минеральной суспензии пузырьками газа путем смешивания ее с предварительно приготовленной газоводной эмульсией, минерализацию пузырьков газа и отделение минерализованных пузырьков в виде флотоконцентрата, отличающийся тем, что газоводную эмульсию «кислород-вода» готовят фотоэлектрохимическим методом, пропуская воду через анодную камеру проточного мембранного электролизера и подвергая воздействию ультрафиолетового излучения до продуцирования высокоактивного окислителя озона, гидрооксид-радикалов, перекиси водорода, а минеральную суспензию, содержащую измельченную руду, предварительно насыщают пузырьками водорода, преимущественно размером 50 мкм и менее, пропуская ее через катодную камеру проточного мембранного электролизера, после выхода из катодной камеры в суспензию вводят собиратель, затем смешивают суспензию с эмульсией «кислород-вода», образовавшуюся смесь направляют в камеру флотационной машины, где ее перемешивают и дополнительно насыщают пузырьками воздуха обычной флотационной крупности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть полученной газоводной эмульсии «кислород-вода» направляют в процесс измельчения руды.