СПОСОБ ФЛОТАЦИИ МЕДНО-ЦИНКОВО-ПИРИТНОЙ РУДЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК B03B1/02 

Изобретение относится к области флотационного обогащения сульфидных руд с промышленным содержанием ценных компонентов, таких как медь, цинк и благородные металлы.

Известны способы обогащения руд, в которых медно-цинково-пиритную руду измельчают в высокощелочной среде, классифицируют по определенному классу крупности, измельченную пульпу кондиционируют с реагентами-модификаторами, с собирателем и пенообразователем, проводят коллективную медно-цинковую флотацию с последующей селекцией коллективного концентрата /Теория и технология флотации руд. Под общей ред. О.С.Богданова, М.: Недра, 1980, с.315/.

Селективную схему флотации медно-цинково-пиритных руд применяют при соотношении в руде цинк: медь более 1 (массовая доля цинка превышает массовую долю меди), а также при отсутствии вторичных сульфидов меди и генераций сфалерита, обладающих разной степенью флотационной активности. Медно-цинково-пиритную руду измельчают в высокощелочной среде с применением реагентов подавителей сфалерита, классифицируют по определенному классу крупности, измельченную пульпу кондиционируют с реагентами-модификаторами, с собирателем и пенообразователем, проводят медную флотацию; активируют сфалерит медным купоросом, создают известью высокощелочную среду, подают собиратель, пенообразователь, после чего флотируют сфалерит /Митрофанов С.И. Селективная флотация. М.: Недра, 1967, 334 с./

Однако из практики флотации известно, что применение сульфгидрильных собирателей группы ксантогенатов не обеспечивает достаточной селективности по отношению к пириту, что способствует повышению флотируемости пирита, снижению качества концентратов цветных металлов. Это объясняется низким произведением растворимости образуемых ксантогенатов тяжелых металлов и достаточно высокой окисляемостью ксантогенатов, приводящей к образованию дисульфидов. Присутствие на поверхности пирита двух форм сорбции ксантогената (ксантогенат-ионов и диксантогенида) обеспечивает во всех циклах флотации высокую флотируемость пирита. Известный способ подавления пирита - высокая щелочная среда, создаваемая известковым молоком, приводит к подавлению халькопирита и других сульфидов меди, не обеспечивая требуемых технологических показателей /Бочаров В.А., Игнаткина В.А. Технология обогащения полезных ископаемых, том 1, М.: Руда и металлы, 2007, с.156-197/.

Применение изопропилового или изобутилового дитиофосфатов для цикла коллективной медно-цинковой флотации, либо при селективной схеме флотации, также не обеспечивает высоких технологических показателей по извлечению меди и цинка в коллективный, либо селективные концентраты, приводит к потерям минералов меди и цинка с отвальными хвостами.

Дитиофосфаты обладают меньшей собирательной способностью, по сравнению с ксантогенатами, значительно слабее флотируют дисульфиды железа. Дитиофосфаты являются наиболее трудноокисляемыми сульфгидрильными собирателями. Слабые собирательные свойства не позволяют самостоятельно применять дитиофосфаты с достижением высоких технологических показателей при приемлемых расходах, поэтому их применяют в сочетании с ксантогенатами. Кроме того, повышенные расходы дитиофосфатов могут приводить к образованию обильной трудноразрушаемой пены.

Тионокарбаматы относятся к наиболее слабым сульфгидрильным собирателям, но обладают высоким сродством к поверхности сульфидных минералов меди и свинца. Наиболее часто их применяют в сочетании с бутиловым ксантогенатом, причем эффективная доля тионокарбамата зависит от кислотно-основных свойств, которые в свою очередь зависят от типа заместителя /Конев В.А. Флотация сульфидов. М.: Недра, 1985, 317 с./. Однако сочетание тионокарбаматов с бутиловым ксантогенатом не обеспечивает достаточной селективности по отношению к пириту.

Наиболее близким по технической сущности является способ коллективной флотации медно-цинково-пиритной руды в два приема, включающий измельчение в известковой среде, кондиционирование с собирателем - бутиловым ксантогенатом и пенообразователем, коллективную флотацию минералов меди и природно активированного сфалерита, а затем с добавками медного купороса флотируют сфалерит, обладающий слабой природной активностью; концентрат цинковой флотации может направляться прямо в основную цинковую флотацию цикла разделения коллективного концентрата. Селекция коллективного концентрата включает: десорбцию собирателя сернистым натрием и активированным углем, депрессию минералов цинка цинковым купоросом, кондиционирование с бутиловым ксантогенатом и пенообразователем и медно-пиритную флотацию с получением медного концентрата и цинкового концентрата камерным продуктом /Абрамов А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. М.: Изд. МГГУ, т.I. 2001, 469 с.; т.II, 2004, с.115/.

Недостатком данного способа является то, что бутиловый ксантогенат обеспечивает устойчивое неселективное извлечение всех сульфидных минералов при худшем качестве концентратов в сравнении с предлагаемым способом - применением композиции изобутилового дитиофосфата, изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и бутилового ксантогената в оптимальном соотношении в коллективном цикле и в цинковой флотации. При применении бутилового ксантогената отсутствует возможность селективного выделения цинка в высококачественный цинковый концентрат в рудном цикле после коллективной флотации.

Целью заявленного изобретения является снижение флотируемости пирита и других сульфидов железа, селективное концентрирование сульфидов меди в первом коллективном медно-цинковом концентрате и последующее извлечение цинка в цинковый концентрат в рудном цикле, при снижении объемов циркулирующей флотационной пульпы и уменьшении потерь цинка с отвальными хвостами.

Поставленная цель достигается применением композиции изобутилового дитиофосфата, изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1 в качестве собирателя в коллективной медно-цинковой и цинковой флотациях.

Сущность заявленного изобретения по одному из вариантов способа заключается в следующем: сульфидную медно-цинково-пиритную руду измельчают в известковой среде при рН 8,5-9,5 с добавлением в мельницу сернистого натрия, классифицируют по готовому классу 74 мкм; измельченную пульпу с крупностью частиц 80-85% класса минус 74 мкм кондиционируют последовательно с композицией собирателей, подаваемых в следующей очередности и соотношении: изобутиловый дитиофосфат (3 части), изопропил-О-метил-N-тионокарбамат (4,5 части) и бутиловый ксантогенат (1 часть), флотируют в коллективный концентрат сульфидные минералы меди, природно активированный сфалерит; затем хвосты коллективной флотации кондиционируют с медным купоросом, известью, с сочетанием собирателей изобутилового дитиофосфата, изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и бутилового ксантогената в оптимальном соотношении 3:4,5:1 и пенообразователем и проводят селективную флотацию с выделением сфалерита в цинковый концентрат и получением отвальных пиритсодержащих хвостов.

В изобретении достигается следующий технологический результат: низкая флотируемость пирита во всех технологических операциях; высокое и селективное излечение сульфидов меди и цинка в товарные концентраты; выделение значительной части цинкового концентрата (более 70% от общей массы) сразу в рудной флотации после проведения коллективной медно-цинковой флотации, что снижает объем технологических операций по разделению коллективного медно-цинкового концентрата, уменьшает пульповую нагрузку на эти операции, что в конечном итоге позволяет сократить общий флотационный фронт и снизить потери цинка в циркуляции за счет использования селективных композиций и сочетаний собирателей в определенной очередности введения и соотношении, а также переноса точки подачи медного купороса в цинковой флотации.

Существенным отличием заявленного изобретения и его преимуществом в сравнении с прототипом и известными техническими решениями является то, что в предложенном способе применяют в определенной очередности композицию селективных слабых собирателей (изобутилового дитиофосфата и изопропил-О-метил-N-тионокарбамата) и сильного собирателя (бутилового ксантогената) в соотношении 3:4,5:1, что позволяет селективно сфлотировать первичные, вторичные сульфиды меди и природно активированный сфалерит в первой коллективной флотации; подача медного купороса только перед цинковой флотацией, создание высокощелочной известковой среды и применение сочетания слабых селективных собирателей изобутилового дитиофосфата и изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и сильного собирателя - бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1 позволяет селективно сфлотировать сфалерит в готовый цинковый концентрат.

По другому из вариантов способа, для повышения качества чернового цинкового концентрата при селективной флотации из хвостов коллективной флотации применяют сочетание только слабых собирателей: изобутиловый дитиофосфат (1 часть), изопропил-О-метил-N-тионокарбамат (1,5 части). Коллективную медно-цинковую флотацию проводят по вышеизложенному способу с применением сочетания слабых и сильного собирателя в соотношении 3:4,5:1, затем полученные после коллективной медно-цинковой флотации хвосты, кондиционируют с медным купоросом, для активации сфалерита, известью, для создания высокощелочной среды для подавления пирита, композицией собирателей, подаваемых в следующей очередности и соотношении: изобутиловый дитиофосфат (1 часть), изопропил-О-метил-N-тионокарбамат (1,5 части) и пенообразователем; затем проводили селективную флотацию, с выделением сфалерита в цинковый концентрат и получением отвальных пиритсодержащих хвостов.

Конкретная реализация способов приведена на следующих примерах.

Пример по способу 1

Исследования проведены в лабораторных условиях на колчеданной медно-цинково-пиритной руде.

Руду измельчают в известковой среде в течение 10 минут при рН 8,5-9,5 с добавлением в мельницу сернистого натрия 50 г/т для связывания катионов меди, образующихся при окислении вторичных сульфидов, пульпу классифицируют по готовому классу 74 мкм. Измельченную пульпу с крупностью частиц 80-85% класса минус 74 мкм кондиционируют последовательно с композицией собирателей, подаваемых в следующей очередности и соотношении: изобутиловый дитиофосфат (3 части), изопропил-O-метил-N-тионокарбамат (4,5 части) и бутиловый ксантогенат (1 часть) и пенообразователем, проводят коллективную медно-цинковую флотацию, с получением коллективного концентрата, содержащего сульфидные минералы меди и природно активированный сфалерит; затем полученные после коллективной медно-цинковой флотации хвосты кондиционируют с медным купоросом, для активации сфалерита, известью, для создания высокощелочной среды для подавления пирита, композицией собирателей, подаваемых в следующей очередности и соотношении: изобутиловый дитиофосфат (3 части), изопропил-О-метил-N-тионокарбамат (4,5 части), бутиловый ксантогенат (1 часть) и пенообразователем; затем проводили селективную флотацию, с выделением сфалерита в цинковый концентрат и получением отвальных пиритсодержащих хвостов.

Пример по способу 2

Исследования проведены в лабораторных условиях на колчеданной медно-цинково-пиритной руде.

Руду измельчают в известковой среде в течение 10 минут при рН 8,5-9,5 с добавлением в мельницу сернистого натрия 50 г/т для связывания катионов меди, образующихся при окислении вторичных сульфидов, пульпу классифицируют по готовому классу 74 мкм. Измельченную пульпу с крупностью частиц 80-85% класса минус 74 мкм кондиционируют последовательно с композицией собирателей, подаваемых в следующей очередности и соотношении: изобутиловый дитиофосфат (3 части), изопропил-О-метил-N-тионокарбамат (4,5 части) и бутиловый ксантогенат (1 часть) и пенообразователем, проводят коллективную медно-цинковую флотацию, с получением коллективного концентрата, содержащего сульфидные минералы меди и природно активированный сфалерит; затем полученные после коллективной медно-цинковой флотации хвосты кондиционируют с медным купоросом, для активации сфалерита, известью, для создания высокощелочной среды для подавления пирита, композицией собирателей, подаваемых в следующей очередности и соотношении: изобутиловый дитиофосфат (1 часть), изопропил-О-метил-N-тионокарбамат (1,5 части) и пенообразователем; затем проводили селективную флотацию, с выделением сфалерита в цинковый концентрат и получением отвальных пиритсодержащих хвостов.

Результаты флотации медно-цинково-пиритной руды по способу-прототипу и предлагаемым способам.

Таблица Результаты коллективно-селективной флотации медно-цинково-пиритной руды без селекции коллективного концентрата   Продукт Выход, % Массовая доля, % Извлечение, % Собиратель, соотношение, суммарный расход, г/т Сu Zn Сu Zn Медный купорос дозировали в цинковую флотацию 1 прототип Колл. к-т 24 4,90 4,43 85,2 28,0 Бут. кх - 120 г/т Цинковый к-т 12,3 1,00 17,00 8,9 55,0 Хв.отв. 63,7 0,13 1,01 5,9 17,0 Руда 100 1,38 3,80 100,0 100,0 1 способ Колл. к-т 12,8 9,35 9,12 88,0 31,0 композиция изобутилового дитиофосфата, изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1 в коллективной и цинковой флотациях 120 г/т (суммарно) Цинковый к-т 9,5 0,90 22,10 6,3 55,8 Хв. отв. 77,7 0,10 0,63 5,7 13,1 Руда 100 1,36 3,76 100,0 100,0 2 способ Колл. к-т 13,5 9,60 9,26 88,8 32,1 композиция изобутилового дитиофосфата, изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1 в коллективной флотации и сочетание изобутилового дитиофосфата и изопропил-О-метил-N-тионокарбамата в соотношении 1:1,5 в цинковой флотации 120 г/т (суммарно) Цинковый к-т 8,5 1,00 34,72 5,8 65,8 Хв. отв. 78,0 0,10 0,11 5,4 2,1 Руда 100,0 1,46 3,90 100,0 100,0

Изобретение относится к области флотационного обогащения сульфидных руд с промышленным содержанием ценных компонентов, таких как медь, цинк и благородные металлы. Способ флотации медно-цинково-пиритной руды включает измельчение в щелочной среде, кондиционирование с реагентами - собирателями и пенообразователем, коллективную медно-цинковую флотацию, с получением коллективного концентрата, содержащего минералы меди и природно активированный сфалерит, и хвостов. В качестве собирателя применяют подаваемую в следующей последовательности композицию селективных слабых собирателей -изобутилового дитиофосфата и изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и сильного собирателя - бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1; при этом хвосты коллективной медно-цинковой флотации кондиционируют с медным купоросом, для активации сфалерита, известью и собирателем, в качестве которого применяют композицию селективных слабых собирателей - изобутилового дитиофосфата и изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и сильного собирателя - бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1, и проводят селективную флотацию, с выделением сфалерита в цинковый концентрат и получением отвальных пиритсодержащих хвостов. По другому варианту осуществления способа хвосты коллективной медно-цинковой флотации кондиционируют с медным купоросом, для активации сфалерита, известью и собирателем, в качестве которого применяют композицию селективных слабых собирателей - изобутилового дитиофосфата и изопропил-О-метил-N-тионокарбамата в соотношении 1:1,5, и проводят селективную флотацию, с выделением сфалерита в цинковый концентрат и получением отвальных пиритсодержащих хвостов. Технический результат - повышение эффективности флотации. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ флотации медно-цинково-пиритной руды, включающий измельчение в щелочной среде, кондиционирование с реагентами - собирателями и пенообразователем, коллективную медно-цинковую флотацию с получением коллективного концентрата, содержащего минералы меди и природно-активированный сфалерит, и хвостов, отличающийся тем, что в качестве собирателя применяют подаваемую в следующей последовательности композицию селективных слабых собирателей изобутиловый дитиофосфат и изопропил-О-метил-N-тионокарбамат и сильного собирателя - бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1; при этом хвосты коллективной медно-цинковой флотации кондиционируют с медным купоросом для активации сфалерита, известью и собирателем, в качестве которого применяют композицию селективных слабых собирателей - изобутилового дитиофосфата и изопропил-O-метил-N-тионокарбамата и сильного собирателя - бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1 и проводят селективную флотацию, с выделением сфалерита в цинковый концентрат и получением отвальных пиритсодержащих хвостов.

2. Способ флотации медно-цинково-пиритной руды, включающий измельчение в щелочной среде, кондиционирование с реагентами - собирателями и пенообразователем, коллективную медно-цинковую флотацию с получением коллективного концентрата, содержащего минералы меди и природно-активированный сфалерит, и хвостов, отличающийся тем, что в качестве собирателя применяют подаваемую в следующей последовательности композицию селективных слабых собирателей изобутиловый дитиофосфат и изопропил-О-метил-N-тионокарбамат и сильного собирателя - бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1; при этом хвосты коллективной медно-цинковой флотации кондиционируют с медным купоросом для активации сфалерита, известью и собирателем, в качестве которого применяют композицию селективных слабых собирателей - изобутилового дитиофосфата и изопропил-О-метил-N-тионокарбамата в соотношении 1:1,5 и проводят селективную флотацию, с выделением сфалерита в цинковый концентрат и получением отвальных пиритсодержащих хвостов.