СПОСОБ ФЛОТАЦИИ СУЛЬФИДНЫХ РУД, СОДЕРЖАЩИХ БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ Российский патент 2013 года по МПК B03D1/02 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению благородных металлов и сульфидных минералов с ассоциированными благородными металлами из измельченного сырья, и может быть использовано при флотационном обогащении золотосодержащих сульфидных руд и продуктов обогащения, содержащих благородные металлы.

Известны способы флотации с применением в качестве собирателей ксантогенатов и сочетания ксантогената с аэрофлотом [1] Недостатком указанного способа является невысокое извлечение ценного компонента в концентрат, низкий индекс селективности, высокий расход флотореагентов, высокие потери металла с отвальными хвостами.

Известны способы извлечения благородных металлов (золота и палладия) из растворов сорбцией с использованием в качестве сорбента гетероциклического соединения дитиазинанового ряда 1,2-бис(пергидро-1,3,5-дитиазин-5-ил)этан. Использование сорбента позволяет повысить степень извлечения благородных металлов, снизить удельный расход сорбента на единицу извлекаемого металла и энергоемкость процесса [2].

Известен способ извлечения драгоценных металлов из отработанных катализаторов, включающий растворение драгметаллов кислотно-окислительной смесью, сорбцию драгметаллов из раствора и выделение их из сорбента-концентрата озолением, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют 1-окси-2-(пергидро-1,3-5-дитиазин)-5-ил-этан [3].

В перечисленных способах драгметаллы в растворенном кислотно-окислительной смесью состоянии извлекаются твердыми сорбентами, веществами, относящимися к классу гетероциклических соединений дитиазинанового ряда.

Наиболее близким по технической сущности, по совокупности признаков и достигаемому результату является способ флотации сульфидных золотосодержащих руд путем кондиционирования пульпы с бутиловым ксантогенатом, бутиловым аэрофлотом и вспенивателем [4].

Недостатком указанного способа является невысокое извлечение ценного компонента в концентрат, низкий индекс селективности, высокий расход флотореагентов, высокие потери металла с отвальными хвостами.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в разработке эффективного способа выделения благородных металлов из руд и продуктов обогащения, например, золота и золотосодержащих сульфидов во флотационный концентрат.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного способа, состоит в обеспечении селективного выделения ценных компонентов в концентрат при одновременном сокращении безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами в присутствии сульфгидрильного собирателя, комплексообразующего реагента селективного к благородным металлам и вспенивателя.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ флотации золотосодержащей руды, включающий кондиционирование измельченной пульпы с сульфгидрильным собирателем, введение комплексообразующего реагента селективного к благородным металлам и вспенивателя и выделение ценных компонентов в пенный продукт флотации, причем в качестве комплексообразующего реагента используют гетероциклическое соединение дитиазинанового ряда пергидро-1,3,5-дитиазин-5-ил-метан (МТХ).

В предпочтительном варианте реализации используют соотношение сульфгидрильного собирателя, бутилового ксантогената и пергидро-1,3,5-дитиазин-5-ил-метана (МТХ), составляющее 2:0,5 до 0,5:1,5.

При реализации способа могут быть использованы:

- (сульфгидрильный) собиратель, ксантогенат калия (БКс), соответствующий (ГОСТ 7927-75) либо другие алкилксантогенаты или диалкилдитиофосфаты и др.

- пергидро-1,3,5-дитиазин-5-ил-метан (МТХ), полученный на основе сероводорода, реакцией мультикомпонентной конденсации с промышленно доступными первичными аминами в присутствии формальдегида по известной методике, например Патент Франции №1341792, кл. A01N, С07С, C07D, опубл. 1963 г. - вспениватели: Метилизобутилкарбинол (МИБК) ТУ 6-02-891-78, Диметилфталат (Д-3) ГОСТ 8728-77 или Сосновое масло ГОСТ6792-74.

Эффективность действия МТХ основана на его способности образовывать прочное комплексное соединение с Au на поверхности золотосодержащих частиц, обеспечивая эффективное выделение золота и золотосодержащих минералов.

Для осуществления флотационного выделения золотосодержащих минералов в лабораторных условиях была использована лабораторная механическая флотомашина, в промышленных условиях может быть использована флотомашина любого типа.

Для подтверждения эффективности разработанного способа было проведено сравнение его со способом, выбранным в качестве ближайшего аналога.

Эксперименты проводили на выше указанном лабораторном оборудовании, на пиритсодержащих хвостах Гайской обогатительной фабрики, искусственно обогащенных золотосодержащим пиритом (В.А. Чантурия, Т.А. Иванова, Е.В. Копорулина). Методика оценки эффективности взаимодействия флотационных реагентов с золотосодержащим пиритом // Цветные Металлы №8, стр.16-19.), и на хвостах цикла гравитации золотосодержащей руды месторождения Магистральное (Красноярский край). Содержание золота в Гайских хвостах около 0,8 г/т минерала. Содержание золота в хвостах гравитации месторождения Магистральное около 4-5 г/т, содержание железа 2,5-3,0%. Пустая порода на 30% представлена кварцем и на 52% полевыми шпатами.

Необходимую для опытов крупность получали истиранием минералов в фарфоровой мельнице и рассеиванием на классы на ситах. Положительное влияние данного реагента на процесс флотации показано на нижеследующих примерах.

Пример 1 по способу-прототипу (опыт 1 в таблице 1)

Навеску пирита весом 1 грамм с искусственно нанесенным золотом, крупностью

(-0,1+0,063 мм), помещали во флотокамеру объемом камеры 20 мл, вводили собиратель БКс (100 г/т) и кондиционировали 1 мин, вводили вспениватель МИБК, перемешивали 1 мин, затем флотировали в течение 3 минут.

Пример 2 (опыт 2 в таблице 1)

Навеску пирита весом 1 грамм с искусственно нанесенным золотом, крупностью

(-0,1+0,063 мм), помещали во флотокамеру объемом камеры 20 мл, вводили реагент МТХ (100 г/т) и кондиционировали 1 мин, подавали вспениватель МИБК, перемешивали 1 мин, затем флотировали в течение 3 минут.

Пример 3 по разработанному способу (опыт 3, 4, 5 в таблице 1)

Навеску пирита с искусственно нанесенным золотом, крупностью (-0,1+0,063 мм), помещали во флотокамеру объемом камеры 20 мл, вводили собиратель БКс, вводили реагент МТХ, подавали вспениватель МИБК, перемешивали по 1 мин с каждым реагентом, затем флотировали в течение 3 минут.

Таблица 1 Результаты флотации пирита, искусственно обогащенного золотом по способу-прототипу (опыт 1) и по предлагаемому способу (опыты 2-5) № опыта Сочетания реагентов Расход реагентов г/т Извлечение пирита, % 1 БКс 100 75,0 2 МТХ 100 50,3 3 БКс+МТХ БКс 75 + МТХ 25 84,6 4 БКс+МТХ БКс 65 + МТХ 35 91,5 5 БКс+МТХ БКс 50 + МТХ 50 82,6

Анализ данных таблицы 1 показывает, что условия опытов 3 и 4 являются наилучшими. Сочетание реагента МТХ с ксантогенатом (опыты 3 и 4) позволяет повысить выход золотосодержащего пирита в пенный продукт флотации на 10-15%. При полной замене ксантогената на МТХ выход ниже, чем с ксантогенатом на 15%.

Пример 4 по способу-прототипу (опыт 1 в таблице 2)

Опыт на хвостах, искусственно обогащенных золотом. К пробе отвальных хвостов Гайской обогатительной фабрики крупностью (80% класса -0,071 мм) добавляли золотосодержащий пирит крупностью (-0,1+0,063 мм) при соотношении 20:1. После тщательного перемешивания и усреднения (квартования) пробы содержание золота в пробе составило 83 г/т.Навески весом 20 граммов помещали во флотокамеру объемом 100 мл при Т:Ж 1:4, с помощью СаО создавали рН=5,5, вводили собиратель БКс (60 г/т) и кондиционировали 7 мин, вводили вспениватель МИБК (150 г/т), перемешивали 1 мин, затем флотировали в течение 5 минут.

Пример 5 по разработанному способу (опыты 2-4 в таблице 2)

К пробе отвальных хвостов Гайской обогатительной фабрики крупностью (80% класса -0,071 мм) добавляли золотосодержащий пирит крупностью (-0,1+0,063 мм) при соотношении 20:1. После тщательного перемешивания и усреднения пробы (квартования) среднее содержание золота в пробе составило 83 г/т. Навески весом 20 граммов помещали во флотокамеру объемом 100 мл при Т:Ж 1:4, с помощью СаО создавали рН=5,5, вводили собиратель БКс, реагент МТХ (60 г/т), кондиционировали 7 мин, вводили вспениватель МИБК (150 г/т), перемешивали 1 мин, затем флотировали в течение 5 минут.

Таблица 2 Результаты флотации отвальных пиритсодержащих хвостов, искусственно обогащенных золотом по способу-прототипу (опыт 1) и по предлагаемому способу (опыты 2-4) № опыта Продукт Выход, % Содержание Au, г\т Извлечение Au, % Условия флотации 1 Концентрат 31,4 170,74 61,84 БКс - 60 г/т, Хвосты 68,6 48,22 38,16 2 Концентрат 22,99 181,45 53,79 БКс - 20 г/т, МТХ - 40 г/т, Хвосты 77,01 46,52 46,21 3 Концентрат 29,63 195,86 63,27 БКс - 40 г/т, МТХ-20 г/т Хвосты 70,37 47,64 36,73 4 Концентрат 25,88 186,22 54,66 БКс - 30 г/т, МТХ - 50 г/т Хвосты 74,12 53,93 45,34

Анализ данных данных таблицы показывает, что наилучшими условиями флотации по предлагаемому способу являются условия опыта 3. Использование сочетания реагента МТХ с ксантогенатом (опыты 2, 3 и 4) позволяет повысить содержание золота в концентрате на 11-15% и повысить извлечение золота в концентрат на 1,6% (опыт 3).

Пример 6 - по способу-прототипу (опыт 1 в таблице 3)

Пробу хвостов гравитации весом 300 грамм измельчали в шаровой мельнице до крупности 80% класса -0,071 мм. Полученную пульпу переводили во флотационную камеру объемом 1 дм³, добавляли собиратель - бутиловый ксантогенат 60 г/т. Кондиционировали пульпу с собирателем 2 мин, подавали вспениватель - диметилфталат (Д-3) 75 г/т и проводили операцию основной флотации в течение 6 минут. После проведения основной флотации в камеру добавляли 25 г/т бутилового ксантогената, 25 г/т вспенивателя Д-3, перемешивали 1 мин, затем осуществляли контрольную флотацию в течение 5 минут.

Пример 7 - по разработанному способу (опыты 2-4 в таблице 3)

Пробу хвостов гравитации весом 300 граммов измельчали в шаровой мельнице до крупности 80% класса -0,071 мм. Полученную пульпу переводили во флотационную камеру объемом 1 дм³, добавляли комплексообразующий реагент: в опыте 2 - реагент МТХ 15 г/т и бутиловый ксантогенат 45 г/т; в опыте 3 - реагент МТХ 30 г/т и бутиловый ксантогенат 30 г/т; в опыте 4 - реагент МТХ 60 г/т. Затем вводили вспениватель - Д-3 75 г/т и проводили операцию основной флотации в течение 6 минут. После проведения основной флотации в камеру добавляли 25 г/т бутилового ксантогената, 25 г/т вспенивателя Д-3, перемешивали 1 мин и проводили контрольную флотацию в течение 5 минут.

Анализ данных таблицы 3 показывает, что условия опытов 2 и 3 являются наилучшими. Сочетание реагента МТХ с ксантогенатом (опыты 2 и 3) позволяет получать высокое качество концентрата по золоту, повысить извлечение золота в концентрат основной флотации и существенно снизить потери золота с хвостами флотации. При полной замене ксантогената на МТХ в операции основной флотации (опыт 4) получен концентрат с содержанием золота 61,68 г/т, вместо 31,32 г/т в опыте с ксантогенатом (опыт 1). Однако извлечение золота с реагентом МТХ на 2% ниже, чем с ксантогенатом.

Приведенные в таблице результаты свидетельствуют о высокой селективности реагента МТХ по отношению к золоту. Разработанный способ позволяет обеспечить селективное выделение ценных компонентов в концентрат при одновременном сокращении безвозвратных потерь ценных компонентов с хвостами относительно способа-прототипа.

Таблица 3 Результаты флотации хвостов гравитации руды месторождения Магистральное по способу-прототипу (опыт 1) и по предлагаемому способу (опыты 2-4) 1     Выход, Содержание Au, Извлечение Au,   Собиратель Продукт % г/т %   Ксантогенат 60 г/т Концентрат основной           флотации 12,22 31,32 91,12   Ксантогенат 25 г/т Концентрат контрольной           флотации 3,87 2,28 2,10     Хвосты 83,91 0,34 6,78     Исходное питание 100,00 4,20 100,00             2 МТХ 15 г/т + Концентрат основной           флотации 11,53 35,67 94,61   Ксантогенат           45 г/т Концентрат         Ксантогенат контрольной         25 г/т             флотации 2,62 3,04 1,83     Хвосты 85,85 0,18 3,55     Исходное питание 100,00 4,35 100,00             3 МТХ 30 г/т + Концентрат осн. флотации 11,42 34,70 94,48   Ксантогенат 30 г/т           Ксантогенат Концентрат контр.         25 г/т флотации 3,40 2,55 2,07     Хвосты 85,18 0,17 3,45     Исходное питание 100,00 4,19 100,00             4   Концентрат         МТХ 60 г/т основной           флотации 6,49 61,68 89,28   Ксантогенат 25 г/т Концентрат контрольной           флотации 1,98 8,54 3,78     Хвосты 91,53 0,34 6,94     Исходное питание 100,00 4,48 100,00

Разработанный способ позволяет обеспечить более высокие по сравнению с прототипом технологические показатели флотации

Источники информации

1. Извлечение драгоценных металлов из отвальных хвостов обогатительных фабрик. Енбаев И.А. и др. Металлург, технол. при переработке руд и концентратов цветных металлов. ГОСНИИ Цвет Мет, М., 1993. - С.104-105).

2. Способ извлечения золота и палладия из растворов. Алеев Р.С.; Дальнова Ю.С.; Аксененко Р.И.; Гермашева Н.И.; Есипенко А.И.; Полоумов А.В.; Борисова В.В.; Недорубко А.Г. RU, патент 2102508 С1(51) 6С22В 11/00, С22В 3/24, 1998.

3. Способ извлечения драгоценных металлов из отработанных катализаторов. Алеев Р.С., Джемилев У.М., Дальнова Ю.С., Борисова В.В., Полоумов А.В., Есипенко А.И., Андрианов В.М. и Калимуллин А.А. RU, патент №2116362, С22В 3/24, 11/00, B01J 23/96, 1998.

4. Л.Я. Шубов, С.И. Иванков, Н.К. Щеглова. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья: Справочник: В кн. / Под ред. Л.В. Кондратьевой. М.: Недра, 1990. - Кн. 2. (Прототип).

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению благородных металлов и сульфидных минералов с ассоциированными благородными металлами из измельченного сырья, и может быть использовано при флотационном обогащении золотосодержащих сульфидных руд и продуктов обогащения, содержащих благородные металлы. Способ флотации сульфидных руд, содержащих благородные металлы, включает кондиционирование измельченной пульпы в присутствии основного собирателя и комплексообразующего реагента, селективного к благородным металлам, введение вспенивателя и выделение благородных металлов в пенный продукт флотации. В качестве комплексообразующего реагента, селективного к благородным металлам, используют пергидро-1,3,5-дитиазин-5-ил-метан, способный к образованию прочного соединения с благородными металлами. Соотношение сульфгидрильного собирателя и комплексообразующего реагента, селективного к благородным металлам, составляет от 2:0,5 до 0,5:1,5. Технический результат - повышение эффективности выделения благородных металлов из руд и продуктов обогащения. 3 табл., 7 пр.

Способ флотации сульфидных руд, содержащих благородные металлы, включающий кондиционирование измельченной пульпы в присутствии основного собирателя и комплексообразующего реагента селективного к благородным металлам, введение вспенивателя и выделение благородных металлов в пенный продукт флотации, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующего реагента селективного к благородным металлам используют пергидро-1,3,5-дитиазин-5-ил-метан, способный к образованию прочного соединения с благородными металлами, при этом соотношение сульфгидрильного собирателя и комплексообразующего реагента селективного к благородным металлам составляет от 2:0,5 до 0,5:1,5.