СПОСОБ ФЛОТАЦИИ ФЛЮОРИТОВЫХ РУД Российский патент 2015 года по МПК B03D1/02 B03D103/04 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях горнодобывающей промышленности при переработке флюоритовых руд или других неметаллических полезных ископаемых.

В практике обогащения флюоритовые руды, как правило, перерабатываются флотацией в щелочной среде с применением в качестве собирателей жирных кислот и депрессоров минералов вмещающих пород - жидкого стекла, кислого жидкого стекла, бифторида аммония или различных их сложных сочетаний. Особенностью флотации с жирными кислотами является обязательный подогрев пульпы до 20-35°С, а в некоторых случаях и до 80-85°С с применением пропарки концентратов.

Технология флотации значительно усложняется при обогащении сложных по составу карбонатно-флюоритовых руд, особенно при уменьшении карбонатного модуля (т.е. соотношения содержания CaF₂ к СаСО₃). С уменьшением карбонатного модуля до 2 резко падает извлечение CaF₂ в концентрат (с 83-88% до 69%), а содержание CaF₂ в концентрате редко превышает 92%. При модуле менее 1 карбонатно-флюоритовые руды считаются необогатимыми.

Известен способ флотации флюоритовых руд, включающий измельчение руды и флотацию в щелочной среде при температуре пульпы 22-24°С с использованием в качестве реагентов кальцинированной соды, олеиновой кислоты и жидкого стекла. Схема рекомендована для обогащения флюоритовых руд семилетнего месторождения, содержит 11 операций и громоздкую поточную линию. Рекомендовано получение флюоритового концентрата марки ФФ-85 и некондиционного флюоритового промпродукта с содержанием CaF₂ 46% (см. Фатьянов А.В., Никитина Л.Г., Глотова Е.В. Технология обогащения флюоритовых руд. - Новосибирск: Наука, 2006. С. 165).

Основным недостатком способа является выпуск некондиционной продукции и невозможность дальнейшего повышения качества концентрата. Известен способ флотации карбонатно-флюоритовых руд с применением в качестве депрессоров карбонатов смеси жидкого стекла и бифторида аммония (а.с. СССР, кл. B03D 1/02, №654291, заявл. 28.06.77 г., №2501511, опубл. 30.03.79 г.). Данный способ с выводом промпродуктов для их переработки в отдельном цикле после их предварительного обезвоживания позволяет вести флотацию при температуре 20-22°С, однако не обеспечивает получения высококачественных концентратов с содержанием CaF₂ более 92%.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ флотации, включающий применение в качестве собирателя жирных кислот с дополнительным введением N-ацил-саркозина в соотношении от 1:0,5 до 1:1 (см. патент №2360742 РФ, МПК С1 B03D 1/02, 1/00, опубл. 10.07.2009 г., бюлл. №19). Эффективность флотации при этом способе возрастает, т.к повышается содержание CaF₂ в концентрате основной флотации на 3,9%, а извлечение CaF₂ в концентрат возрастает на 5,2%.

Однако, как и в предыдущих случаях, необходим подогрев всей пульпы при флотации до 25°С, что существенно увеличивает затраты на производство концентратов.

Техническим результатом способа является повышение качества флюоритовых концентратов, улучшение селекции флюорита и карбонатных породообразующих комплексов в условиях пониженных температур, т.е. без подогрева пульпы.

Сущность изобретения состоит в том, что способ флотации руд, включающий рудоподготовительную операцию (измельчение руды), стабилизацию энергетического состояния флотационной дисперсной системы по Eh, флотацию с использованием флотореагентов, отличается тем, что в пульпу вводится в качестве собирателя новый реагент N-ацил-саркозин (OCV, ON-60), который позволяет вести флотацию без подогрева пульпы (см. таблицу 1).

Способ работает следующим образом:

Руда предварительно измельчается до оптимальной крупности. Далее проводится стабилизация энергетического состояния системы по окислительно-восстановительному потенциалу (Eh) путем выдержки пульпы в течение определенного времени.

Флотация состоит из основной и трех перечисток. В каждую операцию подаются собиратель и депрессор (N-ацил-саркозин и модифицированное жидкое стекло) при соотношении 1,25÷2,5. Модифицированное жидкое стекло готовится из обычного жидкого стекла с введением в него сульфата цинка. Соотношение сульфата цинка к силикату натрия выдерживается в пределах (0,05÷0,53):1.

В третьей перечистке получают флюоритовый концентрат марки ФФ-97, т.е. содержащий более 97% CaF₂, а все промпродукты объединяются и являются карбонатным концентратом.

Результаты таблицы показывают, что по содержанию CaF₂ и его извлечению в концентрат основной флотации наиболее высокие показатели достигнуты при температуре пульпы плюс 8°С, однако можно провести и дальнейшее ее снижение до плюс 3,5°С, т.к. и в этом случае изменения качества концентрата и извлечения ценного компонента колеблются в допустимых пределах.

Для получения кондиционной продукции введены три перечистных операции концентрата основной флотации.

Далее предлагаемый способ отличается тем, что в пульпу вводится новый реагент-депрессор - модифицированное жидкое стекло, приготовленное на основе силиката натрия и сульфата цинка и применяемое по специальной методике.

Результирующие показатели флотации в этом случае приведены в таблице 2.

В отличие от известных предлагаемый способ имеет следующие преимущества:

1. Способ позволяет получать флюоритовый концентрат марки ФФ-97. Такая возможность обеспечивается тем, что новый собиратель ON-60 более прочно закрепляется на поверхности флюорита в виде химической адсорбции и менее прочно в виде физической адсорбции на кальците и других карбонатных породообразующих минералах. Новый депрессор - модифицированное жидкое стекло легче десорбирует закрепившийся на поверхности карбонатов собиратель ON-60, за счет чего улучшается селекция минералов. Это доказано с применением инфракрасной спектроскопии.

2. Предлагаемый собиратель ON-60 позволяет снизить температуру пульпы до 8°С и ниже без ухудшения технологических показателей флотации. Это обеспечивает возможность уменьшения затрат на получение концентратов в связи с отсутствием необходимости строения котельных для подогрева пульпы.

Предложенное изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях горнодобывающей промышленности при переработке флюоритовых руд или других неметаллических полезных ископаемых. Способ флотации флюоритовых руд включает измельчение руды, стабилизацию энергетического состояния флотационной дисперсной системы по Eh, флотацию с использованием в качестве реагента-собирателя N-ацил-саркозин и в качестве реагента-депрессора жидкое стекло. Осуществляют модифицирование жидкого стекла путем ввода в его состав сульфата цинка при соотношении сульфат цинка:жидкое стекло, равном (0,05÷0,53):1, а весовое соотношение депрессора к собирателю равно 1,25÷2,5. Технический результат - повышение качества флюоритовых концентратов, улучшение селекции флюорита и карбонатных породообразующих комплексов в условиях пониженных температур. 2 табл.

Способ флотации флюоритовых руд, включающий измельчение руды, стабилизацию энергетического состояния флотационной дисперсной системы по Eh, флотацию с использованием в качестве реагента-собирателя N-ацил-саркозин и в качестве реагента-депрессора жидкое стекло, отличающийся тем, что осуществляют модифицирование жидкого стекла путем ввода в его состав сульфата цинка при соотношении сульфат цинка:жидкое стекло, равном (0,05÷0,53):1, а весовое соотношение депрессора к собирателю равно 1,25÷2,5.