СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНО-ОКИСЛЕННЫХ МЕДНЫХ РУД С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ МЕДИ И СЕРЕБРА Российский патент 2016 года по МПК C22B15/00 C22B11/00 C22B3/08 B03D1/00 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к металлургии меди и серебра, а именно: к способам извлечения металлов из сульфидно-окисленных медных руд.

Для переработки сульфидно-окисленной медной руды, содержащей как окисленные, так и сульфидные медные минералы, применяется коллективная флотация с выделением одного коллективного концентрата или селективная флотация, при которой получают два концентрата, содержащих преимущественно окисленные и сульфидные минералы, перерабатываемые различными способами.

Известен способ переработки медьсодержащих продуктов (Патент РФ №2179589), включающий дробление и измельчение исходного медьсодержащего продукта до крупности фракций, превышающей необходимую для флотации, выщелачивание, разделение твердой и жидкой фаз продукта с одновременной промывкой твердой фазы, доизмельчение кека выщелачивания и последующую флотацию, экстракцию меди из раствора выщелачивания с выделением рафината и медьсодержащего раствора экстрагента, использование рафината для выщелачивания исходного медьсодержащего продукта и промывки кека. Недостатками способа являются повышенные затраты на переработку медьсодержащих продуктов вследствие большого расхода серной кислоты при выщелачивании медной руды, содержащей значительные количества кислотопоглощающих минералов вмещающей породы, значительного объема аппаратов для выщелачивания всей руды, обезвоживания и промывки кека выщелачивания.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым в качестве ближайшего аналога (прототипа) изобретения, является способ переработки сульфидно-окисленных медных руд с извлечением меди и серебра, предназначенный для повышения извлечения меди и серебра (Патент РФ №2439177), включающий коллективную флотацию сульфидных и окисленных минералов меди из измельченной руды с выделением коллективного концентрата, его выщелачивание при перемешивании с водным раствором серной кислоты, обезвоживание и промывку кека выщелачивания концентрата, экстракцию меди из медьсодержащих растворов и извлечение меди и серебра из кеков выщелачивания флотацией без использования пенообразователя, но в присутствии реагента изобутилового дитиофосфата. Недостатком способа является недостаточно высокая степень извлечение меди.

Изобретение направлено на повышение степени извлечения меди и получение медного концентрата высокого качества.

При этом решена задача создания надежного и эффективного способа извлечения меди и серебра из сульфидно-окисленных медных руд, основанного на использовании оптимального поэтапного измельчения до различных размеров частиц с последующей стадиальной флотацией, что позволяет достигнуть максимального извлечения на первой стадии коллективной флотации крупных раскрытых зерен минералов меди с уменьшением образования шламов, которые трудно флотируются и снижают технологические показатели флотационного разделения, а также извлечь мелкозернистые минералы меди на второй стадии коллективной флотации.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе переработки сульфидно-окисленных медных руд с извлечением меди и серебра, включающем стадиальное измельчение руды, стадиальную коллективную флотацию сульфидных и окисленных минералов меди из измельченной руды с выделением коллективного концентрата, его выщелачивание при перемешивании с водным раствором серной кислоты, обезвоживание и промывку кека выщелачивания концентрата с последующим извлечением из него меди и серебра флотацией и последующую экстракцию меди из медьсодержащих растворов, согласно изобретению первую стадию коллективной флотации проводят после измельчения руды до частиц 140-190 мкм, а хвосты флотации направляют на вторую стадию коллективной флотации, перед началом которой упомянутые хвосты основной флотации измельчают до частиц 60-90 мкм, при этом сульфид натрия на стадиях флотации вводят через заранее определенные промежутки времени, соответственно.

Кроме того, перед началом извлечения меди и серебра флотацией из кека выщелачивания концентрата последний (кек) измельчают до частиц 20-30 мкм.

Смешанные руды представлены сульфидными и окисленными минералами меди. Основные медесодержащие минералы, содержащиеся в рудах, такие как халькозин, борнит и брошантит, малахит, распространены неравномерно в руде в виде крупных и мелких зерен. Окисленные минералы меди очень хрупкие и склонны к ошламованию и переизмельчению.

По этой причине одностадийное «грубое» измельчение приводит к низкой степени раскрытия зерен минералов, а одностадийное «мелкое» измельчение - к переизмельчению крупных свободных зерен, в обоих случаях флотации характеризуется низкой эффективностью. В связи с этим для максимального извлечения меди представляется оптимальным поэтапное измельчение до различных размеров частиц с последующей стадиальной флотацией. Первую коллективную флотацию проводят после измельчения руды до частиц 140-190 мкм, а хвосты флотации направляют на вторую коллективную флотацию, перед началом которой упомянутые хвосты первой флотации измельчают до частиц 60-90 мкм. Перед началом извлечения меди и серебра флотацией из кека выщелачивания концентрата этот кек измельчают до частиц 20-30 мкм.

Это позволяет достигнуть максимального извлечения на стадии первой коллективной флотации крупных раскрытых зерен минералов меди с уменьшением образования шламов, которые трудно флотируются и снижают технологические показатели флотационного разделения, а также извлечь мелкозернистые минералы меди на стадии второй коллективной флотации. Кроме того, выбранные экспериментальным путем упомянутые параметры измельчения предпочтительны с точки зрения эффективности энергозатрат на операциях измельчения руды.

На первой стадии коллективной флотации в первую очередь флотируются крупные раскрытые частицы сульфидных минералов меди и легкофлотируемые окисленные минералы меди, поэтому время флотационного выделения минералов меди определяют расчетно-экспериментальным путем и берут в диапазоне 10-15 минут, на второй стадии коллективной флотации в основном флотируются труднофлотируемые окисленные минералы меди и тонкие раскрытые сульфидные минералы меди, время флотационного выделения минералов меди также определяют расчетно-экспериментальным путем и берут в диапазоне 25-35 минут. Введение сульфида натрия через заранее определенные промежутки времени на стадиях коллективной флотации позволяет исключить депрессию сульфидных минералов меди, и при этом также позволяет извлечь уже раскрытые окисленные минералы меди в коллективный концентрат, используя сульфгидрильные собиратели, а также избежать переизмельчения окисленных минералов меди на второй стадии измельчения, что привело бы к дополнительным потерям меди. За счет коллективной флотации сульфидных и окисленных минералов меди увеличивается общее количество минеральных частиц в пенном слое, тем самым улучшаются условия пенообразования и пеносъема, что приводит к уменьшению механических потерь труднофлотируемых окисленных минералов меди.

Экспериментальным путем установлено, что повышение извлечения серебра коррелируется с извлечением меди. Это связано с тем, что серебросодержащие минералы ассоциированы с сульфидными минералами меди. Таким образом, повышение извлечения меди приводит и к повышению извлечения серебра.

Измельчение кека выщелачивания концентрата перед извлечением из него меди и серебра флотацией позволяет очистить поверхность минералов меди, что повышает их флотируемость.

Применение флотации руды и выщелачивание полученного концентрата позволяет значительно сократить объем аппаратов для выщелачивания, обезвоживания и промывки кека выщелачивания по сравнению с аналогом (Патент РФ №2179589) на выщелачивании за счет снижения количества материала, поступающего на выщелачивания, а также сократить расход кислоты за счет вывода основного количества кислотопоглощающих минералов вмещающей породы в хвосты на стадии флотации.

Примеры реализации предлагаемого способа.

Испытания проводились на пробе исходной руды Удоканского месторождения, содержащей 1,3% меди общей; 0,6% меди окисленной; 6,7 г/т серебра. Для определения необходимой крупности измельчения проба поступала на измельчение в лабораторную шаровую мельницу 40 МЛ с различным временем измельчения (3,5 мин, 12 мин и 30 мин соответственно). Далее измельченная проба поступала на ситовой анализ. На основании результатов была построена зависимость гранулометрического состава от времени измельчения. После этого выполнена серия флотационных опытов с изменением только одного параметра технологической схемы.

Результаты опытов представлены в таблице.

Как следует из результатов опыта (примеры 1-7), оптимальной крупностью измельчения (Р80), обеспечивающей высокое извлечение меди и серебра, является на 1-й стадии 140-180 мкм, на 2-й стадии 60-90 мкм.

Из примеров 8-11 видно, что оптимальной крупностью измельчения (Р80) кека выщелачивания является 20-30 мкм, так как позволяет получить концентрат с высоким содержанием меди.

Уменьшение крупности измельчения (Р80) кека выщелачивания до 10 мкм практические не влияет на содержание меди в концентрате, но при этом значительно возрастают затраты на измельчение.

Увеличение крупности измельчения (Р80) кека выщелачивания до 40 мкм приводит к снижению содержания меди до 36,6%. В связи с чем данный концентрат уже не соответствует высшей марке КМ0 по ГОСТ Ρ 52998-2008 «Концентрат медный. Технические условия», соответственно, стоимость его уменьшается.

Таким образом, совокупность признаков заявляемого способа является оптимальной и обеспечивает высокое извлечение меди и серебра, а также получения медного концентрата высокого качества.

Изобретение может быть использовано в обогащении меди и серебра для переработки сульфидно-окисленных медных руд. Перед подачей на кислотное выщелачивание при перемешивании коллективного концентрата, полученного из сульфидно-окисленной медной руды, осуществляют стадиальную коллективную флотацию с использованием добавки сульфида натрия. Перед первой стадией коллективной флотацией руду измельчают до частиц 140-190 мкм, а хвосты направляют на вторую стадию коллективной флотации. Перед началом второй стадии упомянутые хвосты измельчают до частиц 60-90 мкм. При этом сульфид натрия на стадиях коллективной флотации вводят через заранее определенные промежутки времени. Перед началом извлечения меди и серебра флотацией из кека выщелачивания концентрата кек измельчают до частиц 20-30 мкм. Техническим результатом является высокое извлечение меди и серебра, а также получение медного концентрата высокого качества. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

1. Способ переработки сульфидно-окисленных медных руд с извлечением меди и серебра, включающий стадиальную коллективную флотацию сульфидных и окисленных минералов меди из измельченной руды с выделением коллективного концентрата, его выщелачивание при перемешивании с водным раствором серной кислоты, обезвоживание и промывку кека выщелачивания концентрата с последующим извлечением из него меди и серебра флотацией и последующую экстракцию меди из медьсодержащих растворов, отличающийся тем, что перед первой стадией коллективной флотации руду измельчают до частиц 140-190 мкм и хвосты флотации направляют на вторую стадию коллективной флотации, перед началом которой упомянутые хвосты флотации измельчают до частиц 60-90 мкм, при этом на стадиях коллективной флотации используют в качестве собирателя сульфид натрия, который вводят через промежутки времени.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед началом извлечения меди и серебра флотацией из кека выщелачивания концентрата, последний измельчают до частиц 20-30 мкм.