Способ коллективной флотации полиметаллических руд на основе использования микроэмульсий Российский патент 2024 года по МПК B03D1/02 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации полиметаллических свинцово-цинковых, медно-никелевых, медно-свинцово-цинковых и других типов руд, которые перерабатывают по коллективно-селективным схемам обогащения.

Известен способ флотации руд цветных металлов [Патент РФ № 2379116, МПК B03D 1/00, B03D 1/02. опубл. 20.01.2010], содержащих такие компоненты как медь, свинец, цинк, благородные металлы. Способ включает измельчение, кондиционирование, коллективную медно-свинцовую флотацию в слабо щелочной среде с известными реагентами. В коллективной медно-свинцовой флотации в качестве собирателя применяют собиратель с техническим названием «Берафлот», представляющий собой композицию дитиофосфатов, тионокарбаматов, алифатических спиртов C1-C4, смеси терпеновых спиртов и углеводородов, смеси бутиловых эфиров пропиленгликоля, кубовых остатков от производств бутиловых спиртов, 2-этилгексанола, 2-этилгексановой кислоты, этилен-пропилена и этилбензола, с последующим активированием сфалерита в высокощелочной среде и флотацией цинка собирателем «Берафлот» из хвостов коллективной флотации и получением отвальных хвостов камерным продуктом. Технический результат по заявляемому способу достигается на основе применения композиционного собирателя за счет разного сродства компонентов с поверхностью разделяемых минералов, что обусловлено энергетическими характеристиками атомов и неоднородностью поверхности минералов и проявляется через адсорбционные характеристики и кинетику адсорбции компонентов композиционного реагента.

Недостатком способа является расходование реагентов-собирателей с разнообразными химическими свойствами на взаимодействие с минералами породы и неизбежными ионами жидкой фазы пульпы, что приводит к снижению их сорбции на рудных минералах с одной стороны и повышению флотационной активности породы с другой. Это обстоятельство ведет к снижению селективности флотации.

Известен способ флотации сульфидных руд [Патент РФ № 2038857, МПК B03D 1/004, B03D 1/012, B03D 103/02. опубл. 09.07.1995], который основан на использовании композиции флотореагентов, содержащей бутиловый ксантогенат и сернисто-азотистый концентрат нефти, полученный двухступенчатой экстракцией ее фракции с температурой кипения 200-300 ^оС раствором хлорида цинка в диметилформамиде. Соотношение компонентов, масс: бутиловый ксантогенат 33-50, сернисто-азотистый концентрат нефти 50-67. Технический результат достигается наличием в составе комплексообразующих функциональных групп, связанных с аполярным реагентом, сорбция которого выше на сульфидных частично гидрофобных минералах.

Недостатком указанного способа является нестабильность состава и свойств реагента, его производство не отлажено отечественной промышленностью.

Наиболее близким по технической сущности представляется способ флотации, основанный на использовании эмульсионных форм собирателя, способных защитить собиратель от действия неизбежных ионов жидкой фазы пульпы и ограничить его взаимодействие с гидрофильными минеральными зернами [Application of reagents in the form of a reverse microemulsion for the flotation of lead and zinc sulfides / V. I. Bragin, N. F. Usmanova, E. A. Burdakova, A. A. Kondratieva // Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2022, Vol. 63, No. 5, pp. 482–489].

Способ включает измельчение сульфидных свинцово-цинковых руд до 65% кл.-0,074 мм с подачей в измельчение активатора флотации минералов свинца и цинка сульфида натрия при расходе 200 г/т, кондиционирование с микроэмульсией реагента в количестве, соответствующем расходу по основному реагенту-собирателю – бутиловому ксантогенату 25 г/т, а также кондиционирование с пенообразователем Т-92 при расходе последнего 50 г/т.

Способ основан на селективной доставке водного раствора ионогенного сульфгидрильного реагента-собирателя в составе обратной микроэмульсии на основе аполярных веществ в качестве дисперсионной среды для флотации сульфидов металлов. Селективность закрепления капель определяется гидрофобностью минеральных зерен.

Недостатком способа является разубоживание концентратов цветных металлов сульфидными минералами железа, вследствие низкой селективности, по отношению к ним, реагента бутилового ксантогената, что приводит к низкому качеству концентратов по целевым металлам.

Задачей изобретения является повышение качества концентратов цветных металлов, выделенных из полиметаллических руд, за счет увеличения селективности процесса пенной флотации путем избирательного закрепления сильного реагента-собирателя в составе микроэмульсий.

Достигается тем, что в способе коллективной флотации полиметаллических руд на основе использования микроэмульсий, включающий рудоподготовку, реагентную обработку пульпы реагентом-собирателем на основе ксантогената в форме обратной микроэмульсии и пенообразователем, коллективную флотацию, согласно изобретению, перед коллективной флотацией дополнительно вводят реагент-собиратель на основе диалкилдитиофосфатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5, при доле его в суммарном расходе реагентов-собирателей от 15% до 85 % , при этом в составе микроэмульсии подается реагент-собиратель на основе ксантогенатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5.

Способ включает цикл рудоподготовки исходной свинцово-цинковой руды, реагентную обработку пульпы, коллективную флотацию, в результате которой получают коллективный концентрат, представленный сульфидными минералами свинца и цинка, и хвосты флотации.

Цикл рудоподготовки включает измельчение исходной руды до крупности, которая обеспечивает раскрытие сростков рудных минералов, сфалерита и галенита, и минералов пустой породы, с одновременной подачей сульфида натрия при расходе 100 г/т.

Во время реагентной обработки пульпы производят последовательное кондиционирование измельченной руды со следующими реагентами:

1 регулятор рН пульпы до достижения значений от 8,5 до 9,0;

2 активатор поверхности сульфидов, при его расходе 200 г/т;

3 реагент-собиратель на основе диалкилдитиофосфатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5 (БТФ-152), при его доле в суммарном расходе реагентов-собирателей от 15% до 85 %;

4 реагент-собиратель на основе ксантогенатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5, в форме обратной микроэмульсии.

Состав обратной микроэмульсии (в массовых долях), в соответствии с прототипом: сульфид натрия - 0,1 , казеин - 0,2, керосин - 61, 10 % водный раствор бутилового ксантогената - 61, неионогенное поверхностно-активное вещество на основе моноолеата сорбитана (SPAN-80) - 12,7. После подачи обратной микроэмульсии вводят вспениватель, представляющий собой смесь спиртов и эфиров диметилдиоксана (Т-92) при расходе 40 г/т.

Предварительная подача реагента–собирателя на основе диалкилдитиофосфатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5 (БТФ-152) перед введением реагента на основе ксантогенатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5, в форме обратной гидрофобизирующей микроэмульсии, способствует хорошему закреплению ее капель на гидрофобизированных участках минеральной поверхности, образованных за счет селективного закрепления реагента–собирателя на основе диалкилдитиофосфатов на сульфидах цветных металлов.

При закреплении микрокапель эмульсии на поверхности частично гидрофобных сульфидов происходит взаимодействие концентрированного раствора реагент-собирателя на основе ксантогенатов с минеральной поверхностью под защитой масляной пленки, что обеспечивает большую плотность покрытия и снижение потерь собирателя на взаимодействие с поверхностью минералов породы и неизбежными ионами пульпы.

Керосин, входящий в состав гидрофобизирующую микроэмульсии, выполняет роль дисперсионной среды. Стабилизация микроэмульсии достигается введение в ее состав сульфида натрия, казеина, неионогенного поверхностно активного вещества на основе моноолеата сорбитана.

Введение реагента-собирателя на основе диалкилдитиофосфатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5, при его доле в суммарном расходе совместно с реагентом-собирателем на основе ксантогенатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5 менее 15% не приводит к существенному изменению содержания ценных компонентов в продуктах флотации показателей флотации. И, напротив, увеличение его доли свыше 85 % не дает существенной разницы по сравнению с применением только одного реагента-собирателя на основе диалкилдитиофосфата.

Применение реагентов-собирателей на основе диалкилдитиофосфатов и на основе ксантогенатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5 обусловлено тем, что уменьшение длины углеводородного радикала влечет за собой уменьшение собирательной силы и одновременно увеличение селективности, таким образом, для различных сульфидных руд целесообразно применение различных радикалов.

Предварительная подача реагента–собирателя на основе диалкилдитиофосфатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5 (БТФ-152) перед введением реагента на основе ксантогенатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5, в форме обратной гидрофобизирующей микроэмульсии, обеспечивает повышение селективности процесса пенной флотации.

Способ коллективной флотации сульфидных полиметаллических руд, позволяет увеличить селективность извлечения минералов свинца и цинка в коллективные концентраты флотации, снизить массовую долю железа в коллективных сульфидных концентратов, что облегчает последующую селекцию и получение кондиционных индивидуальных концентратов.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Коллективная флотация, по предлагаемому способу, выполнена на свинцово-цинковой руде Горевского месторождения, содержащей 2,92 % Pb, 5.68% Zn., в соответствии с примером 2 таблицы 1.

Цикл рудоподготовки включает измельчение исходной руды до крупности 80% класса -0,074 мм в присутствии сульфида натрия при расходе 100 г/т. Измельченную руду массой 200 г переносили в камеру флотационной машины ФМЛ-1 (237ФЛ) с объемом камеры 0,75 л, дозировали в камеру соду до рН от 8,5 до 9,0, а также кондиционировали с медным купоросом при расходе 200 г/т. Далее, дополнительно подавался реагент-собиратель на основе диалкилдитиофосфатов БТФ-152, при доле его в суммарном расходе реагентов-собирателей - 70 %, с последующим введением реагента-собирателя на основе ксантогенатов - бутиловый ксантогенат калия в форме обратной микроэмульсии, при доле его равной 30%. (пример 2 табл.1)

Примеры показателей флотации в зависимости от долевого отношения реагентов-собирателей в сочетании приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты флотации свинцово-цинковой руды при различных долевых отношениях реагентов-собирателей

Пример Долевое отношение
БТФ-152/ БКК, % Расход БТФ-152/
БКК, г/т Продукт Выход, % Содержание, % Извлечение, % Pb Zn Fe Pb Zn Fe 1 85/15 51 г/т/
9 г/т Коллективный
концентрат 28,87 7,45 6,14 24,18 73,67 31,22 27,86 Хвосты 71,13 1,08 5,49 25,42 26,33 68,78 72,14 Исходная 100,00 2,92 5,68 25,06 100,00 100,00 100,00 2 70/30 42 г/т /
18 г/т Коллективный
концентрат 28,96 8,05 6,48 25,03 79,82 33,04 28,93 Хвосты 71,04 0,83 5,35 25,07 20,18 66,96 71,07 Исходная 100,00 2,92 5,68 25,06 100,00 100,00 100,00 3 50/50 30 г/т /
30 г/т Коллективный
концентрат 30,21 7,79 6,40 25,83 80,59 34,02 31,14 Хвосты 69,79 0,81 5,37 24,73 19,41 65,98 68,86 Исходная 100,00 2,92 5,68 25,06 100,00 100,00 100,00 4 30/70 18 г/т /
42 г/т Коллективный
концентрат 33,27 7,15 5,95 26,25 81,46 34,83 34,86 Хвосты 66,73 0,81 5,55 24,46 18,54 65,17 65,14 Исходная 100,00 2,92 5,68 25,06 100,00 100,00 100,00 5 15/85 9 г/т /
51 г/т Коллективный
концентрат 34,37 6,95 6,00 26,58 81,75 36,33 36,46 Хвосты 65,63 0,81 5,51 24,26 18,25 63,67 63,54 Исходная 100,00 2,92 5,68 25,06 100,00 100,00 100,00

Увеличение доли бутилового ксантогената калия приводит к увеличению содержания железа в концентрате, снижению его качества. Увеличение доли БТФ-152 приводит к снижению извлечения свинца и цинка.

Суммарный расход собирателей выбран 60 г/т на основании предварительных испытаний и опыта обогащения аналогичных руд Соотношение расходов реагента-собирателя бутилового ксантогената калия (БКК), подаваемого в форме микроэмульсии, и реагента-собиратель на основе диалкилдитиофосфатов БТФ-152, в долевом отношении 70/30 %, наблюдается наиболее высокое содержание свинца и цинка в коллективном концентрате - 8,05% и 6,48% соответственно.

Таким образом, соотношение реагентов 70/30 обеспечивает максимальную селективность коллективной флотации.

В таблице 2 приведена сравнительная оценка результатов флотации с применением реагентов-собирателей на основе ксантогенатов в форме обратной микроэмульсии (пример 2 табл 1) и при подаче реагента-собирателя в виде растворов (пример 6).

Таблица 2 - Примеры флотации свинцово-цинковой руды при различных формах подачи реагента на основе ксантогенатов

Продукт Выход, % Содержание, % Извлечение, % Pb Zn Fe Pb Zn Fe Пример 2 табл 1
Подача в виде растворов: БТФ-152 - 42 г/т и Т-92 - 40 г/т.
Подача в виде микроэмульсии: БКК - 18 г/т. Коллективный
концентрат 28,96 8,05 6,48 25,03 79,82 33,04 28,93 Хвосты 71,04 0,83 5,35 25,07 20,18 66,96 71,07 Исходная 100,00 2,92 5,68 25,06 100,00 100,00 100,00 Пример 6
Подача в виде растворов: БТФ-152 - 42 г/т, БКК - 18 г/т, Т-92 - 40 г/т Коллективный
концентрат 32,55 7,19 6,12 26,26 80,16 35,07 34,11 Хвосты 68,45 0,85 5,39 24,12 19,84 64,93 65,89 Исходная 100,00 2,92 5,68 25,06 100,00 100,00 100,00

Данные таблицы 2 показывают, что заявляемый способ флотации с подачей реагента-собирателя на основе ксантогенатов в форме обратной микроэмульсии обеспечивает большую селективность обогащения по сравнению с общепринятым способом введения реагентов-собирателей в форме растворов.

Предложенное изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации полиметаллических свинцово-цинковых, медно-никелевых, медно-свинцово-цинковых и других типов руд, которые перерабатывают по коллективно-селективным схемам обогащения. Способ коллективной флотации полиметаллических руд на основе использования микроэмульсий включает цикл рудоподготовки путем измельчения с добавлением сульфида натрия в количестве 100 г/т, реагентную обработку пульпы реагентом-активатором, в качестве которого используют медный купорос, реагентом-собирателем на основе бутилового ксантогената калия в форме обратной микроэмульсии и пенообразователем Т-92, представляющим собой смесь спиртов и эфиров диметилдиоксана, коллективную флотацию. Перед обработкой пульпы реагентом-активатором вводят регулятор рН пульпы до достижения значений от 8,5 до 9,0. Перед обработкой реагентом-собирателем на основе бутилового ксантогената калия в форме обратной микроэмульсии в пульпу дополнительно вводят реагент-собиратель на основе 5 диалкилдитиофосфатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5 - БТФ-152 - при доле его в суммарном расходе реагентов-собирателей от 15% до 85%. Технический результат - повышение селективности извлечения минералов свинца и цинка в коллективные концентраты флотации, снижение массовой доли железа в коллективных сульфидных концентратах. 2 табл., 1 пр.

Способ коллективной флотации полиметаллических руд на основе использования микроэмульсий, включающий цикл рудоподготовки путем измельчения с добавлением сульфида натрия в количестве 100 г/т, реагентную обработку пульпы реагентом-активатором, в качестве которого используют медный купорос, реагентом-собирателем на основе бутилового ксантогената калия в форме обратной микроэмульсии и пенообразователем Т-92, представляющим собой смесь спиртов и эфиров диметилдиоксана, коллективную флотацию, отличающийся тем, что перед обработкой пульпы реагентом-активатором вводят регулятор рН пульпы до достижения значений от 8,5 до 9,0, а перед обработкой реагентом-собирателем на основе бутилового ксантогената калия в форме обратной микроэмульсии в пульпу дополнительно вводят реагент-собиратель на основе 5 диалкилдитиофосфатов с числом атомов С в углеводородной цепочке от 2 до 5 - БТФ-152 - при доле его в суммарном расходе реагентов-собирателей от 15% до 85%.