СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ ПИРРОТИНСОДЕРЖАЩИХ РУД Российский патент 2024 года по МПК B03B7/00 B03D1/02 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего пирротин.

Известно, что пирротин, как и другие сульфиды железа (пирит и марказит), флотируется в присутствии сульфгидрильных собирателей.

По сравнению с другими сульфидами железа, пирротин легко разрушается при измельчении с образованием шламов с развитой площадью поверхности; легко окисляется, поглощая кислород из жидкой фазы пульпы и замедляя окисление сульфидов меди и цинка до стадии, необходимой для их флотации.

В результате такого окисления накапливается значительное количество восстановителей, являющихся депрессорами для ряда сульфидов и поглотителями кислорода (водорастворимого закисного железа Fe²⁺, сероводорода HS^- и низших окислов серы SO₃^2-, S₂O₃^2-) [С.И. Митрофанов. Селективная флотация. М., Металлургиздат, 1958, с. 302-303].

Для устранения вредного воздействия ионов-восстановителей в технологические схемы обогащения сульфидных пирротинсодержащих руд включают операции, способствующие их окислению в щелочной среде (длительная аэрация пульпы с воздухом, подогрев пульпы водяным паром) [С.И. Митрофанов. Селективная флотация. М., Металлургиздат, 1958, с. 302-303, А.А. Абрамов. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов. М., МГГУ, книга 2, том 3, 2005, с. 277-279].

Известен способ обогащения медно-молибденовых, медно-никелевых и других биметальных руд по схеме, включающей измельчение руды и коллективную флотацию в открытом цикле двух и более металлов в щелочной среде, создаваемой известью, операции агитации с подогревом в присутствии депрессора, перечистку доизмельченного чернового концентрата в присутствии сульфгидрильного собирателя и пенообразователя [Способ флотационного обогащения сульфидных руд. Патент РФ на изобретение №2397816, 2009].

Известен способ флотационного обогащения сульфидных медно-никелевых руд, включающий измельчение материала, его кондиционирование в слабощелочной среде в присутствии реагентов-регуляторов с аэрацией пульпы кислородсодержащим газом, последовательную селективную флотацию минералов меди и никеля в одноименные концентраты с использованием сульфгидрильного собирателя [Способ флотационного обогащения сульфидных медно-никелевых медистых руд. Заявка на изобретение РФ №97115430, 1999].

Известен способ флотационного обогащения сульфидных медных руд, включающий измельчение материала, перемешивание с окислителем - пероксидом водорода в количестве от 10 до 500 г/т исходной руды, флотацию меди с использованием собирателей [Обогащение сульфидных руд металлов с помощью пенной флотации с использованием окислителя. Патент РФ на изобретение №2631743, 2013].

Известен способ флотационного обогащения сложных медно-цинк-пиритных руд, включающий измельчение руды, цикл коллективной флотации и последующей селективной флотации медных и цинковых минералов с применением в цинковом цикле флотации аэрационного кондиционирования пульпы в контактных чанах в высокощелочной среде, создаваемой известью, с подогревом пульпы острым паром до температуры 35-40°С [И.А. Абдрахманов, Р.А. Ягудин, А.В. Зимин и др. Повышение технологических показателей цинкового цикла на обогатительной фабрике ОАО «Учалинский ГОК». Горный журнал, 2010, №10, с. 47-51]. Недостатком известного способа обогащения является то, что операции теплового аэрационного кондиционирования пульпы в высокощелочной среде с подачей воздуха или водяного пара требуют значительных энергозатрат.

Наиболее близким по технической сущности является способ обогащения сульфидных пирротинсодержащих руд, включающий измельчение исходной руды, основную и перечистную операции в цикле коллективной медно-цинковой флотации, основную, контрольную, две перечистные операции в цикле медной флотации [Способ флотационного обогащения пирротинсодержащих руд. Патент РФ на изобретение №2475308, 2011]. Недостатком известного способа обогащения является то, что хвосты цикла медной флотации являются готовым цинковым концентратом, что обуславливает нестабильное содержание в нем цинка.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение - повышение эффективности флотационного обогащения сульфидных медно-цинковых пирротинсодержащих руд, увеличение за счет депрессии пирротина скорости флотации медных и цинковых минералов, получение цинкового концентрата стабильного качества, увеличение уровня извлечения меди и цинка в одноименные концентраты.

Технический результат достигается тем, что в способе обогащения сульфидных пирротинсодержащих руд, включающий основную, перечистную операции в цикле коллективной медно-цинковой флотации, основную, контрольную, две перечистные операции в цикле медной флотации, дополнительно осуществляют цикл цинковой флотации, включающий основную, контрольную и одну перечистную операции, а в цикле медной флотации осуществляют одну дополнительную перечистную операцию флотации, при этом в коллективную перечистную операцию флотации пероксид водорода вводят в количестве от 200 до 300 г/т исходной руды, в первую перечистную медную флотацию и в перечистную цинковую флотацию пероксид водорода вводят в количестве от 50 до 100 г/т исходной руды, во вторую перечистную медную флотацию пероксид водорода вводят в количестве от 50 до 150 г/т исходной руды, в основную цинковую флотацию пероксид водорода вводят в количестве от 100 до 150 г/т исходной руды.

Эффективность введения в схему обогащения цикла цинковой флотации включающий основную, контрольную и одну перечистную операции, и дополнительной третьей перечистной операции в цикле медной флотации установлена экспериментально в лабораторных условиях при флотации труднообогатимой медно-цинковой руды с высоким (50%) содержанием пирротина.

В таблице 1 приведены результаты сравнительных исследований по флотации медных и цинковых минералов из пирротинсодержащей руды по схемам с двумя перечистными медными операциями и без цинкового цикла флотации (известный вариант), а также с тремя перечистными медными операциями и с цинковым циклом флотации (заявляемый вариант).

Результаты таблицы 1 свидетельствуют о том, что обогащение медно-цинковой руды с высоким (50%) содержанием пирротина по известному способу не позволяет получать кондиционные медный и цинковый концентраты, а введение в схему обогащения цикла цинковой флотации, включающий основную, контрольную и одну перечистную операции, и дополнительной третьей перечистной операции в цикле медной флотации, позволило достичь содержания меди в медном концентрате более 19% меди и цинка в цинковом концентрате более 45%.

Оптимальные расходы пероксида водорода в отдельные флотационные операции установлены экспериментально в лабораторных условиях. Были поставлены опыты по обогащению труднообогатимой медно-цинковой руды с высоким (50%) содержанием пирротина по схеме, включающей:

- измельчение исходной руды до 85% класса - 0,071 мм;

- операцию флотации медной «головки» с выводом пенного продукта в готовый медный концентрат

- цикл коллективной флотации медных и цинковых сульфидных минералов с основной флотационной операцией, доизмельчением грубого коллективного концентрата до 85% класса - 0,071 мм и перечистной флотационной операцией;

- десорбцию реагентов и отмывку перечищенного коллективного концентрата;

- цикл флотационного разделения коллективного концентрата на медный и цинковый концентраты, включающий основную, контрольную и три перечистные медные флотации, основную, контрольную и перечистную цинковые флотации, флотацию объединенного промпродукта.

Сумма пенных продуктов медной «головки» и третьей перечистной медной флотации является готовым медным концентратом, пенный продукт перечистной цинковой флотации является готовым цинковым концентратом.

В таблице 2 приведены результаты сравнительных исследований по отдельным операциям схемы флотационного обогащения медных и цинковых минералов из пирротинсодержащей руды в зависимости от расхода пероксида водорода.

Результаты таблицы 2 свидетельствуют о том, что подача пероксида водорода в пульпу приводит к повышению массовой доли медных и цинковых минералов, а также повышению уровня их извлечения в ряде соответствующих операций обогащения пирротинсодержащей медно-цинковой руды. Оптимальный расход пероксида водорода составляет:

- в коллективную перечистную операцию флотации - от 200 до 300 г/т исходной руды;

- в первую перечистную медную флотацию - от 50 до 100 г/т исходной руды;

- во вторую перечистную медную флотацию - от 50 до 150 г/т исходной руды;

- в основную цинковую флотацию - от 100 до 150 г/т исходной руды;

- в перечистную цинковую флотацию - от 50 до 100 г/т исходной руды.

Таким образом, оптимальный расход пероксида водорода во флотационные операции технологической схемы составляет от 50 до 300 г/т исходной руды.

Конечные результаты обогащения медно-цинковой руды с высоким содержанием пирротина при подаче в отдельные операции коллективного и селективного циклов флотации пероксида водорода приведены в таблице 3.

Сравнение показателей обогащения сульфидной пирротинсодержащей медно-цинковой руды, полученных по известному и заявляемому способам приведено в таблице 4.

Таким образом, данные таблицы 4 показывают, что заявляемый способ обогащения сульфидной пирротинсодержащей медно-цинковой руды с введением в схему обогащения цикла цинковой флотации включающий основную, контрольную и одну перечистную операции, и дополнительной третьей перечистной операции в цикле медной флотации подачей, а также с подачей пероксида в отдельные операции коллективного и селективного циклов флотации позволяет повысить содержание меди в медном концентрате на 1,12%, содержание цинка в цинковом концентрате на 7,68%, уровень извлечения меди в готовый медный концентрат на 3,90% и уровень извлечения цинка в готовый цинковый концентрат на 5,09%.

Предложенное изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего пирротин. Способ обогащения сульфидных пирротинсодержащих руд включает основную, перечистную операции в цикле коллективной медно-цинковой флотации, основную, контрольную, две перечистные операции в цикле медной флотации. Дополнительно осуществляют цикл цинковой флотации, включающий основную, контрольную и одну перечистную операции. В цикле медной флотации осуществляют одну дополнительную перечистную операцию флотации. В коллективную перечистную операцию флотации, в первую и вторую перечистные операции медной флотации, в основную цинковую флотацию и в перечистную цинковую флотацию вводят пероксид водорода. В коллективную перечистную операцию флотации пероксид водорода вводят в количестве от 200 до 300 г/т исходной руды. В первую перечистную медную флотацию и в перечистную цинковую флотацию пероксид водорода вводят в количестве от 50 до 100 г/т исходной руды. Во вторую перечистную медную флотацию пероксид водорода вводят в количестве от 50 до 150 г/т исходной руды. В основную цинковую флотацию пероксид водорода вводят в количестве от 100 до 150 г/т исходной руды. Технический результат – повышение эффективности флотационного обогащения сульфидных медно-цинковых пирротинсодержащих руд, увеличение скорости флотации медных и цинковых минералов, увеличение уровня извлечения меди и цинка в одноименные концентраты. 4 табл.

Способ обогащения сульфидных пирротинсодержащих руд, включающий основную, перечистную операции в цикле коллективной медно-цинковой флотации, основную, контрольную, две перечистные операции в цикле медной флотации, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют цикл цинковой флотации, включающий основную, контрольную и одну перечистную операции, а в цикле медной флотации осуществляют одну дополнительную перечистную операцию флотации, при этом в коллективную перечистную операцию флотации, в первую и вторую перечистные операции медной флотации, в основную цинковую флотацию и в перечистную цинковую флотацию вводят пероксид водорода, причем в коллективную перечистную операцию флотации пероксид водорода вводят в количестве от 200 до 300 г/т исходной руды, в первую перечистную медную флотацию и в перечистную цинковую флотацию пероксид водорода вводят в количестве от 50 до 100 г/т исходной руды, во вторую перечистную медную флотацию пероксид водорода вводят в количестве от 50 до 150 г/т исходной руды, в основную цинковую флотацию пероксид водорода вводят в количестве от 100 до 150 г/т исходной руды.