КОМПОЗИЦИЯ СОБИРАТЕЛЕЙ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2024 года по МПК B03D101/02 B03D1/02 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при флотации руд цветных металлов, например, медных (сульфидных, сульфидно-окисленных), медно-никелевых, медно-цинковых.

Результаты флотационного обогащения в значительной степени определяются реагентным режимом - ассортиментом и способом применения реагентов. Наиболее важным типом флотореагентов являются собиратели, поскольку обеспечивают полноту извлечения металлов и качество концентратов. Известно, что при флотации минералов цветных металлов сульфидных и сульфидизированных руд эффективны сульфгидрильные собиратели - ксантогенаты, дитиофосфаты, меркаптаны, диалкилтионокарбаматы, а также их сочетания [Абрамов А.А. Собрание сочинений. Т. 8. Флотация. Сульфидные минералы: учебное пособие. М.: Горная книга, 2013. 704 с.]. Для современной практики наиболее характерно применение сочетания собирателей, обладающих разной флотационной активностью и окисляемостью компонентов.

Известен, например, способ получения флотореагента для флотации сульфидных руд путем сочетания собирателей ксантогената и дитиокарбамата [Патент РФ 2142856, МКИ B03D 1/018 Способ получения реагента для флотации сульфидных руд]. Изобретение обеспечивает получение устойчивого при хранении флотореагента и повышение извлечения целевых металлов в концентрат.

Предложен реагент для флотации сульфидных медно-никелевых руд, состоящий из бутилксантогената калия и тозилгидразина с преимущественным содержанием тозилгидразина 25-50% от общего количества реагента [Патент №2563479 Российская Федерация, МПК B03D 1/01 Реагент для флотации сульфидных медно-никелевых руд]. Применение предлагаемого реагента позволяет повысить извлечение меди на 1,6-2% по сравнению с прототипом - бутилксантогенатом калия.

Недостатки известных собирателей - незначительная селективность, большие расходы флотореагентов, дефицитность, высокая стоимость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является флотация сульфидов меди и других цветных металлов с применением собирателя - бутилксантогената калия (БКК) [Шубов Л.Я. и др. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья: справочник: В 2 кн. / Под ред. Л.В. Кондратьевой. - М.: Недра, 1990. - Кн. 2 - с. 170]. БКК имеет ряд недостатков: низкая селективность, что приводит к усложнению технологических схем и потерям металлов; требует применения ряда вспомогательных реагентов, неустойчив при длительном хранении.

Задачей изобретения является повышение извлечения меди и других металлов в соответствующие концентраты, сокращение расхода вспомогательных реагентов, расширение ассортимента отечественных собирателей.

Для решения поставленной задачи предлагается применение в качестве реагента - собирателя композиции, состоящей из гидразида 2-этилгексановой кислоты с содержанием 5-50%, алкоголята калия с длиной углеводородного радикала С₄ или С₅ с содержанием 15-30% от общей массы композиции и ксантогената калия общей формулы ROC(=S)SК, где R=С₄Н₉; С₅Н₁₁ - остальное.

Достижение технологического результата у заявляемой композиции собирателей объясняется синергетическим эффектом, проявляющимся при данном химическом составе смеси и соотношении присутствующих в ней компонентов. Обоснование состава композиции:

В технологии ведущего производителя ксантогенатов в России ОАО «Волжский оргсинтез» применяется общепринятый многостадийный подход, в результате которого ксантогенаты выпускаются в гранулированном виде. Предлагаемые в данной композиции ксантогенаты получены по инновационной технологии NAX TECHNOLOGY (производитель ООО «ХК «НАКС Технолоджи-Ск»), представленной одностадийным процессом, в котором отсутствуют: стадия получения алкоголята (в том виде, при котором происходит образование побочных продуктов, входящих в состав реакционной массы), стадия центрифугирования - отгонки маточного раствора, стадия сушки, при которой возникают процессы окисления ксантогената. В результате получают алкилксантогенаты щелочных металлов в жидком состоянии в виде водно-спиртового раствора, который по существу является пенообразователем в процессе флотации.

Повышение технологических показателей флотации при использовании в данной композиции гидразидов объясняется наличием у них полярной функционально-активной группы (ФАГ), селективной по отношению к меди и другим цветным металлам, за счет чего при флотации вероятна хемосорбция реагентов по донорно-акцепторному механизму. Так как гидразиды обладают дипольным моментом, и их ФАГ может участвовать в образовании водородных связей, то возможна их адсорбция также за счет физического взаимодействия.

Известен способ флотационного извлечения меди и молибдена с гидразидами карбоновых кислот общей формулы RC(O)NHNH₂, где R - радикал алифатических кислот С₇Н₁₅ - С₁₀Н₂₁ нормального строения [Патент РФ №2375118. МКИ B03D 1/01 Реагент для флотации сульфидных медно-молибденовых руд]. Показано, что реагенты селективны к сульфидным минералам меди и молибдена, обеспечивают более высокий выход целевых металлов в сравнении с бутилксантогенатом калия (БКК), менее токсичны и устойчивы при длительном хранении. Недостатком реагентов является низкая растворимость их в воде, что усложняет приготовление рабочих растворов. Однако умеренная растворимость в спиртовых и водно-спиртовых растворах создает благоприятные условия для использования их в комбинации с ксантогенатами NAX TECHNOLOGY.

Сущность предлагаемого решения и возможность его осуществления подтверждается примерами 1, 2 и результатами исследований, приведенными в таблицах.

Пример 1. Флотация медной руды.

Исследование флотоактивности заявляемой композиции собирателей проводили в лабораторных условиях при флотационном обогащении смешанной руды Михеевского ГОК: медно-порфировой и рыхлой сульфидной (окисленной), взятых в соотношении (80:20)% соответственно с содержанием, %: Cu - 0,56, Fe - 3,8; S - 0,611. Флотация руды выполнялась по технологической схеме для медно-порфировой руды в открытом цикле. Пробу руды массой (175,0±0,5) г измельчали в шаровой мельнице с добавлением соснового масла (5 г/т) до заданной крупности (β-0,071 мм=90,9%). Флотацию проводили в лабораторной флотомашине 237ФЛ (Механобр-Техника», С.-Петербург) (объем камеры 0,5 л); время основной флотации - 10 мин., контрольной флотации - 5 мин. Реагенты вводили в виде водных растворов, приготовленных с учетом содержания основного вещества (растворы собирателей: бутилового ксантогената калия производства АО «Волжский Оргсинтез» (Кх) (базовый опыт) и заявляемой композиции собирателей - 1%-ые; сернистый натрий (Na₂S) - 10%-ый). Расходы реагентов в стандартных условиях (базовый опыт): основная флотация - Кх - 30 г/т; Na₂S - 5 г/т; Оксаль - 15 г/т; контрольная флотация - Кх - 5 г/т. Составы исследуемой композиции собирателей для каждого опыта представлены в таблице 1.

Полученные после проведения опытов продукты сушили, взвешивали и истирали. После этого отбирали пробы для проведения анализа. Определение содержания цветных металлов выполняли методом атомно-абсорбционной спектроскопии. Результаты опытов с заявляемой композицией собирателей сравнивали с базовыми опытами с использованием Кх (таблица 1).

Из данных таблицы видно, что применение заявляемой комбинации собирателей во всех случаях позволяет увеличить извлечение меди (в лучшем опыте (№4) до 90%, что на 2,7% выше, чем в прототипе) при сопоставимом или лучшем по сравнению с базовым опытом (№1) качестве концентрата; снизить потери меди с хвостами.

Применение гидразида 2-этилгексановой кислоты в композиции с содержанием менее 5% от общей массы (№5) приводит как к понижению степени извлечения меди, так и ухудшению качества концентрата; увеличение содержания более 45% (№6) нецелесообразно, так как не улучшает показатели флотации по сравнению с его меньшим расходом (№3).

Пример 2. Флотация медно - никелевой руды.

Флотоактивность реагентов изучали на сульфидной медно-никелевой руде Печенгского промышленного района с содержанием, %: Ni - 0,44; Cu - 0,15, Со - 0,018. Пробу руды крупностью 3 мм, массой 240 г смешивали с содой (взятой из расчета 3 кг/т) и измельчали в шаровой мельнице 45 мин. до заданной крупности: - 0,063 мм не менее 80%. Флотацию проводили в камере объемом 0,5 л лабораторной флотомашины 237ФЛ (Механобр-Техника», С.-Петербург) по коллективной схеме, включающей основную (10 мин) и контрольную (15 мин) флотации. В качестве пенообразователя использовали бутиловый аэрофлот натрия (Af), в качестве собирателей - 1%-ые водные растворы бутилового ксантогената калия (Кх) («Волжский оргсинтез») (базовый опыт) и заявляемой композиции собирателей. Расходы реагентов в стандартных условиях (базовый опыт): основная флотация - Кх - 100 г/т; Af - 60 г/т, CuSO₄ - 15 г/т; контрольная флотация - Кх - 35 г/т; Af - 35 г/т, CuSO₄ - 15 г/т. Данные по составу исследуемой композиции собирателей приведены в таблице 2.

Из анализа данных таблицы 2 следует, что извлечение меди и никеля в коллективный концентрат с заявляемой композицией собирателей выше (№2, 3), чем с прототипом (№1) (меди - на 2, никеля - на 4%). При увеличении содержания компонента ROH (№3) в композиции возможно сокращение расхода пенообразователя в 2 раза.

Предложенное изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при флотации медьсодержащих руд цветных металлов, например, медных (сульфидных, сульфидно-окисленных), медно-никелевых, медно-цинковых. Композиция собирателей для флотации руд цветных металлов состоит из гидразида 2-этилгексановой кислоты с содержанием 5-50%, алкоголятов калия с длиной углеводородного радикала С₄ или С₅ с содержанием 15-30% от общей массы композиции и ксантогената калия общей формулы ROC(=S)SК, где R=С₄Н₉; С₅Н₁₁ –остальное. Технический результат - повышение степени извлечения металлов в соответствующие концентраты, снижение расхода пенообразователей. 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Композиция собирателей для флотации руд цветных металлов, состоящая из гидразида 2-этилгексановой кислоты с содержанием 5-50%, алкоголятов калия с длиной углеводородного радикала С₄ или С₅ с содержанием 15-30% от общей массы композиции и ксантогената калия общей формулы ROC(=S)SК, где R=С₄Н₉; С₅Н₁₁ – остальное.