Способ флотации карбонатно-флюоритовых руд Российский патент 2024 года по МПК B03D1/02 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях горнодобывающей промышленности при переработке карбонатно-флюоритовых руд с высоким содержанием кальцита.

Уровень техники

Флюорит относится к экономически и стратегически важным видам минерального сырья. Флюорит является сырьем для металлургической, химической, оборонной, стекольной промышленности, оптики, производства цемента, белил, эмалей. Соединение фтора (неорганические фториды, фторсиликаты, фтористый водород, фторпроизводные углеводородов и пр.) применяются в производстве дезинсекционных средств, кислотоупорных бетонов, высокооктанового бензина, смазочных материалов, пластмасс, фреонов, а также в атомной энергетике.

Большая часть запасов флюорита характеризуется весьма сложным вещественным составом вмещающих пород. Поэтому возникает серьезная проблема, связанная с вовлечением в переработку комплексных и труднообогатимых карбонатно-флюоритовых руд с высоким содержанием кальцита. Трудность селекции карбонатных минералов, обладающих близкими кристаллохимическими и практически одинаковыми флотационными свойствами, возрастает с уменьшением карбонатного модуля и определяется применением новых подходов и поиску, и разработке сочетаний селективно действующих депрессоров для подавления вредных примесей, не имеющих промышленной ценности.

Техническая задача изобретения повысить качество флюоритового концентрата с карбоновым числом менее 4, соответствующего марке ФФ95.

Описание прототипа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ флотации карбонатно-флюоритовых руд по патенту РФ №2192314, включающий кондиционирование измельченной руды с депрессорами кальцита, и пустой породы, и оксигидрильным собирателем, в качестве которого использовались реагенты СТМ-10 и БТ-1С, которые являются отходами масложирового (СТМ-10) и лесохимического (БТ-1С) производства.

Недостатком указанного способа является то, что использование в качестве собирателя флюорита реагентов СТМ-10 и БТ-1С при флотации карбонатно-флюоритовых руд не обеспечивает получение высококачественных флюоритовых концентратов с карбонатным модулем менее 4, соответствующих марке ФФ95. При использовании этого способа недостаточно полно происходит извлечение флюорита и содержание кальцита во флюоритовом концентрате превышает 3,0%.

Раскрытие сущности изобретения.

Новый технический результат заключается в повышении качества флотационного концентрата из труднообогатимых карбонатно-флюоритовых руд с карбонатным модулем менее 4. Уменьшение содержания кальцита во флюоритовом концентрате до 1-2% позволит получать флюоритовый концентрат марки ФФ95, наиболее востребованный в химической промышленности, для получения плавиковой кислоты HF, а также в атомной, металлургической и других отраслях промышленностях.

Сущность изобретения заключается в том, что в заявленном способе флотации карбонатно-флюоритовых руд, включающим агитацию измельченной руды с депрессорами кальцита и пустой породы и собирателем флюорита, в качестве собирателя флюорита используют реагент Berol8305, состоящий из линолевой кислоты - СН₃(СН₂)₃-(СН₂СН=CH)₂(СН₂)₇COOH), олеиновой - (СН₃₇СН=CH₇COOH) и линоленовой кислоты - СН3(СН2СН=CH)3(СН2)7СООН, жирных спиртов и полиэтиленгликоля (HO-(СН2-СН2-O)n-Н).

Причинно-следственная связь нового технического результата и использования в качестве органического собирателя реагента Berol 8305.

Повышение качества флотационного концентрата обеспечивается за счет более избирательного взаимодействия реагента Berol8305 с флюоритом, что позволяет уменьшить содержание кальцита во флюоритовом концентрате и тем самым добиться более высокого извлечения ценного компонента в концентрат, оставляя основную массу кальцита в хвостах обогащения. Собиратель флюорита Berol 8305 обладает меньшей чувствительностью к минералам кальцита и высокими избирательными свойствами по отношению к флюориту за счет присутствия в составе реагента полиэтилен гликоля, жирных спиртов и жирных кислот, таких как линолевой, линоленовой, олеиновой.

Осуществление изобретения.

Реагент Berol 8305 вводят перед основной флотацией в количестве 300-500 г/т совместно с реагентами депрессорами кальцита и пустой породы, такими как жидкое стекло и сульфат алюминия. Для эффективной работы реагента собирателя Вего18305 не требуется длительная агитация, достаточно 1 минуты. Далее черновой концентрат основной флотации направляют в операцию пропарки (40-60°С), пропарка способствует снижению флотационных свойств минералов кальцита. После 10 минутной пропарки черновой концентрат последовательно поступает на 4 перечистные операции, в каждую из которых добавляют реагенты депрессоры кальцита, такие как кислое жидкое стекло (смесь серной кислоты и жидкого стекла в пропорции 2:1) и сульфат алюминия. Камерный продукт первой перечистки поступает на дофлатацию, хвосты которой являются отвальным продуктом. Пенный продукт дофлотации направляется совместно с камерными продуктами второй, третьей перечистки и пенным продуктом контрольной флотации, в операцию сгущения, сгущенный продукт поступает обратно на флотацию. Камерный продукт четвертой перечистки по классической схеме замыкается на третью перечистку.

Расход собирателя флюорита зависит от концентрации ценного компонента в руде и подбирается экспериментально, в среднем расход собирателя Berol8305 составляет от 300 до 500 г/т.

После прохождения полного цикла обогащения, по описанной технологии, обеспечивается получение флюоритового концентрата, соответствующего марке ФФ95, при высоком извлечении флюорита из труднообогатимой карбонатно-флюоритовой руды с карбонатным модулем менее 4.

Сущность заявленного изобретения поясняется представленными конкретными примерами осуществления изобретения, выполненными в укрупненном лабораторном масштабе на пробе руды, отобранной на действующей обогатительной фабрике (ОФ), перерабатывающей по флотационной технологии карбонатно-флюоритовую руду, а также промышленными испытаниями на ОФ «Эгитинская».

Для проведения флотационного обогащения пробу исходной руды измельчили в лабораторной мельнице до крупности 70-75% класса минус 0,071 мм, процент твердого в питание флотации составил 25%.

Исходным продуктом для опытов по флотации являлась измельченная исходная руда с содержанием флюорита 53,78% и с массовой долей кальцита 13,93%. Схема проведения опытов включает: основную, контрольную операцию флотации, 4 перечистку концентрата основной флотации с подачей промпродукта перечистки и концентрата перечистки в голову основной флотации через операцию сгущения.

Форма подачи реагентов: собиратель флюорита Berol8305, депрессоры кальцита и пустой породы, рН регулятор - водные растворы, Продолжительность агитации пульпы с флотационными реагентами - по 1 минуте.

Полученные в результате опытов продукты флотационного обогащения анализировали на содержание флюорита и кальцита и определяли показатели извлечения.

Пример 1. Результаты известного способа по патенту №2192314. В подготовленную пульпу исходной руды, измельченную до крупности 70-75% класса минус 71 мкм, последовательно ввели депрессоры кальцита и пустой породы, затем собиратель БТ-1С.

Пример 2. Результаты известного способа (прототип).

В подготовленную пульпу исходной руды, измельченную до крупности 70-75% класса минус 71 мкм, последовательно ввели депрессоры кальцита и пустой породы, затем собиратель СТМ-10. Схема флотационного обогащения приведена на рисунке 1.

Пример 3. Результаты заявленного способа

В подготовленную пульпу исходной руды, измельченную до крупности 70-75% класса минус 71 мкм, последовательно ввели депрессоры кальцита и пустой породы, затем собиратель Berol8305.

По данным таблицы 1 видно, что технологические показатели заявляемого способа значительно выше известных способов обогащения флюоритовой руды. Качество концентрата по содержанию флюорита 96,1%) против 92,85 и 93,76%. Содержание кальцита 1,03% против 2,79 и 3,10%. Концентрат, полученный завяленным способом, соответствует марки ФФ95А. Концентраты, полученные известным способом, соответствуют марка ФФ92Б и ФФ90, соответственно, при сопоставимом уровне извлечения флюорита в концентрат.

Проверка заявляемого способа в промышленных условиях

Расчет технологических показателей и баланса минералов по технологической схеме заявляемого способа выполнен на основании данных опробования продуктов обогащения 22.04.22 г., данных опробования ОТК и результатов химических анализов технологических проб, проведенных испытательной лабораторией.

Результаты расчета показателей балансовых продуктов технологической схемы флотационного отделения обогатительной фабрики при обогащении карбонатно-флюоритовых руд месторождения «Эгитинское» 22.04.22 г. смена №1 приведены в табл.2

Из таблицы 2 видно, что в промышленных условиях, при использовании предложенного способа флотации карбонатно-флюоритовой руды месторождения «Эгитинское» были получены высокие показатели качества флотационного концентрата соответствующего марки ФФ95 Б. При извлечении флюорита в концентрат на уровне 68%. Снижение извлечения флюорита вызвано снижением карбонатного модуля до 3,5%.

Стоит отметит, что руды с карбонатным модулем ниже 4 считаются труднообогатимыми.

Предложенное изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях горнодобывающей промышленности при переработке карбонатно-флюоритовых руд с высоким содержанием кальцита. Способ флотации карбонатно-флюоритовых руд включает основную флотацию, агитацию измельченной руды с депрессорами кальцита и пустой породы и собирателем. В качестве реагента собирателя используют «Berol 8305», который вводят перед основной флотацией в количестве 300-500 г/т совместно с реагентами депрессорами кальцита и пустой породы. Осуществляют агитацию в течение 1 минуты. Черновой концентрат основной флотации направляют в операцию пропарки при температуре 40-60°С в течение 10 минут. Далее черновой концентрат последовательно поступает на 4 перечистные операции, в каждую из которых добавляют реагенты депрессоры кальцита, а камерный продукт первой перечистки поступает на дофлотацию, хвосты которой являются отвальным продуктом, пенный продукт дофлотации направляют совместно с камерными продуктами второй, третьей перечистки и пенным продуктом контрольной флотации в операцию сгущения. Сгущенный продукт поступает обратно на флотацию, камерный продукт четвертой перечистки замыкается на третью перечистку. Технический результат - повышение качества флюоритового концентрата с карбоновым числом менее 4, соответствующего марке ФФ95. 1 ил., 2 табл., 3 пр.

Способ флотации карбонатно-флюоритовых руд, включающий основную флотацию, агитацию измельченной руды с депрессорами кальцита и пустой породы и собирателем, отличающийся тем, что в качестве реагента собирателя используют «Berol 8305», который вводят перед основной флотацией в количестве 300-500 г/т совместно с реагентами депрессорами кальцита и пустой породы, осуществляют агитацию в течение 1 минуты, черновой концентрат основной флотации направляют в операцию пропарки при температуре 40-60°С в течение 10 минут, далее черновой концентрат последовательно поступает на 4 перечистные операции, в каждую из которых добавляют реагенты депрессоры кальцита, а камерный продукт первой перечистки поступает на дофлотацию, хвосты которой являются отвальным продуктом, пенный продукт дофлотации направляют совместно с камерными продуктами второй, третьей перечистки и пенным продуктом контрольной флотации в операцию сгущения, сгущенный продукт поступает обратно на флотацию, камерный продукт четвертой перечистки замыкается на третью перечистку.