Способ флотации сульфидных медно-никелевых руд Российский патент 2024 года по МПК B03D1/00 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационным методам обогащения, и может быть использовано при обогащении сульфидных медно-никелевых руд. В качестве собирателя применяется моногидразид, или моноамид, или моногидроксиамид, или монобутиламид фталевой кислоты, или смесь бутилового ксантогената с моногидразидом, или моноамидом, или моногидроксиамидом, или монобутиламидом фталевой кислоты в соотношении от 70:30 мас.% до 30:70 мас.%. В качестве реагента-пенообразователя применяется бутиловый аэрофлот. Технический результат – повышение эффективности процессов флотации сульфидных медно-никелевых руд.

Флотация является основным способом обогащения вкрапленных медно-никелевых руд. Принятая схема обогащения представляет собой коллективную флотацию никель- и медьсодержащих сульфидов в щелочной среде при pH=9,5-9,8, которая создается с помощью добавления кальцинированной соды. Собирательная смесь включает в качестве собирателя бутиловый ксантогенат (100-200 г/т) и в качестве собирателя-вспенивателя – бутиловый аэрофлот (100-200 г/т) [Абрамов А.А. Собрание сочинений: Т. 8: Флотация. Сульфидные минералы: Учебное пособие. Т. 8. – М.: Издательство «Горная книга», 2013. – 704 с.] (прототип).

Недостатком данного способа является недостаточная эффективность при флотации тонковкрапленных труднообогатимых медно-никелевых руд.

Известен способ обогащения сульфидных руд, включающий кондиционирование с ксантогенатом, аэрофлотом, вспенивателем с последующей коллективной флотацией сульфидных минералов. В кондиционирование вводят также алкилгидроксамовые кислоты, содержащие в углеводородной цепи от 7 до 9 атомов углерода. Соотношение алкилгидроксамовых кислот, ксантогената и аэрофлота составляет от 1:6,5:8,5 до 2:7,5:8,5 соответственно [А.С. 982810 В03 Д1/02 Рябой В.И., Артемьева Л.Д., Шендерович В.А. и др. Способ флотации сульфидных руд. Опубл. 23.12.82 БИ № 47].

Известен реагент для флотации сульфидных медно-никелевых руд, состоящий из бутилксантогента калия и тозилгидразина с содержанием тозилгидразина 25-50% [Патент RU 2563479 С2 от 20.11.2013 Байгачева Е.В., Чеканова Л.Г., Радушев А. В. И др. Реагент для флотации сульфидных медно-никелевых руд, опубл. 20.09.2015. Бюл. №26].

Известен реагент для флотации сульфидных медно-молибденовых руд, представляющий собой гидразиды алифатических монокарбоновых кислот [Патент RU 2375118 С1 от 14.07.2008 Радушев А.В., Чеканова Л.Г., Байгачева Е.В. и др. Реагент для флотации сульфидных медно-молибденовых руд, опубл. 10.12.2009 .Бюл. №34].

Известен способ флотации вкрапленных медно-никелевых сульфидных руд, предусматривающий использование в качестве собирателя гидразидов алифатических монокарбоновых кислот в сочетании с бутиловым ксантогенатом [Тимошенко Л.И., Чеканова Л.Г., Маркосян С.М. Реагенты класса гидразидов для флотационного обогащения вкрапленных медно-никелевых руд // Химическая технология. 2014. Т.15, №8. С. 488-492].

Известен способ флотации труднообогатимых медно-цинковых руд различного типа: колчеданных с тонким распределением сульфидов Cu и Zn, окисленных медно-железо-ванадиевых и смешанных (пиритно-медно-вкрапленных) с использованием в качестве собирателя гидразида 2-этилгексановой кислоты [Радушев А.В., Чеканова Л.Г., Байгачева Е.В., Топаев Г.Д., Комаровский В.Л., Черемисин С.В. Поиск потенциальных собирателей среди гидразидов для флотации уральских медно-цинковых руд // Обогащение руд. 2010. №2. С. 25-27].

Известен способ флотации сульфидных медно-никелевых руд, включающий кондиционирование пульпы с собирателем и пенообразователем, введение депрессора пустой породы и выведение минералов меди и никеля в пенные продукты. В качестве депрессоров пустой породы используют аминометилированные лигнины, разнящиеся заместителями в фенилпропановом структурном звене [Патент RU 2446019 С1 от 02.08.2010 Тимошенко Л.И., Опарина Л.А., Самойлов В.Г. и др. Способ флотации сульфидных медно-никелевых руд. Опубл. 27.03.2012].

Известен способ флотации сульфидных руд цветных и благородных металлов, включающий кондиционирование измельченной руды с раствором дитиофосфата или другими сульфгидрильными собирателями в известковой среде и флотацию. При этом для снижения флотируемости пирита и повышения извлечения металлов предварительно в раствор дитиофосфата вводят в качестве модифицирующего компонента до 10 мас.% раствора тиомочевины ((NH₂)₂CO) или ее производных. После этого пульпу из руды последовательно кондиционируют с модифицированным дитиофосфатом при рН 8,5-9,0 при продолжительности 3-5 мин, а затем с ксантогенатом при рН более 9,0 в течение 1 мин. Затем проводят флотацию сульфидов цветных металлов и минеральных форм благородных металлов при соотношении расходов модифицированного дитиофосфата и ксантогената от 1:3 до 3:1 соответственно [Патент RU 2480290 С1 от 10.02.2012 Бочаров В.А., Игнаткина В.А., Хачатрян Л.С. Способ обогащения техногенного минерального сырья цветных металлов. Опубл. 27.04.2013].

Известен способ флотации вкрапленных сульфидных медно-никелевых руд, включающий кондиционирование пульпы в присутствии сульфгидрильного собирателя - бутилового ксантогената калия, введение в стадию флотации вспенивателя. В качестве вспенивателя вводят реагент – FR-3 (дибутил(2,2,3,3-тетрафторпропил)фосфинат) с расходом 40 г/т [Патент RU 2672895 С1 от 13.12.2017 Тимошенко Л.И., Малышева С.Ф., Маркосян С.М. и др. Способ флотации сульфидных медно-никелевых руд. Опубл. 20.11.2018, Бюл. № 32].

Близким к заявляемому является способ, в котором при флотации сульфидных медно-никелевых руд в качестве собирателя-пенообразователя вместо реагента аэрофлот используются моногидразид или монооксиамид алкенилянтарной кислоты. Предложенные реагенты синтезируются путем взаимодействия алкенилянтарного ангидрида с нуклеофильными азотсодержащими реагентами. Специфичность действия предложенных собирателей основывается на способности бифункциональных реагентов образовывать прочные комплексные соединения с ионам меди и никеля [Митрофанова Г.В., Черноусенко Е.В., Базарова Е.А., Тюкин А.П. Поиск новых комплексообразующих реагентов для флотации медно-никелевых руд // Цветные металлы. № 11. - 2019.- С.27-33]. Недостатком предложенных реагентов является сложность их получения.

Наиболее близким к заявляемому является способ, в котором при флотации сульфидных медно-никелевых руд в качестве собирателя-пенообразователя совместно с ксантогенатом используются моноалкиламиды фталевой и янтарной кислот. Предложенные реагенты синтезируются путем реакции янтарного или фталевого ангидрида с алифатическими амидами с 10-12 атомами углерода в углеводородном радикале [Bazarova E.A., Mitrofanova G.V., Chernousenko E.V. Search for new amide-class collecting agents and study of their flotation activity in the process of copper-nickel ore flotation // Non-ferrous Metals. 2023. No. 2. pp. 3-9]. Недостатком предложенных реагентов является использование в синтезе алифатических аминов и неудовлетворительное пенообразование в процессе флотации.

Основная задача изобретения заключается в расширении ассортимента флотационных реагентов и повышении технологических показателей флотации тонковкрапленных труднообогатимых медно-никелевых руд при применении в качестве собирателя сочетания бутилового ксантогента и моногидразида, или моноамида, или моногидроксиамида, или монобутиламида фталевой кислоты в соотношении от 30:70 мас.% до 70:30 мас.% и реагента-пенообразователя бутилового аэрофлота.

Технический результат – повышение эффективности процессов флотации сульфидных медно-никелевых руд.

Отличием предлагаемого способа от прототипа флотационного обогащения сульфидных медно-никелевых руд является использование сочетания ксантогената с монопроизводными фталевой кислоты общей формулы:

, где Х= -H, -NH₂, -OH, -C_nH_2n+1 (n=1–4).

Предлагаемые собиратели получаются в результате реакции фталевого ангидрида с соответствующим нуклеофильным реагентом: NH₃, NH₂-NH₂, NH₂OH, NH₂C_nH_2n+1, где n=1–4 (рис. 1).

,

где Х= -H, -NH₂, -OH, -C_nH_2n+1 (n=1–4).

Рис.1 – Схема синтеза предлагаемых реагентов

Предлагаемый способ флотационного обогащения медно-никелевых руд испытывали в лабораторных условиях, которые проиллюстрированы примерами.

Флотацию проводили в открытом цикле на пробе сульфидной тонковкрапленной медно-никелевой руды Печенгского рудного поля. Для создания рН среды использовали кальцинированную соду (Na₂СО₃) в количестве 3000 г/т_, для активации сульфидных минералов – медный купорос (CuSO₄) в количестве 30 г/т. Во всех опытах общий расход собирательной смеси составлял 298 г/т.

Результаты флотации оценивали по выходу концентрата (γ), содержанию Ni и Cu в пенных продуктах (β) и хвостах (θ) и извлечению Ni и Cu (ε).

Пример 1. По прототипу

Испытания проводили на пробе тонковкрапленной сульфидной медно-никелевой руды Печенгского рудного поля с содержанием Ni – 0,5%, Cu – 0,215%. Флотацию вели в открытом цикле в лабораторной флотомашине машине ФМП-Л на руде, измельченной до крупности 97% класса -0,071 мм. Флотационный цикл включал основную и контрольную флотации (Рис.2). Собирательная смесь: бутиловый ксантогенат калия (Кх) и натриево-бутиловый аэрофлот (Af). Расход реагентов в основную флотацию составлял: Кх – 130 г/т, Af – 78 г/т, в контрольную: Кх – 45 г/т, Af – 45 г/т.

Результаты приведены в табл.

Пример 2, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и моногидразида фталевой кислоты в соотношении 70:30 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 3, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и моногидразида фталевой кислоты в соотношении 50:50 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 4, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и моногидразида фталевой кислоты в соотношении 30:70 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 5, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют моногидразид фталевой кислоты в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Результаты приведены в табл.1.

Пример 6, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и моноамида фталевой кислоты в соотношении 70:30 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 7, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и моноамида фталевой кислоты в соотношении 50:50 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 8, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и моноамида фталевой кислоты в соотношении 30:70 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 9, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют моноамид фталевой кислоты в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Результаты приведены в табл.2.

Пример 10, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и моногидроксиамида фталевой кислоты в соотношении 70:30 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 11, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и моногидроксиамида фталевой кислоты в соотношении 50:50 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 12, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и моногидроксиамида фталевой кислоты в соотношении 30:70 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 13, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют моногидроксиамид фталевой кислоты в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Результаты приведены в табл.3.

Пример 14, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и монобутиламида фталевой кислоты в соотношении 70:30 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 15, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и монобутиламида фталевой кислоты в соотношении 50:50 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 16, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют смесь ксантогената калия и монобутиламида фталевой кислоты в соотношении 30:70 мас.% в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Пример 17, заявляемый способ,

отличающийся тем, что в составе собирательной смеси вместо ксантогената калия используют монобутиламид фталевой кислоты в сочетании с бутиловым аэрофлотом.

Результаты приведены в табл.4.

Применение предлагаемых реагентов позволяет повысить извлечение никеля в черновой концентрат по сравнению с прототипом на 0,32 – 2,17% и меди на 0,11 – 1,94%.

Предложенное изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационным методам обогащения, и может быть использовано при обогащении сульфидных медно-никелевых руд. Способ флотации сульфидных медно-никелевых руд включает основную и контрольную флотации в присутствии кальцинированной соды для создания pH, медного купороса и собирателя. В качестве собирателя применяют монопроизводное фталевой кислоты или его смесь с бутиловым ксантогенатом в соотношении от 30:70 мас.% до 70:30 мас.% в сочетании с реагентом-пенообразователем бутиловым аэрофлотом. В качестве монопроизводного фталевой кислоты применяют моногидразид фталевой кислоты, или моноамид фталевой кислоты, или моногидроксиамид фталевой кислоты, или монобутиламид фталевой кислоты. Технический результат - повышение эффективности процессов флотации сульфидных медно-никелевых руд. 1 ил., 4 табл., 17 пр.

Способ флотации сульфидных медно-никелевых руд, включающий основную и контрольную флотации в присутствии кальцинированной соды для создания pH, медного купороса и собирателя, отличающийся тем, что в качестве собирателя применяют монопроизводное фталевой кислоты или его смесь с бутиловым ксантогенатом в соотношении от 30:70 мас.% до 70:30 мас.% в сочетании с реагентом-пенообразователем бутиловым аэрофлотом, при этом в качестве монопроизводного фталевой кислоты применяют моногидразид фталевой кислоты, или моноамид фталевой кислоты, или моногидроксиамид фталевой кислоты, или монобутиламид фталевой кислоты.