Способ извлечения криолита из редкометального сырья Советский патент 1985 года по МПК B03D1/00 

. 4;i tc 1 Изобретение относится к способам обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному способу извлечения криолита из редкомстального сырья. По основному авт. св. № 1017386 известен способ извлечения криолита из редкометального сырья, включающий измельчение исходного сырья, кондиционирование пульпы с реагентами и стадиальную флотацию, которую проводят в три приема в щелочной среде с извлечением криолита, при кондиционировании последовательно вводят сульфат хрома, жидкое стекло и олеат натрия, причем соотношение сульфата хрома и жидкого стекла составляет 0,125:1-0,133:1, перед второй стадией флотации пульпу кондиционируют с сульфатом хрома и олеатом натрия, а перед третьей стадией флотации пульпу дополнительно кондиционируют с сульфатом хрома, жидким стеклом и олеатом натрия, при этом соотношение сульфата хрома и жидкого стекла составляет 0,25:1- -0,4:1, прямую стадиальную флотацию криолита проводят при рН 8,5-9,5 1. Недостатками способа являются низкие степень извлечения криолита и качество концентрата. В промышленных условиях известный способ извлечения криолита не позволяет достичь стабильно высоких показателей из-за неизбежных колебаний вещественного состава руд. Обеспечить постоянство качества перерабатываемого сырья путем щихтовки руд из разных блоков организационно не всегда возможно и требует значительных дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат. Это обусловлено типичным непостоянством содержания криолита в объеме месторожд ения (коэффициент вариации около ) и отсутствием пространственной связи редкометального и криолитового оруднения. В результате этого шихтовка редкометальной руды по содержанию криолита дестабилизирует содержание в перерабатываемой руде редких элементов, что обусловливает ухудщение режимов и показателей обогащения по основным компонентам. Цель изобретения - повышение степени извлечения криолита при флотации неклассифицированного материала. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу при кондиционировании на пульпу дополнительно воздействуют ультразвуковыми колебаниями, при этом.при кондиционировании перед первой и третьей стадиями флотации на пульпу воздействуют ультразвуковыми колебаниями с частотой 0,8-1,6 МГц и интенсивностью 0,6- 1,5 Вт/см, а перед второй стадией флотации - с частотой 15-40 кГц и интенсианостью 0,6-1,5 Вт/см2. При флотации на пульпу воздействуют ультразвуковыми колебаниями, при этом частота колебаний составляет 0,,6 мГц, а интенсивность 0,6-1,5 Вт/см . Флотация криолита интенсифицируется ультразвуковыми колебаниями и использованием эффекта комбинационного воздействия ультразвуком с различной частотой колебаний. При воздействии ультразвуком низких частот (15-40 кГц) интенсификация флотации обеспечивается кавитацией (диспергируются флотореагенты, очищается поверхность минеральных зерен). Ультразвуки с высокой частотой колебаний 0,8-1,6 МГц оказывают положительное влияние на адсорбцию реагентов на поверхности минеральных зерен вследствие влияния акустических микропотоков при полном отсутствии кавитации. Указанные отличия акустических полей различных частот соответствуют характеру протекания всех стадий флотационного извлечения криолита из руды. Первая стадия флотации криолита при воздействии ультразвука мегагерцевого диапазона частоты характеризуется ультразвуковым кондиционированием пузырьков, когда гасятся псевдопузырьки, слабые для флотации, и повышается качество концентрата. На второй стадии за счет ультразвуковой кавитации на частоте 15-40 кГц повышается активность флотореагентов и возрастает выход полезного продукта. На третьей стадии за счет ультразвукового кондиционирования на частоте 0,8-1,6 МГц повышается качество концентрата криолита. Если флотация протекает вяло и выход концентрата уменьшается, то ультразвук мегагерцевого диапазона частоты включается только при контактировании флотореагентов и выключается в момент собственно флотации. В тех случаях, когда флотация протекает бурно с ростом выхода пенного продукта, ультразвук включается как при контактировании, так и при собственной флотации (пеносъема и пенообразования), что позволяет погасить псевдопузырьки, слабые для флотации, и повысить качество концентрата. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность управлять флотацией с помощью ультразвука, зависящей от многих трудно учитываемых и регулируемый факторов (колебания вещественного состава питания, изменение активности флотореагентов, состава воды и т.д.). Повышение стабильности, степени извлечения криолита из редкометального сырья и осуществление флотации неклассифицированного материала, возможно только с учетом физических и физико-химических воздействий акустического поля разной частоты и интенсивности. Так кондиционирование пульпы с реагентами перед первой и третьей стадиями флотации криолита должно осуществляться без кавитации (кавитация вызывает диспергирование минералов и их перейзмельчение, создает турбулентные потоки), т.е. для этого необходимы высокие частоты мегагерцевого диапазона. Для получения ультразвука мегагерцевого диапазона частоты применяются пьезокерамические излучатели, толщина пластин которых зависит от частоты - чем выше частота, тем тоньше пластина излучателя: для частоты f 2 мГЦ толщина пластины должна быть менее 1 мм и излучатель подвержен механическому разрушению, что делает его непригодным для промышленных предприятий. Оптимальная частота 1 мГц, толщина пластины около 2 мм; для f 800 кГц толщина пластинь около 10 мм. Дальнейшее увеличение толшлны пластины нецелесообразно из-за роста габарита и веса излучателя- ультразвука. Исходя из вышеизложенного рабочие частоты выбирают в диапазоне 0,8-1,6 МГц. Выбф интенсивности ультразвука проводили экспериментальным путем. Опыты ставились при различной интенсивности 0,1; 0,5; 1; 1,5; 2 и 3 Вт/см и показали, что интенсивность звука должна быть не менее 0,5 Вт/см2, поэтому нижнюю границу интенсивности звука приняли 0,6 Вт/см.Заметное улучшение флотации было получено при интенсивности звука 1 Вт/см, затем повышение качества флотации замедляется, поэтому верхнюю границу интенсивности звука приняли равной 1,5 Вт/см2. Увеличение интенсивности звука свыше 2-3 Вт/см связано со значительными энергетическими затратами питающих генераторов и требует дорогостоящих излучателей специальной конструкции с концентрацией и фокусировкой ультразвуковых колебаний, что делает предлагаемый способ нерентабельным. С учетом вышеизложенного для кондиционирования пульпы с реагентами интенсивность звука сосГавляе - 0,6-1,5 Вт/см.

ида

1 основаная флотация

Ч:фл- 2 мин рН - 8,5-9 Концентрат 1

11 основная. флотацня

С,- 2 мин

Концентрат 2

Cr2(SO4)j 40 г/г, об ибошл

Ж.С. 1500 г/т;

AlNas 500 г/г;fj - 1 МГц;

I 0,6 Вт/см

СгЛЗО,), 40 г/т; AlNa 200 г/т;

ультразвук f- 19 кГц; I I Вт/см

Со (SO 4), 40 г/т; Ж.С. 400 AlNa 200 г/т;

Контр.флотацня Для обработки пульпы перед флотацией с целью повышения активности флотореагентов требуется наличие кавитации за счет дополнительного эмульгирования, достигаемого воздействием ультразвука с более низкой частотой. Поэтому для получения в этом случае положительного эффекта криолита .необходимы низкие частоты ультразвуковых колебаний в диапазоне 15-40 кГц. Интенсивность звука берется минимальной, достаточной для получения эффекта кавитации в гтульпе: чем ниже частота колебаний, тем при меньшей интенсивности звука .возникает кавитация (для 15 кГц достаточно 0,6 Вт/см, а для 40 кГц - 1,5Вт/см. Предлагаемый способ включает следующие технологические операции, Стадиальную флотацию криолита проводят в три приема в щелочной среде с извлечением криолита в пенный продукт, и последовательно вводят сульфат хрома, жид стекло и олеат натрия, при этом соотношение сульфата хрома и жидкого стекла составляет 0,125:1-0,133:1, кондиционирование пульпы с реагентами проводят под воздействием ультразвука частотой 0,8- 1,6 МГц и интенсивностью 0,6-1,5 Вт/см . Перед второй стадией флотации пульпу кондиционируют сульфатом хрома и олеатом натрия при воздействии ультразвука частотой 15-40 кГц и интенсивностью 0,6-1,5 Вт/см 2. Перед третьей стадией флотации пульпу дополнительно -кондиционируют сульфатом хрома, жидким стеклом и олеатом натрия, при этом соотношение сульфата хрома и жидкого стекла составляет 0,25:1-0,4:1, а кондиционирование пульпы проводят под воздействием ультразвука с частотой 0,8- 1,6 мГц и интенсивностью 0,6-1,5 Вт/см. Пример. Флотации подвергался криолит из восьми проб руд различного вещественного состава одного месторождения по следующей схеме:

Для получения сравнительных данных параллельно проводили флотацию тех же продуктов по той же схеме флотации, но без ультразвуковой обработки пульпьь

В обеих сериях опытов устанавливали величину извлечения криолита в концентрат (пенный продукт флотации) одинакового качества. Флотировали немагнитную фракцию хвостов гравитационного обогащения редкометальной руды и выделенный из нее класс крупностью - 0,1+0,044 мм, оптимальный для флотации криолита (по данным специальных исследований). Перед первой и третьей стадиями флотации пульпу во флотокамере обрабатывали ультразвуком с частотой колебаний 1 МГц, и интенсивностью звука 0,5 Вт/см , а перед второй флотацией - ультразвуком 19 кГц и интенсивностью 1 Вт/см .

В табл. 1 представлены результаты флотации криолита при получении концентрата одинакового качества (содержание Криолита i 15%) из немагнитной фракции хвостов гравитационного обогащения редкометальной руды.

Помимо првыщения степени извлечения криолита, как это видно из табл. 1, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет получить более стабильные показатели извлечения криолита при колебаниях вещественного состава руды (табл. 2).

Применение предлагаемого способа повышает среднее значение извлечения криолита при флотации неклассифицированного материала (всей немагнитной фракции) более чем на 20% (с 54,5 до 81,1%) и одновременно существенно, повыщает стабильность полученных величин извлече я (коэффициент вариации снизился с 2 до 27,1%). В результате использования ультразвука результаты флотации неклассифицировалного материала сравнялись с показателями флотации материала оптимальной крупности класса - 0,1 + 0,44 мм, что имеет важное значение при промышленной переработке руд для получения стабильных показателей обогащения.

Для получения сравнительных данных по выбору значений частоты колебаний и интенсивности ультразвука проводили серию опытов по той же схеме флотации как без ультразвуковой обработки пульпы, так и при разных значениях частоты колебаний и их интенсивности. Во всех опытах устанавливали величину извлечения криолита в концентрат (пенный продукт флотации) одинакового качества. Флотировали немагнитную фракцию хвостов гравитационного обогащения редкометальной руды и выделенный из нее класс крупностью - 0,1 +0,044 мм оптимальный ряд флотации криолита (по данным специальных исследований). Перед первой и и третьей стадиями флотации пульпу во флотокамере обрабатывали ультразвуком с частотой колебаний fi,3 800 кГц; 1 МГц и 2 МГц и интенсивностью Ji,3 0,5; 1 и 1,5 Вт/см , а перед второй флотацией - ультразвуком частотой fi 15; 19 и 40 кГц и интенсивностью Jj 0,5; 1

и 1,5 Вт/см 2 (табл. 3).

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить степень извлечения криолита (на 20%) и качество концентрата.

Таблица 1

tsч,

ЧОvo

ОСr

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КРИОЛИТА ИЗ РЕДКОМЕТАЛЬНОГО СЫРЬЯ по авт. св. № 1017386, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения криолита при флотации неклассифицированного материала при кондиционировании с реагентами, на пульпу дополнительно воздействуют ультразвуковыми колебаниями, при этом при кондиционировании перед первой и третьей стадиями флотации на пульпу воздействуют ультразвуковыми колебаниями с частотой 0,8-1,6 МГц и интенсивностью 0,6-1,5 Вт/см 2, а перед второй стадие р флотации - с частотой 15-40 кГц и интенсивностью 0,6-1,5 Вт/см 2. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения качества концентрата, при флотации на пульпу воздействуют yльfразвуковыми колебаниями, при этом частота колебаний составляет 0,81,6 МГц, а интенсивность 0,6-1,5 Вт/см 2.