Способ обогащения руд Советский патент 1992 года по МПК B03D1/00 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотационном обогащении руд,

Известен способ флотационного обогащения роуд, который включает обработку пульпы модификаторами, аэрационное кондиционирование пульпы, введение собирателя и вспенивателя и последующую флотацию 1.

В данном способе создаются условия гидрофобизации поверхности минералов и последующей их селективной флотации.

Недостатком данного способа является невысокое извлечение полезных материалов: не учитывается электрохимическая неоднородность поверхности минералов и поэтому при кондиционировании имеет место как чрезмерное окисление, таки недостаточная активация поверхности флотируемых минералов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ обогащения руд, включающий обработку пульпы реагентами,азрационное кондиционирование и последующую флотацию 2.

Данный спосб позволяет улучшить технологические показатети обогащения. Собиратель по мере активации поверхности минералов воздухом закрепляется на флотируемых частицах, адсорбционный слой ссг- бирателя на частицах минерала предохраняет их от чрезмерного окисления. Кроме того, в предлагаемом способе создаются условия для образования оптимального для флотации соотношения двух форм сорбции собирателя: химической и физической.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает достаточной

XI Х|

ю о о

селективности и полноты извлечения полезного минерала.

Целью предполагаемого изобретения является повышение технологических показателей и скорости флотации путем интенсификации процесса пул ьпопод готовки.

Поставленная цель достигается тем, что во время аэрационного кондиционирования пульпы выделяют пенный и камерный продукты, обрабатывают воздухом или газом пенный продукт и аэрируют камерный продукт, обработанный воздухом или газом, пенный продукт вводят в аэрируемый камерный продукт, При этом пенный продукт вводят в аэрируемый камерный продукт периодически и интервалом, равным 0,5 - 10% от времени аэрационного кондиционирования.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.

По мере активации минеральной поверхности воздухом происходит закрепление собирателя и, в первую очередь, на частицах, обладающих большей флотируемо- стыо, На легкофлотирующихся частицах собиратель образует полислойное покрытие, часто превышающее достаточное количество для закрепления частицы на пузырьке воздуха, в то время как труднофлотирующиеся частицы остаются на голодном пайке. При аэрационно.м кондиционировании пульпы с собирателем и вспенивателем (при флотации) в пену поднимаются, в первую очередь, частицы, обладающие большей флотируемостью, т.е. те части, которые покрыты собирателем с плотностью слоя, значительно превышающей мономолекулярное покрытие. Частицы же не покрытые или недостаточно покрытые собирателем, как правило, составляют потери или доизвлекаются в контрольных операциях с достаточно низкой эффективностью при дополнительных расходах собирателя.

В предлагаемом способе в кондиционировании перед флотацией предусматривается непрерывное или многократное пропускание пенного продукта - минерализованных пузырьков воздуха, аэрофлокул через слой пульпы. Минерализованные пузырьки представляют собой здесь гидрофо- бизирующие комплексы: частица с полислойным покрытием реагентов (собирателя, вспенивателя) - пузырек воздуха, которые благодаря своей незначительной инертности и скорости подъема в сравнении с просто минеральными частицами или пузырьками воздуха существенно повышают вероятность и время контакта их с труднофлотирующимися частицами. При этом взаимодействие завершается, как правило,

закреплением труднофлотирующейся частицы на минерализованном пузырьке воздуха и извлечением ее -в пену. Перед возвращением в аэрируемую пульпу пенный продукт обрабатывается воздухом или газом, что уменьшает степень минерализации пузырьков: пена становится более хрупкой, и происходит ее очистка от механической примеси пустой породы и де0 прессируемых минералов. Для интенсификации аэрационного кондициониования пенный продукт определенное время накапливают и возвращают в аэрируемую пульпу периодически. При накоплении

5 трехфазной пены и одновременном ее возвращении происходит значительное увеличение количества минерализованных пузырьков в объеме пульпы, что существенно повышает вероятность попадания труд0 ных частиц в пену.

Адсорбция собирателя на поверхности труднофлотирующихся частиц происходит как в пульпе непосредственно на минерализованных пузырьках, так и при каскадном

5 падении и накоплении трехфазной пены.

Предлагаемый способ аэрационного кондиционирования позволяет повысить скорость последующей флотации и увеличить извлечение полезного минерала в пен0 ный продукт главным образом за счет повышения извлечения труднофлотирующихся минеральных частиц. В зависимости от состава исходной руды, технологии обогащения, химических свойств применяемых

5 реагентов могут использоваться для обработки пенного продукта следующие газы: кислород, азот, сернистый газ. Например, кислород - для интенсификации процесса окисления депрессируемых минералов,

0 азот - для предотвращения окисления и уменьшения расхода сернистого натрия, сернистый газ - для усиления депрессии различных сульфидных минералов. Во всех случаях происходит повышение качества и

5 улучшение физических свойств (например вязкости) трехфазных пен.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходную руду измельчают, обрабаты0 вают модификаторами, вводят собиратель и вспениватель и проводят аэрационное кондиционирование с образованием трехфазной пены.

В качестве аэрационного устройства

5 может быть использована известная конструкция флотомашины типа Механобр, содержащая флотокамеру 1, крутопадающий пенный желоб 2, имеющий горизонтальную перегородку иприданный секции (пара флоТОКЯМвп) npTOV inK Ч woTnnuiM оопоот а

аэрирующим, блок-импеллер 4. Стрелками показаны движение пульпы, пены, подача воздуха. Для успешного продвижения пульпы и пены по аэрационному устройству в нем должны быть убраны межкамерные перегородки. Шибер аэрационной машины 5 регулирует уровень пульпы и выполняется переливного типа для обеспечения беспрепятственной выгрузки пульпы и пены. Трехфазная пена снимается в желоб пеногоном или самотеком. В блок-импеллерах, соединенных с аэрирующим патрубком 3, остальные воздушные патрубки наглухо закрыты,

что улучшает условия возвращения пенного продукта в пульпу. Периодический возврат накопленной в желобе пены осуществляется автоматическим открыванием горизонтальной перегородки и смывом пенного продукта в нижнюю часть желоба. Для этого могут быть использованы датчик реле времени и электромеханическое устройство. При каскадном падении и накоплении трехфазная пена частично разрушается. Для успешного всасывания бло- кимпеллером флотомашины и последующей диспергации трехфазной пены с образованием минерализованных пузырьков воздуха необходимо трехфазную пену подавать в пульпу в совместной струе с воздухом. При смешивании пены с воздухом также уменьшается степень минерализации пены, что увеличивает транспортирющую способность минерализованного пузырька. Воздух подается в нижнюю часть пенного желоба, по касательной к дну желоба и аэрирующего патрубка 3. Подача воздуха в процесс кондиционирования - непрерывная,расход его может составлять в зависимости от содержания флотируемых минералов 1-6 м /мин на 1 м3 пульпы. Необходимое время кондиционирования устанавливается уровнем пульпы и количеством флотокамер в аэраци- онном устройстве.

Оптимальное время аэрационного кондиционирования для каждого типа руд определяется экспериментальным путем.

Сравнительные эксперименты проводились на пробах лопаритовой редкоме- тальной руды и медно-никелевого файн- штейна. Результаты приведены в таблице.

Опыт 1. Известный способ. Измельченную до крупности 75% класса 0,071 мм ре- дкометальную руду (шламовый концентрат гравитационной фабрики)загружали в камеру 1 л флотомашины, обрабатывали кремнефтористым натрием 6 мин до рН 5,0- 5,2, вводили собиратель - стиролфосфоно- вую кислоту (500 г/т) и вспениватель Т-80 (100 г/т), проводили аэрационное кондиционирование в течение 10 мин при содержании твердого 33% и расходе воздуха 1 л/мин на 1 л пульпы и флотировали 9 мин.

В результате получили концентрат с выходом 42,13% при извлечении лопарита 5 93,02% и эффективности обогащения 75,56%.

Эффективность рассчитывалась как разница извлечений в концентрат флотиру- - емых и депрессируемых минералов.

0Опыт 2. Предлагаемый способ. Подготовленную, как в опыте 1, пульпу аэрировали 10 мин со стиролфосфоновой кислотой и Т-80 с выделением пенного продукта, обработкой его воздухом и непрерывным введе5 нием его в аэрируемый камерный продукт и флотировали 8 мин.

В результате получили концентрат примерно с таким же выходом при извлечении лопарита 95,15% и эффективности обогаще0 ния 78,19% вместо 75,56% по известному способу.

Опыты 3,4,5. Предлагаемый способ, Подготовленную, как в опыте 1, пульпу аэрировали 10 мин со стиролфосфоновой

5 кислотой и Т-80 с выделением пенного продукта обработкой его воздухом и периодическим возвращением его в аэрируемую пульпу с интервалом соответственно 3, 24, 60 с (что составляет 0,5; 4,0 и 10,0% от общего

0 времени аэрации) и флотировали 8 мин.

Аэрационное кондиционирование с периодическим введением пенного продукта имеет преимущество перед непрерывным введением трехфазной пены в интервале

5 от 3 до 60 с. При увеличении времени более 60 с накопления пенного продукта происходит снижение извлечения полезного минерала в концентрат, а при уменьшении менее 3 с положительного эффекта не про0 является.

При аэрационном кондиционировании с периодическим возвращением пенного продукта с интервалом 24 с (4,0% времени аэрации), в сравнении с непрерывным воз5 вращением, извлечение лопарита в концентрат увеличивается на 3,07%, а эффективность на 3,90%.

В предлагаемом способе (опыты 2,3,4,5) скорость флотации лопарита (извлечение

0 полезного компонента в единицу времени) увеличилась в сравнении с известным способом в 1,15-1,2 раза.

Опыт 6. Известный способ. Измельчен- 5 ный до крупности 90% класса 0,045 мм мед- но-никелевый файнштейн обрабатывали едким натром (рН 12,5), загружали в 1 л камеру флотомашины, вводили собиратель - бутиловый ксантогенат калия (700 г/т), аэрировали в течении 15 мин при содержании

твердого 33% и расходе воздуха 1 л/мин на 1 л пульпы и флотировали 8 мин.

В результате получили медный и никелевый концентраты: медный концентрат с выходом 57,15% при извлечении меди 86,66% и никеля 19,77%. Эффективность обогащения составила 66,89%.

Опыт 7, Предлагаемый способ. Подготовленную, как в опыте 6, пульпу аэрировали в течение 15 мин с выделением пенного продукта, обработкой его воздухоа и непрерывным возвращении в аэрирующую пульпу и флотироваои 7 мин.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить эффективность обогащения но 6,10% в сравнении с известным способом.

Опыты 8, 9, 10. Предлагаемый способ. Аэрационное кондиционирование проводят с периодическим введением обработанного воздухом пенного продукта с интервалом соответственно 4,5, 22,5 и 90 с, что составляет соответственно 0,5; 2,5 и 10% от времени аэрационногокондиционирования.

Флотационное разделение медно-нике- левого файнштейна с применением аэрции пульпы с периодическим введением пенного продукта в интервале от 4,5 до 90 с позволяет улучшить технологические показатели з сравнении с применением аэрации с непрерывным возвращением трехфазной пе- ны. При аэрации с периодическим возвращением пенного продукта с интервалом 22,5 с, в сравнении с непрерывным возвращением, извлечение меди в концентрат увеличивается на 2,42%, а эффективность обогащения на 4,05%.

Применение аэрационного кондиционирования с выделением образующегося пенного продукта и введением его в аэрируемый камерный продукт позволяет увеличить скорость флотации медных сульфидов в 1,18-1,24 раза в сравнении с известным способом.

Опыт 11,12. Предлагаемый способ. Подготовленную, как в опыте 6, пульпу аэрировали в течение 10 мин с выделением пенного продукта, обработкой его кислородом, непрерывным введением его в аэрируемую пульпу (опыт 11) и с периодическим введением его в аэрируемую пульпу с интервалом 22,5 с.

Применение кислорода в кондиционировании позволяет интенсифицировать

процесс пульподготовки и уменьшить время аэрации примерно в 1,5 раза.

Флотационное разделение файнштейна по данному способу позволяет улучшить

технологические показатели в сравнении с известным способом: в опыте 11 извлечение меди в концентрат увеличивается на 4,75%, эффективность разделения на 7,05%, в опыте 12 извлечение меди в концентрат увеличивается на 6,66%, эффективность разделения на 8,14%.

Скорость флотации в опытах 11,12 увеличивается в сравнении с известными соответственно в 1,20 и 1,23 раза.

Опыты 13, 14. Предлагаемый способ. Опыты 13, 14 проводились аналогично опытам 11,12, только аэрационное кондиционирование проводилось в течении 15 мин и вместо кислорода обработка пенного продукта осуществлялась азотом.

Применение азота в кондиционировании по предлагаемому способу позволяет улучшить технологические показатели в сравнении с известным способом: в опыте

13 извлечение меди в концентрат увеличивается на 5,73%, эффективность разделения на 6,30%, в опыте 14 извлечение меди в концентрат увеличивается на 8,28%, эффективность разделения на 9,27%.

. Скорость флотации в опытах 13, 14 увеличивается в сравнении с известным соответственно в 1,22 и 1,25 раза (см. таблицу).

Формула изобретения

1. Способ обогащения руд, включающий обработку пульпы реагентами,аэрационное кондиционирование и последующую флотацию, отлич-ающийся тем, что, с цел 3io

повышения технологических показателей обогащения и скорости флотации путем интенсификации процесса пульпоподготовки, во время аэрационного кондиционирования пульпы выделяют пенный и камерный продукты, обрабатывают воздухом или газом пенный продукт и аэрируют камерный продукт, обработанный воздухом или газом пенный продукт вводят в аэрируемый камерный продукт.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что пенный продукт вводят в аэрируемый камерный продукт периодически с интервалом, равным 0,5-10,0% от времени ээрационного кондиционирования.

Исходная пульпа обработанная

Использование: при флотационном обогащении различных руд. Сущность: во время аэрационного кондиционирования пульпы выделяют пенный и камерный продукты, об- рабатывают воздухом или газом пенный продукт и аэрируют камерный продукт, обработанный воздухом или газом пенный продукт вводят в аэрируемый камерный продукт. При этом пенный продукт предварительно накапливают и вводят в аэрируемый камерный продукт периодически с интервалом, равным 0,5-10,0% от времени аэрационного кондиционирования. Непрерывное или многократное пропускание пен- ного продукта - минерализованных пузырьков воздуха через слой пульпы позволяет интенсифицировать процесс пуль- поподготовки, который в свою очередь повышает веооятность извлечения труднофлотирующихся ценных частиц 2 з.п.ф-лы, 1 ил. 1 табл.

2 воздух /газ/воздух /газ/воздух /таз/

Выход на флотацию