Флотационные методы обогащения

Сульфит, гипосульфит, хромпик и монохромат практически не депрессируют халькопирита, что позволяет разделять PbS и CuFeS2 из их коллективных концентратов с применением хроматов.

Борнит Cu3FeS3 содержит Cu 55,5%, твердость 3, плотность 5,1. Большей частью Cu3FeS3 вторичный сульфид. Сравнительно устойчив к окислению. По своим флотационным свойствам борнит занимает промежуточное положение между халькозином и халькопиритом. Так же как и CuFeS2, он чувствителен к цианиду. По флотационным свойствам уступает халькозину, но в мелких классах не отличается от него.

Ковеллин CuS содержит Cu 64,4%, твердость 1-2, плотность 4,5. Ковеллин является вторичным сульфидом. Он чрезвычайно хрупок и мягок (особенно сажистый ковеллин). CuS уступает по своей флотируемости халькопириту.

При применении извести при флотации медных руд для подавления пирита и пирротина pH пульпы поддерживают в пределах 8,5-10 на рудах с халькопиритом и около 12, если в руде имеются халькозин и борнит. Совместно с известью применяют при пирите, активированном медью, некоторое количество цианида (до 200-300 г/т). При наличии в руде свободного золота вместо извести (депрессируют золото) целесообразнее применять соду. В последнее время применяют вместо отдельных собирателей их сочетания (например, бутиловый и изопропиловый ксантогенаты, ксантогенат и дитиофосфат). Применение дитиофосфатов позволяет получить медный концентрат более чистый по пириту.

Технологическая схема обогащения.

Руда.

                                          Измельчение 40-55% кл. -0,074 мм.

pH=8, Na2S 100г/т, БКК 120г/т,

50г/т, с. м. 60г/т.                        Классификация.

                                    Коллективная Cu-FeS2 флотация.

                                 Контрольная.

              Сгущение.              к-т

      Слив.

              Измельчение 95% кл. -0,074 мм.

              Хвосты в отвал.

              Классификация.             

                                                                pH=11 CaO 1,5кг/т, Na2S 100г/т,

                                                    БКК 120г/т, с. м. 60 г/т.

              Основная Cu флотация.

              к-т              хв

              Перечистная.              Контрольная.

              Основная FeS2 флотация.

              Медный концентрат.

              к-т

pH=7 H2SO4, БКК 100г/т, с. м. 40г/т.              Перечистная.

Пиритный концентрат.

Расчет качественно-количественной схемы.

       Содержание.

        исходное:                           

        в медном концентрате:    

        в пиритном концентрате:

        в хвостах:                          

Производительность Q=5 000 т/сут.

      Расчетные формулы:

                Расчеты:

т/сут.,

т/сут.,

т/сут.

Таблица 2.

Данные расчета двухкомпонентной руды (Сu-FeS2).

III Трехкомпонентная руда (Cu-Zn-Pb).

Полиметаллические руды содержат галенит, сульфиды меди, сфалерит, пирит и пустую породу. В некоторых случаях отдельные минералы содержаться в непромышленных количествах и “трехметальная” руда переходит в одну из разновидностей биметаллической руды.

Суммарное содержание цветных металлов в перерабатываемых полиметаллических рудах обычно превышает 2-3%. Основные сульфидные минералы в рудах: галенит (86,6% Pb), сфалерит (67% Zn), халькопирит (34,5% Cu), пирит (46,6% Fe). В некоторых рудах встречается пирротин.

Окисленные минералы в сульфидных полиметаллических рудах обычно содержатся в малых количествах. Часто присутствуют золото и серебро, связанные в виде тонкодисперсной вкрапленности с пиритом, халькопиритом, галенитом и в меньшей степени – сфалеритом.

Для полиметаллических руд характерна “агрегатная” вкрапленность: отдельные сульфиды тесно срастаются между собой, образуя агрегаты, которые в свою очередь вкраплены в пустую породу. Для освобождения агрегатов из сростков с породой обычно достаточно измельчение до 45-55% класса -0,074 мм, а для раскрытия сульфидов из агрегатов необходимо тонкое измельчение до 90-99% класса -0,074 мм. В отдельных случаях требуется более тонкое измельчение.

Задача обогащения полиметаллических руд состоит в получении кондиционных медного, свинцового, цинкового и пиритного концентратов с максимальным извлечением в них одноименных компонентов. Иногда выделение пиритных концентратов экономически невыгодно, тогда пирит вместе с пустой породой направляется в хвосты.

Галенит (свинцовый блеск) PbS содержит 86,6% Pb, плотность 7,5 г/см3, твердость 2,5. Обычные примеси: серебро (до десятых долей процента), медь, цинк, иногда селен (встречается в виде тонких включений). Галенит является наиболее важным и распространенным в сульфидных рудах минералом свинца. Он весьма эффективно флотируется сульфгидрильными и оксигидрильными собирателями (последние ввиду пониженной селективности не применяются). Сильно окисленный галенит легко флотируется при применении сульфидизатора. Цианиды и цинковые соли не депрессируют, а медный купорос не активирует галенит, но в некоторых случаях депрессия и активация наблюдается. Эффективные депрессоры галенита – хромовые соли. Галенит депрессируется известью и ионами тяжелых металлов. Флотация протекает успешно при pH до 9-10 (при использовании соды и других водорастворимых щелочей). Галенит легко переизмельчается.

Сфалерит (цинковая обманка) ZnS содержит 67,1% цинка, плотность 4,1 г/см3, твердость 3-4. Сфалерит является основным промышленным минералом цинка. Катионы цинка в решетке сфалерита легко замещаются катионами других металлов, особенно меди и железа. Содержание железа изменяет цвет сфалерита от белого бесцветного (клейофан) до темных, железистых разновидностей (марматит), содержащих до 20% железа. Почти всегда сфалерит содержит в виде изоморфной примеси кадмий, индий и галлий. Адсорбция этилксантогената снижается с увеличением содержания железа; последнее приводит также к повышению эффективности аэрации, вызывающей повышение сорбции ксантогената. Незначительные концентрации ионов меди резко активируют сфалерит. Все разновидности сфалерита депрессируются цианидами, действие которых усиливается совместным применением цинкового купороса (при этом расход цианида резко снижается). Депрессия цианида легко устраняется применением медных солей. Избыток последних весьма нежелателен, так как вызывает активацию пирита и загрязнение им цинкового концентрата, увеличение расхода собирателя. Цианид способен депрессировать цинковую обманку даже в тех случаях, когда она сфлотирована и покрыта адсорбционным слоем ксантогенатов. Способность сфалерита активироваться медью и флотироваться в широком диапазоне значений pH и в сильнощелочной (в том числе известковой) позволяет разделять сфалерит от пирита.

В цикле свинцово – медной флотации галенит и халькопирит отделяют от сфалерита, пирита и пустой породы. Флотация ведется в слабощелочной среде (pH=7-9), создаваемой обычно загрузкой соды и реже известью при дозировках цианида 25-100 г/т и сернокислого цинка в количестве, в 5-10 раз превышающем загрузку цианида натрия.

В цикле разделения медно – свинцового концентрата галенит отделяется от сульфидов меди следующим способом. Галенит депрессируется хромпиком в слабокислой или слабощелочной среде (pH=6-8), а халькопирит и другие сульфиды меди флотируются. Расход Na2Cr2O7 от 0,5 до 1,5 кг/т концентрата.

В цикле цинковой флотации сфалерит отделяется от пирита и пустой породы. Для депрессии пирита флотацию ведут в сильнощелочной среде (pH=12), создаваемой загрузкой извести. Для активации сфалерита добавляют сернокислую медь в количестве по безводной соли 0,2-0,4 кг/т твердого в питании.

Технологическая схема обогащения.

Руда

pH=9 CaO 1кг/т, ZnSO4 1,5кг/т,                           Измельчение 65-95% кл. -0,074 мм.

NaCN 100г/т, БКК 120г/т,

с. м. 60г/т.              pH=12 CaO 1,5кг/т,

                      Цикл Cu-Pb флотации.              CuSO4 0,4 кг/т,

pH=8 CaO, Na2Cr2O7 1 кг/т к-т,                                                                      БКК 120г/т,

БКК 120г/т, с. м. 60г/т.              с. м. 60г/т.

          Цикл селективной Cu-Pb флотации.                    Цикл Zn флотации.

              к-т              хв

Cu концентрат.              Pb концентрат.              Zn концентрат              Хвосты.

Расчет качественно-количественной схемы.

       Содержание.

        исходное:                           

        в медном концентрате:    

        в свинцовом концентрате:

        в цинковом концентрате: 

        в хвостах:                          

Производительность Q=5000 т/сут.

Расчетные формулы:

Расчеты:

т/сут.,

т/сут.,

т/сут.,

т/сут.

Таблица 3.

Данные расчета трехкомпонентной руды (Сu-Pb-Zn).