Флотация полиметаллических руд

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Восточно-Казахстанский государственный технический университет

им. Д. Серикбаева

Горно-металлургический факультет

Кафедра "Химия, металлургия и обогащение"

Реферат

по дисциплине: "Проектирование обогатительных фабрик"

На тему: "Флотация полиметаллических руд"

Выполнил:

студент группы 10-ОП-1

Дударев В. Н.

Проверил:

преподаватель

Быков Р.А.

Усть-Каменогорск

2013

Содержание

Введение

1. Технологические схемы обогащения полиметаллических руд

2. Методы селекции медно-свинцовых концентратов

3. Технология разделения медно-свинцово-цинково пиритного концентрата

4. Режимная карта отделения флотации

Заключение

Список литературы

Введение

ФЛОТАЦИЯ (французским flottation, английский flotation, букв. -- плаванье на поверхности воды * а. flotation; н. Flotation, Flotatieren, Schaumschwimnaufereitung; ф. flottation; и. flotacion) -- процесс разделения мелких твёрдых частиц (главным образом минералов) в водной суспензии (пульпе) или растворе, основанный на избирательной концентрации (адсорбции) частиц на границах раздела фаз в соответствии с их поверхностной активностью или смачиваемостью. Гидрофобные (плохо смачиваемые водой) частицы избирательно закрепляются на границе раздела фаз (обычно газа и воды) и отделяются от гидрофильных (хорошо смачиваемых водой) частиц. Флотация -- один из основных методов обогащения полезных ископаемых, применяется также для очистки воды оторганических веществ (нефти, масел), бактерий, тонкодисперсных осадков солей и др. Помимо горноперерабатывающих отраслей промышленности флотация используется в пищевой, химической и других отраслях для очистки промышленных стоков, ускорения отстаивания, выделения твёрдых взвесей и эмульгирования веществ и т.п. Широкое применение флотации привело к появлению большого количества модификаций процесса по различным признакам

1. Технологические схемы обогащения полиметаллических руд

Полиметаллические медно- свинцово- цинковые руды являются наиболее сложными и трудными объектами для селективной флотации. Характерной особенностью этих руд является то, что наряду с галенитом и сфалеритом медь представлена различными сульфидами: первичным (халькопиритом) и вторичными (борнит, халькозин и ковеллин). Сложность руд усуглубляется еще присутствием значительного количества сульфидов железа-пирита и др.

Для флотационного обогащения этих руд известны три принципиальные схемы: 1) схема прямой селективной флотации; 2) коллективно-селективная схема; 3) полная коллективная флотация в голове процесса с последующим разделением медно-свинцово-цинково-пиритного концентрата на одноименные концентраты.

Целесообразность и преимущество той или иной схемы обогащения определяется содержанием в руде меди и серы. При переработке руд с небольшим содержанием серы преимуществом схемы коллективно-селективной флотации, несмотря на более высокий расход реагентов, является получение пиритсодержащего продукта виде хвостов селекции коллективного концентрата. Однако при увеличении содержания серы выход коллективного концентрата возрастает до 60%, и преимущества коллективно-селективной схемы снижаются.

При содержании в руде серы более 25% применение схемы прямой селективной флотации позволяет повысить извлечение меди по сравнению со схемой коллективно-селективной флотации на 3-6%, рис. 3.4. [3].

Зависимость извлечения меди Е от содержания меди в в руде при содержании серы более 25%

1 - прямая селективная флотация; 2 - коллективно-селективная флотация

Для руд, содержащих первичные сульфиды меди, с незначительной активацией сульфидов цинка использование прямой селективной флотации позволяет получить наиболее высокие технологические показатели. Это обусловлено тем, что отделить сульфидные минералы меди от цинковых легче до активации сульфидов цинка, которая потребовалась бы в случае коллективной флотации.

Схема прямой селективной флотации применяется очень редко.Такая схема применяется на фабрике "Лайк -Джордж" и "Маунт-Аиза" "Вудлон Майнз" (Австралия), на фабрике "Агенейс" (ЮАР) "Кид-Крик" (Канада). Недостатком прямой селективной флотации являются большие расходы на измельчение, так как вся руда подвергается измельчению до крупности, необходимой для освобождения всех сульфидов не только от пустой породы, но и друг от друга. Кроме того в большом обьеме рудный пульпы необходимо создать нужную концентрацию реагентов, что обуславливает применение больших расходов.

На большинстве фабриках сначало проводится флотация медных минералов с подавлением других сульфидов сернистой кислотой, подаваемой в виде сернистого газа, крахмала и извести , рН обычно составляет 5,6-6,0. После медной флотации рН -содой поднимается до 8,0.

В свинцовом цикле для депресии сфалерита и пирита применяются цианид и цин ковый купорос. Цинковый и пиритный конценнтраты выделяются по стандартным схемам.

Наибольшее распространение получила схема коллективно-селективной флотации. Хотя она применяется часто и является как бы главной схемой, но ей присуще существенные недостатки (они хорошо известно флотаторам).

Первый недостаток относится к реагентному режиму медно-свинцового цикла. Известно, что в этом цикле для депресии сфалерита и пирита применяются цианиды и цинковый купорос. Расход цианида , как бы малым не был, отрицательно сказывается на флотации медных сульфидов. Какая-то часть их всегда теряется в хвостах медно-свинцовой флотации. При снижении расхода цианида для полной флотации сульфидов меди часть сфалерита переходит в медно-свинцовый концентрат. Таким образом, применяющиеся реагентные режимы в этом цикле является компромиссными.

Вторым моментом является то, что при селекции медно-свинцового концентрата не всегда соблюдается принцип-флотаруй что мало, депрессируй что много. Соотношение сульфидов меди к свинцу не всегда благоприятно для меди, хотя в большинстве случаев содержание меди меньше, чем свинца. Однако, невсегда удается эффективно депрессировать галенит. Главной причиной, как известно, является наличие в руде вторичных сульфидов меди. Поэтому хотя содержание свинца преобладает над содержанием меди, приходится депрессировать медных сульфидов.

Третий момент, на который практический не обращается внимание и он практический не изучен, это-влияние на флотирующихся минералов большая масса частиц неподлежащихся флотации, например, масса пустой породы.

Отрицательные действие их многообразно. Вот некоторые из них: непрерывное столкновение их с флотирующимися частицами как в пульпе, так и на воздушном пузырке, твердые частицы (как кварц) сталкиваясь с мягкими приводят к ошламованию их, повышает расход реагентов, снижает их адсорбцию их и т.д.

Третий тип схемы -полная коллективная флотация в голове процесса имеет определенные преимущества перед коллективно-селективной схемой. К ним можно отнести следующие:

1. Для выделения коллективного концентрата измельчение руды можно проводить грубее. Здесь нет необходимости в полном раскрытии всех сульфидов друг от друга. Измельчение зависит от характера вкрапленности сульфидов. В любой полиметаллической руде часть сульфидов агрегатно вкраплены. Чем выше агрегативность, тем грубее проводится измельчение. Следовательно, при этим может быть существенно снижены затраты на измельчение (особенно энерго затраты).

2. Созданием оптимального реагентного режима из руды сульфидов можно выделить с максимальным извлечением.

3. Доизмельчается лишь коллективный концентрат, выход которого весьма незначителен.

4. Снижаются расходы реагентов при селективной флотации.

5. Уменьшается фронт флотации, то есть значительно сокращается число камер.

2. Методы селекции медно-свинцового концентрата

Трудности селекции коллективного медно-свинцового концентрата общеизвестны. К настоящему времени придумано и разработано очень много методов селекции их. Насчитывается около двадцати методов, а на деле применяются три-четыре метода. Они делятся на две группа: цианидные и бесцианидные. Бесцианидные, за исключением хромпикового, в основном связаны с применением сульфоксидов (сернистый газ, сернистая кислота, сульфит натрия и тиосульфат) в сочетании с железным, цинковым и медным купоросом и с различными окислителями. Из них два реагента, цианид и хромовая соль, дают хорошие результаты, но при одном условии: медь должна быть представлена только халькопиритом или с минимальным содержанием вторичных сульфидов меди. Цианидный метод предпочтителен если меди больше свинца и наоборот.

Из сульфоксидных хорошо известным стал- сульфитный метод, где сульфит-натрия применяется с железным купоросом , после десорбции, при рН-5,6-5,8 с подогревом пульпы. Медный концентрат получается высококачественным, но свинцовый концентрат сравнительно низкого качества, так как сфалерит и пирит, перешедший в медно-свинцовый концентрат, остаются в камерным продукте. Этот метод не пошел на других фабриках.

В связи с трудностями селекции медно-свинцового концентрата длительное время исследовались различные варианты в направлении сокращения расхода цианидов или замены их нетоксичными соединениями.

Для депрессии галенита при бесцианидном выделении минералов меди могут применяться как реагенты окислители, так и восстановители. В некоторах работах приводится сведения о возможности селективной флотации в качестве депрессора медных минералов перманганата калия или сочетания его с другими реагенттами ( предложен армянскими авторами). Способ с применением хромовых солей для депрессии галенита эффективен в том случае, если медь представлена в основном халькопиритом и содержание свинца в медно-свинцовом концентрате достаточно для получения кондиционного свинцового концентрата без перечисток в виде камерного продукта, так как после подавления бихроматом флотируемость галенита восстановливается плохо. Кроме того, подавляется и флотация сфалерита, перешедшего в медно-свинцовый концентрат, что затрудняет получения высококачественного свинцового концентрата.

Номенклатура реагентов-восстановителей для депрессии галенита, применяемых при бесцианадном способе разделения медно-свинцового концентрата, довольна обширна.

Они включает такие сульфоксидные соединения, как сернистый газ и сернистую кислоту, сульфит и тиосульфат натрия. Они применяются, как правило , в сочетании с другими реагентами. К наиболее распространенным сочетаниями можно отнести сернистую кислоту и бихромат калия, сульфит натрия и цинковый купорос, сульфит натрия и железный купорос.

Характерным является то, что при применении сульфоксидных соединений глубокое депрессирующее действия на галенит имеет место в пределах оптимальных значений рН -5,8-6,0.

Следует отметить, что эффективность применения сульфоксидных соединений снижается в присутствий вторичных сульфидов меди. Свинцовый концентрат получается невысокого качества из-за перехода в него сфалерита.

Таким образом, флотационному обогащению медно-свинцово-цинковых руд, а также селекции полученного из него коллективных концентратов по коллективно-селективный схеме (т.е. по первой) по ряду вышеприведенных причин присущи существенные недостатки.

3. Технология разделения медно-свинцово-цинково-пиритного концентрата

Разделение коллективного сульфидного концентрата в настоящее время осуществляется по двум различным схемам: по первой из него выделяется медно-свинцовый концентрат при депресии сфалерита и пирита цинковым купоросом и цианидом. Из хвостов медно-свинцовой флотации в известковой среде после активации извлекают цинковый концентрат. Хвосты цинковый флотации являются пиритным концентратом. Недостатком этой схемы были рассмотрены выше. Они также повторяются и здесь. Разница лишь в том что коллективный концентрат состоит в основном из сульфидных минералов., а пустая порода практический отсутствуют. Кроме того, расход реагентов здесь значительно меньше, чем при выделении медно-свинцового концентрата из руды.

По второй схеме сначала выделяют медный концентрат при депрессии других сульфидов обработкой коллективного концентрата сернистым газом, цинковым купоросом, известью крахмалом при рН пульпы 5,8-6,3. Из хвостов медной флотации флотируют галенит после обработки пульпы цианидом, цинковым купоросом и содой при рН=8,0-8,5. Далее выделение цинкового и пиритного концентрата производится стандартным способом.

Такая схема при селекции коллективного концентрата применяется на ряде фабрик Японии ( "Ханава", "Шаканай" и др.). Аналогичная технология была разработана в свое время селекции коллективного концентрата из руд Белоусовского месторождения ВНИИцветметом. После аэрациипульпа в присутствии сульфита натрия и железнего купороса при рН =5.8-6.0 в медном цикле достигается хорошая селекция минералов меди от других сульфидов. Однако удовлетворительное извлечение свинца из хвостов медной флотации становится возможным только после применения цианида (250-350 г/т) в щелочной среде (рН=9-10) для активации галенита.

Таким образом, в настоящее время как по первой схеме, так и по второй схеме в ассортимент применяемых реагентов входит цианид: в первом случае для депрессии сфалерита и пирита в медно-свинцовом цикле, а во втором случае в медном цикле цианид не применяется и создается благоприятные условия для извлечения меди, но для активации галенита и депрессии сфалерита и пирита он оказался необходимым реагентом. В связи с этим встает вопрос: какой схеме селекции медно-свинцово-цинкового концентрата можно отдать предпочтение? Прежде всего, необходимо остановится на целесообразность применения коллективно-селективной схемы выделения из руды медно-свинцового концентрата или полной коллективной схемы всех сульфидов в голове процесса с дальнейшим разделением сульфидов в одноименные концентраты. На основе анализа вышеприведенных данных, на наш взгляд, применение полной коллективной схемы в голове процесса имеет некоторые преимущества. Во первых, существенно сокращаются расходы реагентов и фронт флотации. Во вторых, при выделении из него медного концентрата не имеет значения то, что во многих случаях содержание меди в руде меньше, чем свинца, что играет немаловажную роль при разделении медно-свинцового концентрата. В третьих, при коллективной флотации удается полнее извлечь всех сульфидов в коллективный концентрат с минимальными потерями их в отвальных хвостах. Наиболее сложным и малоизученным вопросом селективного разделения коллективного концентрата является последующая селективная активация галенита из "хвостов" медной флотации. Одной из трудностью его активации является то, что медный цикл проводится с применением сочетания сульфоксидного соединения совместно с солями (цинковым или железным купоросом) при рН=6.0. При этом активировать галенит селективно, сохраняя депрессию сфалерита и пирита без применения цианида невозможно.

4. Режимная карта отделения флотации

Режимная карта отделения флотации включает в себя ассортимент реагентов по отдельным стадиям, их расход, плотность пульпы по операциям.

При флотации медно-цинковых вкрапленных руд в качестве собирателя используют преимущественно бутиловый ксантогенат. находясь в поверхностном слое на минерале в виде соли тяжелого металла и окисленной формы - диксантогенида, ксантогениды способствуют выравниванию скорости флотации медных минералов, сфалерита и пирита. В цикле селекции минералов меди и цинка требуется создать такие условия, чтобы поверхность медных минералов оставалась гидрофобной, а цинковой обманки - гидрофильной. Для этого в измельчение подается сульфид натрия Na2S в сочетании с цинковым купоросом для глубокой депрессии цинковой обманки. Для подавления пирита подается известь [9].

Реагенты-активаторы способствуют закреплению собирателя на минеральной поверхности. Катион цинка в сфалерите образует с ксантогенатом легкорастворимое соединение, и сфалерит не адсорбирует ксантогенат; адсорбция усиливается, если катион цинка заменить катионом меди - активатором сфалерита. Для этого в цинковую флотацию добавляют медный купорос [9].

ZnS + Cu2+ > CuS +Zn2+

Удалить пленку с окислов железа с поверхности можно серной кислотой

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O

Для этого в пиритную флотацию добавляют активатор - серную кислоту [10], в результате пирит адсорбирует собиратель.

Режимная карта представлена в табл. 1.

Таблица 1 Режимная карта отделения флотации

Заключение

полиметаллический руда флотация селективный

Полиметаллические медно- свинцово- цинковые руды являются наиболее сложными и трудными объектами для селективной флотации.

Для флотационного обогащения этих руд известны три принципиальные схемы: 1) схема прямой селективной флотации; 2) коллективно-селективная схема; 3) полная коллективная флотация в голове процесса с последующим разделением медно-свинцово-цинково-пиритного концентрата на одноименные концентраты.

Список литературы

1. Конев В.А. "Обогащение руд", 1966, №1

2. Вериго К.Н. , Минаева М.Г. Организация обогащения медно-свинцово-циновых и медно-цинковых руд в Японии. / Бюллетень "Цветная металлургия", 1967, №16

Размещено на Allbest.ru