Способ обогащения полезных ископаемых

Способ обогащения полезных ископаемых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 (19) (И) оп ф В 03 D 1 00

ВСЮ(K . - И (3 ""

Tl"(.. ° ..6 .

МЯЛИ(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21) 3651649/22-03

,(22) 22.06.83 (46) 07.03.86. Бюл. N - 9 (71) Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых (72) И.Б. Рубинштейн, Л.А. Руданов- ская и Я.И. Мнсуловин (53) 622.765(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 173665, кл. В 03 D.1/00, 1963.

Авторское свидетельство СССР

У 440160, кл. В 03 D 1/24, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Р 258964, кл. В 03 D 1/14, 1967. (54)(57) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ, включающий предварительное кондиционирование исходного сырья с реагентами и флотационное разделение компонентов при обработке пульпы магнитным полем, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения извлечения полезных компонентов в одноименные концентраты и качества концентратов путем повышения селективности разделения частиц с различной магнитной восприимчивостью, обработку пульпы проводят неоднородным магнитным полем с постоянным по высоте зоны флотационного разделения градиентом напряженности, при этом напряженность магнитного поля устанавливают максимальной в зоне концентрации частиц с большей магнитной восприимчивостью.!

2!5747

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых н может быть использовано в угольной, горнорудной, химической и металлургической отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение извлечения полезных компанентов в одноименные концентраты и качества концентратов путем повышения селективности,раэделения частиц с различной магнитной восприимчивостью.

Процесс флотации ведут с одновременным наложением неоднородного магнитного поля, напряженность которого йзменяют по высоте камеры флотамашины, причем максимум напряженности устанавливают в зоне аккумуляции наиболее парамагнитной фрак" ции, При таком способе воздействия на минералы разделение частиц даже со слабыми магнитными свойствами происходит не только в соответствии с их поверхностными свойствами (как в обычном Алотационном процессе), но и в зависимости ат их большей или меньшей магнитной восприимчивости.

Если во флотируемой пульпе присутствуют диамагнитные и парамагнитные минералы, то при наложении неоднородного магнитного поля парамагнитные частицы втягиваются н область максимальной напряженности, а диамагнитные выталкиваются из поля, В случае, если пульпа представляет собой смесь только парамагнитных минералов с различной магнитной восприимчивостью, то в область макси мальной напряженности поля притягиваются частицы с более сильными магнитными свойствами, а частицы со слабыми магнитными свойствами остаются в области минимальной напряженности магнитного поля. Изменение напряженности неоднородного магнитного поля по высоте флотационной камеры позволяет испольэовать магнитное поле как активатор или депрессар отдельных частиц флотационной пульпы, повышая таким образом, селективность флотационного разделения. В то же время наличие водной среды обеспечивает необходимую дисперсность частиц во фпотационной пульпе, снижение сил сцепления между ними до минимальных, что, в свою очередь, создает благоприятные условия для воздействия магнитного поля по сравнению с другими способами магнитной сепарации.

5 со

7$

36

4О

44, 50

Расположение максимума напряженности магнитного поля зависит от состава флотируемой пульпы. Если полезный продукт составляют частицы минерала с парамагнитными свойствами, а отходами являются минералы с диамагнитными (или с менее сильными парамагнитными) свойствами, максимальную напряженность поля создают в верхней части камеры. В этом случае магнитное поле является активатором флотации частиц с более сильными маг" нитными свойстнами и дипрессаром для частиц с более слабыми магнитными свойствами.

Если же во флотируемой смеси минералов ценный компонент имеет диамагнитные свойства, то максимальную напряженность магнитного поля создают в нижней части камеры, а минимальную в верхней — н области концентрации пенного продукта. Такое магнитное поле является активатором флотации диамагнитных частиц и депрессором для частиц с более сильными магнитными свойствами.

Неоднородное магнитное поле с напряженностью, изменяющейся по высоте флотационной камеры, может быть создано электромагнитами или постоянными магнитами, может быть располо" жена внутри флотационной камеры или вне се в зависимости от конструкторской разработки. Наиболее удобны для реализации предлагаемого способа обо. гашения флотомашины колонного типа, применяемые в последнее десятилетие в отечественной и зарубежной практике обогащения, но могут быть использованы и импеллерные машины. Напряженность магнитного поля и градиент напряженности по высоте флотационной камеры подбираются в зависимости от свойств флотируемых минералов экспериментально.

Пример !. В лабораторных условиях изучалась возможность обессеринания угля путем наложения неоднородного магнитного поля на флотируемую пульпу на примере труднофлотируемого угля с исходной зольностью 32-347. и содержанием общей серы S, = 4,6-4,8Х.

Обычный необогащенный уголь представляет собой сложную смесь веществ, обладающих различными поверхностньгми и магнитными свойствами. Собственно угольное вещество - "чистый уголь" или органическая масса- яв12 ляется диамагнитным и гидрофобным материалом. Золуобразующая часть угля - минеральные примеси — в основном гидрофильны и парамагнитны. Исключение составляет серный колчедан, который содержит большую часть серы (70-75X) входящей в уголь ° Этот минерал гидрофобен н парамагнитен.

При.сжигании углей .значительная часть сернистых .соединений превращается в двуокись серы (сернистый-газ), которая вредно действует на здоровье человека, отравляет атмосферу, вызывает коррозию металлов. Сера снижает народнохозяйственную ценность технологического топлива, ухудшает качество конечных продуктов его переработки.

При обычном способе ф!отации большая часть серного колчедана флотируется вместе с углем в пенный продукт, что значительно снижает качество получаемого флотоконцент-. рата. Золуобразующие минералы, в основном, накапливаются в нижней части флотационной камеры и составляют отходы флотации, однако в случае флотации труднофлотнруемых углей содержание минеральных примесей во флотоконцентрате бывает выше установленной нормы за счет недостаточного селективного разделения. Снижение содержания золы и серы в концентрате при обычной флотации удается получить за счет потери выхода, качество разделения изменить очень трудно.

Лабораторные фпотациоиные опыты по изучению влияния магнитного поля на процесс фпотации угля проводят в стандартной лабораторной флотомашине по обычной методике снятием кине- тических характеристик процесса. Б

15747 4 качестве флотореагентов используют собиратель — керосин н пенообразователь Т-66 в соотношении 10 : I в.ч. при трех различных реагентных режимах (см. табл. I).

Таблица 1

550.10 кг/кг

825.10 кг/кг

IlО0.1О кг/кг флотационную камеру помещают в неоднородное, магнитное поле с напряженностью в донной части камеры

Hq 5000 Э и градиентном поле dH

= 2000 Э/см; в зоне пенного слоя (в верхней части камеры) напряженность ноля составляет Н = 100 Э при градиенте 6,HI, 400 Э/см, градиент напряженности магнитного поля по высоте камеры составляет р, Н =

= 800 Э/см.

Для полученных продуктов флотации - флотокоицентрата и отходовопределяют выход в 7 (7, ф ), к о ° содержание эолы, Х (А„, A ) и со35 держание серы общей (S, S, ). При у, э о Ми ° одном и том же реагентном режиме проводят по три параллельных опыта и определяют средние показатели флотацнм.

Результаты фпотации угольного шлама с применением магнитного поля приведены в табл. 2. 1 аблица 2

I А

Керосин

500.10 кг/

/кг

Т 66

40 10 кг/кг

Стандарт- Концентрат 36, l 15,8 3, 75 иая флотация Отходы 63,9 43 ° 4 5,28

Исходный I00,0 33,6 4,73

12.15747

Продолжение табл. 2

Концентрат. С магнитным полем

57,2 49,7 5,78 !

00,0 33,6 4,70

Отходы

Исходный

Концентрат 45,2 13,3 3,52 26,6 59,06

Стандартная флотация

3 В

Керосин

10 кг/кг

Т-66

75 IО кг/кг

54,8 50,5 5,85

100,0 33,7 4,80

Отходы

Исходный

Концентрат 50.7 11,2 2,80 41,4 67,8

С магнитным полем

49,3 56,8 6,81

100,0 33,7 4,78

Отходы

Исходный

Концентрат 50,1 )3,8 3,80 20,0 65,1

Стандартная фло" тация

5 С

Керосин

15 10 "кг/кг

Т-бб

10 кг/кг

49,9 53,5 5,70

Отходы

4,75

100,0 33,6

Исходный

Концентрат 53,9 10,2 2,50 46,8 72,9

С магнитным полем

46,1 61,1 7,27

100,0 33,7 4,70

Отходы

Исходный

Как видно и3 данных табл. 2, уже при малых расходах флотореагентов (режим А) магнитное поле существенно изменяет результаты флотации.

Так,.в опыте 2 увеличивается выход концентратов по сравнению с опытом 1 на 6,7%, извлечение на 11%, зольность концентрата снижается на 3,7Х содержание серы на 0,5%. Однако аб45 солютные значения выхода концентрата и извлечения горючей массы невысокие, как в опыте 1 (36,1 и 45,7 соответственно), так и в опыте 2, с применением магнитного поля (42,8 и 56,7 соответственно), поэтому режим А не может считаться оптимальныме

С увеличением удельного расхода флотореагентов до 825 г/т (режим В) выход фпотоконцентрата и извлечение

55 горючей массы значительно возрастают, зольность концентрата значительно уменьшается (опыты 3 и 4) °

42,8 12,1 3,25 30,8 56,7

Влияние магнитного поля заметно и при этом реагентном режиме: все показатели флотации для опыта 4 сушественно лучше, чем для опыта 3, особенно значительно снижение содержания серы в концентрате по сравнению с исходным питанием - 41,4Х.

Однако зольность отходов флотации в опытах 3 и 4 недостаточно высокая — 50,5 и 56,8Х соответственно, следовательно, необходимо дальнейшее увеличение удельного расхода подаваемых флотореагентов.

Режим С.при удельном расходе флотореагентов 1100 10 кг/кг оказался наиболее оптимальным. Дальнейшее возрастание выхода флотоконцентрата и извлечения горючей массы наблюдается н опыте 5 и 6. Однако при обычном способе фпотации (опыт 5) с увеличением выхода концентрата возраста ет его зольность: так, в опыте 3 зольность концентрата составляет

Известныи способ

Свинцовый концентрат

41,90 11,86 31,30

21,35 73,44

Медный концентрат

58, 10 31 50

9,85

78,65 26,56

Колективный концентрат

100,0

23,27 19,83 100,0 100,0

Предлагаемый способ

Свинцовый концентрат

35,71

5,52

43,81

8,47 78,89

Медный концентрат

64,29

33,13

6,51

91,53 . 21,11

Коллективный концентрат

100 00 23 27 19 83

100 0 100 0

7 12

13, 3, а в опыте 5 — уж 13, 8Х. Этб явление, обычное для флотационного способа обогащения, связано с тем, что с ростом расхода флотореагентов увеличивается возможность случайного выноса в пенный продукт гидрофильных частиц породы, снижающих качество концентрата.

При этом режиме особенно заметно благоприятное воздействие магнитного поля на флотацию. Так, в опыте 6 несмотря на увеличение выхода концентрата до 53,9Х зольность его не увеличилась, как в опыте 5, а уменьшилась до 10,2Х за счет действия магнитного поля, повышающего селективность флотации угля. Значительное (на 46,8X) снижение содержания серы в концентрате также показывает высокую степень влияния магнитного поля на эффективность флотационного обогащения.

Таким образом, результаты лабораторных исследований показывают, что действие магнитного поля улучшает показатели флотации при различных расходах реагентов. Оптимальный реагентный режим зависит от свойств флотируемого угля. Флотационный способ обогащения с одновременным воздействием магнитного поня дает наилучшие результаты при расходе флото15747 8 реагентов керосин + Т-66 (в соотношении 10: 1) — 1100-10 кг/кг флотируемого угля.

Пример 2. Обогащение коллек5 тивного медно-свинцового концентрата.

Реагентный режим при обогащении по предлагаемому и известному способам одинаков: активированный уголь

60 10 кг/кг, сода 80 10 кг/кг, 10 медный купорос 35 10 кг/кг, феррицианид калия 400 10 кг/кг, бути-6 ловый ксантогенат 2 10 кг/кг, креозол 2 10 кг/кг.

В данном коллективном концентра-!

5 те медь представлена парамагнитным халькопиритом P= 10-20 10 смз /г, а свинец — диамагнитным галенитом

3. t 0- (-2)).10 6 см5/г. При флотации свинцовый концентрат собирается

20 в пене, а медный — в хвостах. Поэтому при обогащении по предлагаемому способу напряженность неоднородного магнитного поля {магнитная. сила) возрастает по мере приближения к дну

25 камеры, куда втягиваются парамагнитные частицы халькопирита и, наоборот, магнитная сила уменьшается в приближении к пенному слою, куда выталкиваются диамагнитные частицы га511 ленита. Результаты селекции коллективного медно-свинцового концентрата представлены в табл. 3.

Таблица 3

12 а б л и ц а 4

Известный способ

12, 78 5,94 11, 76

87,22 1,65 0,73

34,52 70,23

65,42 29,77

Концентрат

ХВОсты

Исходная руда

2,14

2,20

100,00

100,00 100 00

Предлагаемый способ

3,87

Концентрат

23,52 72,24

76,48 27,76

12,О4

13,32

86,68

1,95

0,71

Хвосты

Исходная

Руда

100,00 2,21

Таким образом, при флотацни по предлагаемому способу содержание свинца в свинцовом концентрате увеличилось по сравнению с флотацией по известному способу на 12,57, меди в медном концентрате на 1 637, и извлечение свинца при этом возросло на 5,5Е, а меди на 12,88%, Пример 3. Обогащение медносвинцовой руды. Реагентный режим: сода — 60 10 кг/кг, бутиловый ксантогенат — 20 10 б кг/кг, креозол—

Приведенные результаты свидетельствуют о перспективности пред. лагаемого способа и при обогащении руд с невысоким содержаниеи разделяемых компонентов. Согласно данным табл. 4, извлечение свинца в концентрате увеличивается на 27, а извлечение меди в свинцовый концентрат снижается на 127., что свидетельствует о значительно лучшей селекции при работе по предлагаемому спосо.бу.

Пример 4. Обогащение медноникелевой руды.

Реагентный режим: медный куно» рос 50"10 кг/кг, бутиловый аэрофпоратор 20 10 кг/кг. В данной ру15747 10

10 кг/кг. Поскольку здесь, как в примере 2, разделению подвергаются халькопирит и галенит, направление действия магнитной силы не изменяется. Пример 2 представляет интерес в плане исследования возможности при" менения способа для обогащения бедных руд.

Результаты обогащения медно-свин10 цовой руды по предлагаемому и известному способам представлены в табл. 4.

2,22 100,00 100 00

4О де медный компонент представлен слабопарамагнитным халькопиритом ф =

=. (10-20) 10 см /г, а никелевый— сильнопарамагнитным нирротином )(=

=(300-500) 10 см /г. При флотации

45 в пенньй концентрат флотируется пирротин, а халькопирит накапливается в хвостах. Согласно предлагаемому способу неоднородность магнитного поля устанавливается таким об5О разом„ что магнитная сила (Н 0 Н) возрастает к пенному слою, усиливая флотацию более нараиагнитного пирротина.

Результаты обогащения медно-нике55 левой руды по предлагаемому и известному способам представлены в табл. 5.

1215747

Т а б л и ц а 5

Извлечение, %

Содержание, %

Выход, %

Продукт

Си Ni

Си

Известный способ

46,92 76,43

53,08 23,57

Концентрат

Хвосты

13,80 1,70

86,20 0,30

3,60

0,18

Исходная руда

100,00 0,50

0,65

100 00 100,00

Предлагаемый способ

l2 30 0,80

87,70 0,46

Концентрат.

4,2

19,68 79,70

80,32 20,30

Хвосты

0,15

Исходная руда

100,00 0,50

0,65

100,00 100,00

Составитель В. Йубииа

Редактор А. Ворович Техред Т.Дубинчак Корректор М. Пожо

Заказ 927/6 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученные результаты свидетельствуют о более высокой селективности флотации по предлагаемому способу по сравнению с известным. При этом содержание никеля в концентрате увеличилось на 0,6%, а меди в хвостах на 0,16%, извлечение никеля в концентрат возросло на 3,3%, а меди в хвостах на 27,2%.

Приведенные данные свидетельству ют о применимости предлагаемого способа фпотационного обогащения для селекции различных типов руд, воэможности его использования в технологических схемах как на стадии основ ной флотации, так и при перечистных операциях.