Способ обогащения карбонатно-флюоритовых руд и поточная линия для его осуществления

Способ обогащения карбонатно-флюоритовых руд и поточная линия для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях горнодобывающей промышленности при переработке карбонатно-флюоритовых руд с высоким содержанием кальцита.

Известен способ флотации, заключающийся в том, что при флотации флюоритосодержащих карбонатных руд применяется депрессор кальцита. Разделение флюорита и кальцита при этом осуществляется с применением в качестве депрессора карбонатов смеси кислого жидкого стекла с бифторидом аммония. Способ осуществляется путем подготовки исходной руды до крупности 85% класса минус 0,040 мм, операции основной флотации с получением отвальных хвостов и чернового CaF₂ концентрата и шести перечисток с получением в последней перечистке кондиционного концентрата, обезвоживания камерных продуктов перечисток чернового флюоритового концентрата и флотации обезвоженных промпродуктов всех шести перечистных операций в отдельном цикле с получением отвального камерного продукта и пенного, направляемого после дополнительной его перечистки в основную флотацию (Авт. св. СССР, кл. В 03 D 1/02, №654291, заявл. 28.06.77 г., опубл. 30.03.79 г.).

Известна поточная линия для флотации флюоритсодержащих карбонатных руд, состоящая из мельницы и классификатора, флотомашин, сгустителя (Авт. св. СССР, кл. В 03 D 1/02, №654291, заявл. 28.06.77 г.).

Данные способ и поточная линия с выводом промпродуктов для их переработки в отдельном цикле после их предварительного обезвоживания позволяют вести флотацию без подогрева пульпы при температуре 20-22°С.

Недостатком данного способа и поточной линии является то, что они не обеспечивают получение высококачественных флюоритовых концентратов с содержанием CaF₂ более 92%.

Наиболее близким техническим решением является способ обогащения с применением в качестве подавителя карбонатных минералов кислого жидкого стекла, подаваемого в основную и перечистные операции. Способ осуществляет поточная линия, включающая измельчительное оборудование, флотомашину для проведения основной флотации с получением отвальных хвостов и грубого чернового флюоритового концентрата и флотомашины для проведения пяти перечистных операций с получением кондиционного флюоритового концентрата и возвратом промпродуктов перечисток (кроме первой и второй) в предыдущие операции (промпродукт первой перечистки выводится в отвал, второй - в основную флотацию) (Астахов Р.Я., Никифоров К.А., Мохосоев М.В. Селективная флотация флюорит-карбонатных руд. - Новосибирск: Наука, 1983. С.103).

Данные способ и поточная линия позволяют вести флотацию также без подогрева пульпы при температуре 20-22°С за счет введения во все операции кислого жидкого стекла, ликвидировать промпродуктовую флотацию и несколько улучшить качество флюоритового концентрата марки ФФ-95Б с достижением содержания CaF₂ в нем до 96,4% при обогащении богатых руд Начирского месторождения, содержащих 37,44% CaF₂ и 26,19% СаСО₃ (карбонатный модуль 3,3), и 97% CaF₂ при обогащении также богатых руд Олимпийского месторождения, содержащих 35,97% CaF₂ и 10,9% СаСО₃ (карбонатный модуль 1,4) (Астахов Р.Я., Никифоров К.А., Мохосоев М.В. Селективная флотация флюорит-карбонатных руд. - Новосибирск: Наука, 1983. С.108).

Основным недостатком этого способа и линии является невозможность дальнейшего повышения качества флюоритового концентрата.

Техническим результатом изобретения является повышение качества флюоритовых концентратов и эффективности переработки руд с высоким содержанием карбонатов, трудно поддающихся обогащению.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе обогащения карбонатно-флюоритовых руд, включающем измельчение руды с введением структурообразователей жидкой фазы, флотацию с использованием в качестве депрессора карбонатов кислого жидкого стекла, перед флотацией проводят стабилизацию энергетического состояния дисперсной системы, в качестве структурообразователей применяют CaCl₂ и NaCl в соотношении 3:1, а флотацию осуществляют в открытом цикле с проведением основной и перечистных операций, причем после основной и первой перечисток получают отвальные хвосты и концентрат, поступающий на 2 и последующие перечистки, которые проводят с разделением на два продукта - пенный, как флюоритовый концентрат, камерные, как карбонатный концентрат, с выводом карбонатного концентрата после каждой перечистки.

Поточная линия для переработки карбонатно-флюоритовых руд, содержащая последовательно соединенные устройства для измельчения и классификации по крупности, флотационную машину для основной флотации и флотационные машины для перечистных операций чернового концентрата, гранулятор для получения окатышей карбонатного концентрата, линия дополнительно снабжена устройствами для приготовления и подачи растворов структурообразователей, установленными перед устройствами для измельчения, и устройствами для осуществления стабилизации энергетического состояния пульпы, установленными перед флотационными машинами.

Введение этих устройств позволяет получать флюоритовый концентрат высшей марки ФФ-97А, содержащий 98,28% CaF₂, 0,13% СаСО₃ при общем извлечении CaF₂ во флюоритовый и карбонатный концентраты 80-81%.

Такой вариант обогащения корбонатно-флюоритовых руд обеспечивает получение наиболее высоких технологических показателей обогащения

В отличие от известного в предлагаемом способе особенностью флотации является то, что применяемая система регулирования структуры жидкой фазы и энергетического состояния дисперсной системы совместно с разработанным реагентным режимом обеспечивают высокую скорость процесса разделения кальцийсодержащих минералов на основе аэрофлокулярной флотации и в связи с этим существенное сокращение времени флотации.

Суть стабилизации энергетического состояния дисперсной системы заключается в том, что в процессе измельчения за счет активного уменьшения крупности частиц резко увеличивается поверхность твердой фазы и обнажаются химические связи на минералах. Двухфазная система становится термодинамически неустойчивой и за счет этого в пульпе активно происходят процессы изменения физико-химических свойств на границе раздела фаз. Как в лабораторных, так и в промышленных условиях процессы стабилизации системы контролируются по изменению значения Eh пульпы. Экспериментально доказано, что достижение высоких технологических показателей при обогащении карбонатно-флюоритовых руд возможно только после оптимизации энергетического состояния, определяемого в данном случае при достижении Eh пульпы величины 1300 мВ. Такое состояние системы достигается после измельчения руды за 11-14 минут выдержки флотационной пульпы в спокойном состоянии или при перемешивании.

Введение в измельчение соединений CaCl₂ и NaCl в соотношении 3:1 позволяет регулировать структуру клатратных гидратов жидкой фазы для повышения эффективности разделения кальцийсодержащих минералов (СаСО₃ и CaF₂) в процессе флотации. Исследования показали, что при определенной концентрации хлоридов кальция и натрия существенно усиливаются гидрофобные свойства флюорита, что облегчает проведение процесса отделения его от карбонатов кальция и магния.

Поточная линия обладает рядом преимуществ по сравнению с прототипом:

- при предлагаемой линии не требуется очистка воды и ее умягчение. Высокие технологические показатели получены на воде большой жесткости;

- рекомендованная поточная линия может работать на полном оборотном водоснабжении без снижения всех технологических показателей, что доказано экспериментально;

- выпуск двух концентратов - флюоритового и карбонатного значительно повышает комплексность использования минерального сырья и технико-экономические показатели производства.

Способ обогащения карбонатно-флюоритовых руд осуществляется следующим образом. Измельченная руда до крупности 72-75% класса крупности 0,0074 мм подвергается флотации в составе основной, контрольной и 8 перечистных операций с получением отвальных хвостов в контрольной флотации и первой перечистной операции, карбонатного концентрата в составе промпродуктов 2-8 перечисток после их окомкования на грануляторе и флюоритового концентрата в 8 перечистке. Флотация осуществляется жирнокислотными собирателями с применением в качестве депрессора карбонатов кислого жидкого стекла. Флотация с получением высококачественных кондиционных флюоритового и карбонатного концентратов возможна с применением стабилизации энергетического состояния дисперсной системы после измельчения руды и использования структурообразователя CaCl₂ и NaCl в соотношении 3:1.

На чертеже показана схема поточной линии.

Поточная линия состоит из мельницы 1, классификатора 2, устройств для приготовления растворов структурообразователей 3 и 4, устройства для оптимизации энергетического состояния пульпы 5, устройства для перемешивания пульпы с флотореагентами 6, флотомашины 7 для основной флотации и восьми флотомашин для перечистных операций 8-15, гранулятор для получения окатышей карбонатного концентрата 16.

Поточная линия работает следующим образом. Исходная руда, подготовленная в дробильном отделении до необходимой крупности, поступает на рудоподготовку до крупности 72-75% класса минус 0,074 мм в цикл измельчения в составе мельницы 1 и классификатора 2. Одновременно с этим в мельницу подаются приготовленные по специальной методике структурообразователи - растворы электролитов CaCl₂ и NaCl в соотношении 3:1 из устройств 3 и 4.

В классификаторе 2 пульпа разделяется на пески, возвращаемые в мельницу на доизмельчение и слив, поступающий в цикл стабилизации энергетического состояния дисперсной системы перед флотацией. Устройство 5, предназначенное для выполнения этой задачи, может применяться в виде контактного чана или нескольких камер флотационных машин, количество которых подбирается в зависимости от необходимого времени для этой операции. Подготовленная таким образом пульпа обязательно перемешивается с флотореагентами без доступа воздуха в устройстве 6, которое может быть представлено, например, контактным чаном или определенным количеством камер флотомашин. Операция в устройствах 5 и 6 обеспечивает образование флокул и последующее проведение аэрофлокулярной флотации, благодаря которой резко возрастает скорость флотации флюорита, т.е. уменьшается в каждой последующей операции время флотации, а значит и количество камер флотомашин.

В качестве флотореагентов в данной операции используются: олеиновая кислота, хлористый кальций, кислое жидкое стекло и Т-80. Рекомендуется применение дробной подачи флотореагентов во флотомашине 7 для основной флотации, в которой получают грубый черновой концентрат флюорита, поступающий далее на 8 перечисток, и отвальные хвосты. Во флотомашине 8 проводят первую перечистку чернового CaF₂ концентрата с получением отвальных хвостов и концентрата, который последовательно проходит через флотомашины 9-15 для проведения перечистных операций и получения во флотомашине 15 богатого флюоритового концентрата марки ФФ-97А с содержанием CaF₂ 98,28% и СаСО₃ 0,13%. Благодаря применению структурообразователей и устройства 5 для стабилизации энергетического состояния пульпы улучшается селекция минералов, отпадает необходимость в доводке камерных продуктов, а все собранные вместе или объединенные в различных соотношениях промпродукты перечисток (со второй по восьмую) представляют собой кондиционный карбонатный концентрат, который поступает на гранулятор 16 для получения окатышей. Перемешивание с флотореагентами в первой, второй и третьей перечистках осуществляется в начале этих операций в камерах флотомашин 8, 9, 13.

Технологические возможности предлагаемой поточной линии приведены в таблице.

ТаблицаТехнологические показатели обогащения карбонатно-флюоритовых руд (с карбонатным модулем 0,95) Начирского и Олимпийского месторождений
Наименование	Выход,	Содержание, %	Извлечение, %	Условия опыта
продукта	%	CaF2	СаСО3	CaF2	СаСО3
Концентрат	23,62	98,28	0,13	63,34	0,16	Применение смеси
флюоритовый						структурообразователей
Концентрат	17,72	35,54	43,56	17,18	39,65	(CaCl2:NaCl=3:1) и
карбонатный						стабилизация
Промпродукт	11,02	24,28	27,28	7,3	15,45	энергетического
1 перечистки						состояния пульпы
Отвальные	47,64	9,65	18,27	12,18	44,74
хвосты
Исходная	100,0	36,65	19,46	100,0	100,0
руда
Концентрат	19,74	97,79	0,53	58,89	0,49	Применение CaCl2 в
флюоритовый						качестве
Концентрат	17,91	39,4	43,8	21,52	36,94	структурообразователя
карбонатный						и стабилизация
Промпродукт	12,23	34,17	20,96	7,82	19,68	энергетического
1 перечистки						состояния пульпы
Отвальные	50,12	7,7	18,17	11,77	19,68
хвосты
Исходная	100,0	32,78	21,24	100,0	100,0
руда

Продолжение табл.
Наименование продукта	Выход,%	Содержание, %	Извлечение, %	Условия опыта
CaF2	СаСО3	CaF2	СаСО3
Концентрат	22,58	93,11	2,67	64,83	2,92	Без применения
флюоритовый						структурообразователей
Концентрат	19,76	25,5	48,26	15,53	46,14	и стабилизации
карбонатный						энергетического
Промпродукт	11,69	18,82	26,87	6,78	15,2	состояния пульпы
1 перечистки
Отвальные	45,97	9,07	16,07	12,86	35,74
хвосты
Исходная	100,0	32,43	20,68	100,0	100,0
руда

Таким образом, предлагаемые способ и поточная линия позволяют получить флюоритовый концентрат высшей марки ФФ-97А, содержащий 98,28% CaF₂, 0,13% СаСО₃ при общем извлечении CaF₂ во флюоритовый и карбонатный концентраты 80-81%. Такой способ обогащения корбонатно-флюоритовых руд обеспечивает высокую скорость процесса разделения кальцийсодержащих минералов на основе аэрофлокулярной флотации и в связи с этим существенное сокращение времени флотации.

1. Способ обогащения карбонатно-флюоритовых руд, включающий измельчение руды с введением структурообразователей жидкой фазы, флотацию с использованием в качестве депрессора карбонатов кислого жидкого стекла, отличающийся тем, что перед флотацией проводят стабилизацию энергетического состояния дисперсной системы, в качестве структурообразователей применяют CaCl₂ и NaCl в соотношении 3:1, а флотацию осуществляют в открытом цикле с проведением основной и перечистных операций, причем после основной и первой перечистки получают отвальные хвосты и концентрат, поступающий на 2 и последующие перечистки, которые проводят с разделением пульпы на два продукта - пенный, как флюоритовый концентрат, и камерный - как карбонатный концентрат, с выводом карбонатного концентрата после каждой перечистки.

2. Поточная линия для переработки карбонатно-флюоритовых руд, содержащая последовательно соединенные устройства для измельчения и классификации по крупности, флотационную машину для основной флотации и флотационные машины для перечистных операций чернового концентрата, гранулятор для получения окатышей карбонатного концентрата, отличающаяся тем, что линия дополнительно снабжена устройствами для приготовления и подачи растворов структурообразователей, установленными перед устройствами для измельчения, и устройствами для осуществления стабилизации энергетического состояния пульпы, установленными перед флотационными машинами.