Способ флотации колчеданных пирротино-пиритных руд цветных и благородных металлов

Способ флотации колчеданных пирротино-пиритных руд цветных и благородных металлов

Реферат

Изобретение относится к области флотационного обогащения колчеданных пирротино-пиритных руд, содержащих ценные компоненты:

медь, цинк и благородные металлы.

Известны способы обогащения руд, в которых медно-цинково-пиритную руду измельчают и классифицируют в высокощелочной среде; затем пульпу кондиционируют с реагентами-модификаторами, собирателем и пенообразователем, флотируют «медную головку» при малом расходе собирателя и проводят дофлотацию неактивированного сфалерита из хвостов коллективного цикла. В зарубежной практике для использования природной флотируемости минералов цинка и других сульфидов применяют в разных циклах флотации широкий ассортимент сульфгидрильных собирателей: этиловый и изопропиловый ксантогенат, дитиокарбаматы, меркаптобензотиазолы и др. собирателей. [А.А.Абрамов. Технология обогащения руд цветных металлов. М.: Недра, 1983, 190 с.]. Недостатком использования сочетания ксантогенатов с разной длиной углеводородного радикала и сочетания ксантогената с другими сульфгидрильными ионогенными собирателями является повышенная флотационная активность сульфидов железа по всем циклам флотация, которая затрудняет получение требуемых технологических показателей как по качеству медного и цинкового концентратов, так и по извлечению меди и цинка в соответствующие концентраты.

Известно применение сочетания бутилового ксантогената с диалкилдитиофосфатами, неионогенными сульфгидрильными собирателями [Теория и технология флотации руд / О.С.Богданов, И.И.Максимов, А.К.Поднек, Н.А.Янис. - М.: Недра. - 1980. - С.88-94].

Однако в применении к пирротино-пиритной медно-цинковой руде, имеющей весьма тонкое взаимопрорастание всех минеральных компонентов: пирротина, пирита, сульфидов цветных металлов и минеральных ассоциаций благородных металлов, использование бутилового ксантогената, сочетания бутилового ксантогената и дитиофосфатов, бутилового ксантогената и тионокарбаматов с преобладающей массовой долей бутилового ксантогената не позволяет получать требуемых технологических показателей для сульфидов меди, сфалерита, золота. Высокая флотационная активность пирита и пирротина связана со значительной массовой долей этих минералов в руде (до 80-90% от суммы), высокой окисляемостью пирротина и бутилового ксантогената в присутствии пирита и пирротина, что приводит к образованию диксантогенида. Первичное закрепление на поверхности сульфидов железа ионной формы бутилового ксантогената, соадсорбция молекулярной формы сульфгидрильных собирателей приводит к значительному повышению флотационной активности пирита и пирротина, несмотря на жесткие условия подавления сульфидов железа.

Применение высокощелочной известковой среды для подавления пирита и пирротина одновременно подавляет флотацию золота, понижает флотируемость халькопирита и наоборот повышает флотоактивность сфалерита, что приводит к потерям цветных и благородных металлов. Продолжительная аэрация в известковой среде довольно известный прием для подавления флотации пирротина. С другой стороны, продолжительная аэрация в известковой среде способствует повышению флотационной активности пирита. Данные противоречия во флотационном поведение пирротина, пирита и минералов цветных и благородных металлов не позволяют достигать требуемых технологических показателей.

В способе флотации золотосодержащей руды получены результаты с использованием композиционных смесей аэрофлотов, приготовленных на основе нормального бутилового спирта и спиртовой фракции сивушного масла в соотношении 1:1. [Тропман Э.П., Тусунбоев Н.К. и др. Труды конференции Металлургия XXI, Алматы, 2006, 125-130 с.].

Дитиофосфаты обладают меньшей собирательной способностью, по сравнению с ксантогенатами, значительно слабее флотируют дисульфиды железа. Дитиофосфаты являются наиболее трудноокисляемыми сульфгидрильными собирателями. Однако слабые собирательные свойства не позволяют самостоятельно применять дитиофосфаты с достижением высоких технологических показателей при приемлемых расходах, поэтому их применяют в сочетании с ксантогенатами. Кроме того, повышенные расходы дитиофосфатов могут приводить к образованию обильной трудноразрушаемой пены и механическому выносу в пену депрессируемых минералов.

Известен способ селективной флотации медно-цинково-пиритной руды, по которому в качестве собирателей используют сочетание слабых сульфгидрильных собирателей - изобутилового дитиофосфата и изопропил-О-метил-N-тионокарбамата и бутилового ксантогената в соотношении 3:4,5:1 для флотации сульфидов меди и сфалерита в коллективный концентрат [В.А.Бочаров, В.А.Игнаткина и др. Способ флотации медно-цинково-пиритной руды. Патент №2433866 зарегистрирован 20.11.2011. Заявка №2009141930. Приоритет: 16.11.2009]. Однако применение этой композиции собирателей дает хорошие результаты только для пиритных руд сравнительно постоянного и однородного состава. Пирротино-пиритные медно-цинковые руды имеют более сложный минеральный и фазовый состав и при применяемой композиции собирателей необходимо учитывать технологические свойства всех минеральных компонентов, и особенно количественный и фазовый состав пирротина и пирита, их гранулометрическую характеристику и особенности кристаллической структуры. Проблема значительно осложняется, когда сульфиды железа представлены пирротином и пиритом при соотношении 2:1 или 1:1.

Наиболее близким по собирательной и флотационной способности по отношению к пирротину и пириту, сульфидам меди и цинка, благородным металлам является способ флотации, включающий сочетание бутилового, изопропилового ксантогенатов и бутилового или других аэрофлотов, который применялся и применяется на обогатительных фабриках Уральского региона. Однако использование этого сочетания собирателей также не обеспечивает получение высоких показателей селективной флотации пиритных медно-цинковых руд по тем же причинам, что и вышеотмеченные способы [А. А. Абрамов. Технология обогащения руд цветных металлов. М.: Недра, 1983, с.191]. По отмеченному способу флотацию проводят в несколько приемов. Вначале ведут флотацию медных минералов в виде «медной головки», затем коллективную флотацию минералов меди и природно-активированного сфалерита, а затем с добавками медного купороса флотируют сфалерит, обладающий слабой природной активностью; концентрат цинковой флотации может направляться на основную цинковую флотацию цикла разделения коллективного концентрата или в черновой цинковый концентрат. Во всех приемах флотации в качестве собирателя применяют композицию слабых сульфгидрильных собирателей. Селекция коллективного концентрата включает: десорбцию собирателя сернистым натрием и активированным углем, депрессию минералов цинка цинковым купоросом, кондиционирование с композицией собирателей и ксантогенатом, медно-пиритную флотацию с получением пенного медного концентрата и цинкового концентрата камерным продуктом. Одним из недостатков данного способа можно отметить, что бутиловый ксантогенат обеспечивает устойчивое неселективное извлечение всех сульфидных минералов при худшем качестве концентратов в сравнении с предлагаемым способом - применением композиции нескольких слабых селективных сульфгидрильных собирателей в сочетании с более сильным - бутиловым ксантогенатом в оптимальном соотношении в различных циклах флотации. При применении только бутилового ксантогената отсутствует возможность селективного выделения цинка в высококачественный цинковый концентрат в рудном цикле после коллективной флотации, в связи с высокой флотируемостью пирротина и пирита.

Задачами заявленного изобретения являются снижение флотируемости пирротина и пирита, селективное концентрирование основной части сульфидов меди в первом медном концентрате, оставшихся сульфидов меди и активированного сфалерита - в коллективном медно-цинковом концентрате, и последующее извлечение неактивированного сфалерита в цинковый концентрат в рудном цикле из камерного продукта коллективной флотации.

При этом достигаются следующие технологические результаты - снижаются объемы циркулирующей флотационной нагрузки и уменьшаются потери цинка и меди с отвальными хвостами, а также взаимопотери меди и цинка в соответствующих готовых концентратах.

Поставленная цель возможна благодаря использованию реагентов серии М-ТФ, которые представляют собой композицию изобутилового дитиофосфата и тионокарбаматов (изопропил-О-метил-N-тионокарбомат или изопропил-О-этил-N-тионокарбомат Z-200) в мольном соотношении компонентов - изобутиловый дитиофосфат:тионокарбамат от 20-60 до 80-40%. Данное соотношение обеспечивает селективное повышение флотируемости сульфидов меди при сохранении низкой флотационной активности сульфидов железа и неактивированного сфалерита. При преобладании в колчеданной руде пирротина (40-60% от суммы сульфидов), по сравнению с пиритом (порядка 20% от суммы сульфидов), установлено оптимальное мольное соотношение компонентов в композиции изобутилового дитиофосфата и тионокарбамата. Данное соотношение определяется тем, что тионокарбаматы способны более активно образовывать поверхностные соединения с активными центрами Fe²⁺ на пирротине, чем на пирите. Наиболее высокие технологические показатели в коллективной флотации достигаются при совместном использовании М-ТФ с бутиловым ксантогенатом при массовом соотношении 3-4:0-1, а в основной цинковой флотацию требуется обратное («зеркальное») массовое соотношение в сочетание М-ТФ с бутиловым ксантогенатом, которое соответствует диапазону 0-1:3-4. Медная флотация для получения готового по меди концентрата проводится собирателем М-ТФ.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем: сульфидную медно-цинковую пирротино-пиритную руду измельчают в известковой среде при рН 8,0-9,0 с добавлением в мельницу сернистого натрия; для связывания катионов меди и сульфидизации окисленных минералов, затем пульпу классифицируют по классу 74 мкм. Измельченную пульпу с крупностью частиц 80-85% класса минус 74 мкм кондиционируют последовательно с М-ТФ для селективной флотации медных минералов в «медную головку» и в определенном массовом соотношении М-ТФ с бутиловым ксантогенатом в соответствии с требуемой флотационной активностью сульфидов по циклам флотации:

флотируют в коллективный концентрат оставшиеся сульфидные минералы меди, природно-активированный сфалерит. После чего хвосты коллективной флотации кондиционируют с медным купоросом, известью, с М-ТФ в сочетании с бутиловым ксантогенатом в оптимальном массовом соотношении и пенообразователем, затем проводят селективную флотацию с выделением сфалерита в черновой цинковый концентрат и получением отвальных пирротин- и пиритсодержащих хвостов. Используют следующие массовые соотношения в сочетании собирателей по циклам флотации: медный цикл - М-ТФ; коллективный цикл - М-ТФ:бутиловый ксантогенат 3-4:0-1; медный цикл селекции - М-ТФ; цинковый цикл (рудный) - М-ТФ:бутиловый ксантогенат 0-1:3-4; цинковый цикл селекции - М-ТФ:бутиловый ксантогенат 3-4:1. Снижение флотации пирротина и пирита осуществляется известью по циклам флотации при разных рН и применением селективных собирателей. Использование реагента М-ТФ позволяет проводить селективную медную и коллективную флотации при более низком значении рН (8-9), чем с бутиловым ксантогенатом (рН=10,5-11,5), что позволяет повысить извлечение сульфидов меди, свободного золота и золота в открытых сростках. Реагент М-ТФ позволяет при преобладании в руде пирротина (40-60%) достигать селективного снижения флотируемости пирротина после продолжительной аэрации в низкощелочной известковой среде (рН 8-9).

В изобретении достигаются следующие технологические результаты:

- низкая флотируемость пирротина и пирита во всех технологических операциях;

- высокое и селективное извлечение сульфидов меди и цинка в товарные концентраты;

- выделение основной части цинкового концентрата сразу в рудной флотации после проведения коллективной медно-цинковой флотации, что снижает объем технологических операций при разделении коллективного медно-цинкового концентрата, уменьшает пульповую нагрузку на эти и другие операции, что в конечном итоге позволяет сократить общий флотационный фронт и уменьшить циркуляции сфалерита и сульфидов железа с промпродуктами. Технологические результаты достигаются за счет использования селективного собирателя М-ТФ и сочетания собирателей в определенной очередности их дозирования по циклам флотации и соотношения с бутиловым ксантогенатом.

Существенным отличием заявленного изобретения и его преимуществом в сравнении с прототипом и известными техническими решениями является то, что в предложенном способе применяют в определенном мольном соотношении компоненты селективного собирателя М-ТФ (смесь дитиофосфата и тионокарбамата) в сочетании с сильным собирателем бутиловым ксантогенатом в оптимальном массовом соотношении для каждого цикла флотации, что позволяет селективно флотировать раскрытые первичные, вторичные сульфиды меди в первой медной флотации и остальные сульфиды меди и природно-активированный сфалерит в коллективной флотации, применяя высокощелочную известковую среду (не менее 800-1000 мг/л св. СаО) и сочетание М-ТФ:бутиловый ксантогенат в соотношении 0-1:3-4, что позволяет селективно сфлотировать сфалерит в готовый цинковый концентрат.

Конкретная реализация способов проведена на следующем примере в лабораторных условиях на колчеданной медно-цинково-пирротино-пиритной руде. Руду измельчают в известковой среде в течение 22 минут при рН 8,0-9,0 с добавлением в мельницу сернистого натрия 50 г/т для связывания катионов меди, образующихся при окислении вторичных сульфидов; пульпу классифицируют по классу 74 мкм. Измельченную руду с крупностью частиц 80-85% класса минус 74 мкм кондиционируют последовательно с композицией селективных собирателей, подаваемой в определенной очередности и соотношении: М-ТФ и бутиловый ксантогенат. При различных массовых соотношениях по циклам флотации: медный цикл - М-ТФ; коллективный цикл - 3:1; медный цикл селекции - М-ТФ; цинковый цикл (рудный) - 1:3; цинковый цикл селекции - 3:1. Добавляя пенообразователь, проводят медную флотацию с получением «медной головки», медно-цинковую флотацию с получением коллективного концентрата, содержащего сульфидные минералы меди и природно-активированный сфалерит; затем полученные после коллективной медно-цинковой флотации хвосты кондиционируют с медным купоросом, для активации сфалерита, известью, для создания высокощелочной среды для подавления пирротина и пирита, композицией собирателей М-ТФ с бутиловым ксантогенатом, пенообразователем и проводят селективную флотацию с выделением сфалерита в черновой цинковый концентрат и получением отвальных пирротино-пиритсодержащих хвостов.

Результаты флотации медно-цинково-пиротино-пиритной руды по способу-прототипу и предлагаемому способу приведены в таблице 1.

Таблица 1
Результаты лабораторных исследований
	Выход, %	Содержание, %	Извлечение, %	Примечание
Cu	Zn	Cu	Zn
1	Руда	100	1,74	3,65	100,0	100,0	Показатели по предложен ному способу - М-ТФ и бутиловый ксантогенат
Концентрат «медной головки»	3,8	25,00	3,46	54,6	3,6
Медный концентрат селекции	4,0	13,89	3,25	31,7	3,5
Общий медный концентрат	7,8	18,68	3,35	86,3	7,1
Цинковый концентрации в рудном цикле	5,2	0,70	52,08	2,1	74,2
Цинковый концентрат селекции	1,0	2,96	22,46	1,7	6,3
Общий цинковый концентрат	6,2	1,98	47,21	3,8	80,5
Отвальные хвосты	86,0	0,20	0,50	9,9	11,8
2	Руда	100,0	1,65	3,45	100,0	100,0	Показатели по прототипу только с бутиловым ксантогенатом
Концентрат «медной головки»	2,4	18,49	6,39	25,5	4,2
Медный концентрат селекции	5,6	17,06	2,52	54,7	3,9
Общий медный концентрат	8,0	17,49	4,10	80,2	8,1
Цинковый концентрации в рудном цикле	2,6	2,88	50,12	4,3	35,7
Цинковый концентрат селекции	3,2	1,68	47,16	3,1	41,6
Общий цинковый концентрат	5,8	2,10	48,48	7,4	77,3
Отвальные хвосты	86,2	0,25	0,62	12,4	14,6

По предложенному способу прирост извлечения металлов в товарные селективные концентраты составил: меди - 6,1% и цинка - 3,2%.

1. Способ флотации медно-цинково-пирротино-пиритной руды, включающий измельчение в слабоизвестковой среде, кондиционирование с реагентами - собирателями и пенообразователем, медную флотацию с получением концентрата «медной головки», коллективную медно-цинковую флотацию с получением коллективного концентрата, содержащего минералы меди и природно-активированный сфалерит, хвосты коллективной медно-цинковой флотации кондиционируют с медным купоросом, для активации сфалерита, известью и собирателем и проводят селективную флотацию с выделением сфалерита в цинковый концентрат и получением отвальных пирротино-пиритсодержащих хвостов, отличающийся тем, что в качестве собирателей применяют композицию М-ТФ, представляющую собой смесь изобутилового дитиофосфата и тионокарбаматов в следующем мольном соотношении компонентов - изобутиловый дитиофосфат:тионокарбамат от 20:40 до 60:80%, подаваемую в сочетании с бутиловым ксантогенатом следующим образом по циклам флотации: медный цикл - используют М-ТФ, коллективный цикл - совместно используют 3-4 массовой доли М-ТФ и 0:1 массовой доли бутилового ксантогената, цинковый цикл - используют сочетание 0:1 массовой доли М-ТФ и 3-4 массовой доли бутилового ксантогената.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тионокарбаматы представлены изопропил-О-метил-N-тионокарбаматом (торговая марка ИТК) или изопропил-О-этил-N-тионокарбаматом (торговая марка Z-200).