Файл: Глембоцкий В.А. Флотация учебник.pdf

рикой, на которой флотируют такие руды, является «Пунта дель Кобр» и «Пунитакви» (Чили).

Описание работы таких 'фабрик приведено в литературе [84]. Серебросодержащие минералы чаще встречаются в виде суль­ фидов и сложных сульфоарсенидов и сульфоантимонидов, реже в виде самородного серебра и хлорида. Обычными минералами се­

к тетраэдриту, теннантиту и свинцовому блеску. Аргентит, полиба­ зит и тетраэдрит легко флотируют с этиловым ксантогенатом и крезиловым дитиофосфатом. Применение извести для подавления пи­ рита мало влияет на флотируемость этих минералов. Пираргирит флотирует с низшими сульфгидрильными собирателями в нейтраль­ ной среде, но легко подавляется известью. Она также отрицательно влияет на флотацию стефанита и прустита, которые лучше флоти­ руют с амиловым ксантогенатом. Известь может действовать также отрицательно, коагулируя шламы, в частности тальковые.

Сернистый натрий, применяемый иногда при флотации окислен­

сильными сульфгидрильными собирателями. Пирит подавляют известью, иногда цианидом. Если серебро теряется в отходах при подавлении пирита известью, то можно перейти на флотацию низ­ шими ксантогенатами и крезиловым аэрофлотом.

Для флотации серебряных руд известно применение сочетаний

Металлы платиновой группы встречаются в рудах в виде само­ родных сплавов, в форме соединений с серой и мышьяком. Сульфид палладия иногда образует твердый раствор в сульфиде никеля. Самородная платина встречается вкрапленной в маложелезистый

Платиносодержащие руды подразделяются на дунитовые, в кото­ рых зерна платины связаны преимущественно с шлирами хромита, и на сульфидные, преимущественно медно-никелевые. В дунитовых рудах встречаются самородные металлы, а в сульфидных — как самородные металлы, так и сульфиды и арсенид платины (сперрилит). Флотация применяется преимущественно при обогащении сульфид­ ных платиновых руд.

Платиносодержащие минералы хорошо извлекаются флотацией. Наибольшие затруднения вызывают самородные минералы, содержа­ щие в своем составе железо и медь (ферроплатина и купроплатина).

31?

В этих случаях для доизвлечения минералов, содержащих плати­ новые металлы, в дополнение к основной медно-никелевой флотации следует ввести дополнительную флотацию отходов первой флотации

вые металлы можно доизвлекать из отходов флотации гравитацион­ ными методами обогащения (с применением шлюзов, отсадочных машин и др.).

Г л а в а I I I

ФЛОТАЦИЯ СУЛЬФИДНЫХ РУД

Всульфидных рудах одновременно могут присутствовать не­

и разнообразных методов флотации сульфидных руд. Большая цен­ ность многих сульфидных руд определяется не только присутству­ ющими в них сульфидами цветных металлов, но и наличием в них таких цепных минералов, как золото, серебро, кадмий, индий, галлий, рений, селен, теллур, таллий, сера (в виде пирита и пирро­ тина). В связи с этим при флотации сульфидных руд весьма важ­ ное значение приобретает задача наиболее полного выделения из руды всех полезных компонентов в продукты, приемлемые по составу для дальнейшей переработки (комплексное использование сырья).

В слабоокисленном состоянии сульфиды отличаются высокой фло­ тационной способностью и их отделение от минералов пустой породы осуществляется легко. Значительно сложнее решается задача вы­ деления сульфидов в мономинеральные концентраты. При флотации медных руд часто получают медный и пиритный концентраты, а при флотации полиметаллических руд — свинцовый, медный, пиритный и цинковый концентраты. При флотации сульфидных поли­ металлических руд (например, свинцово-цинковых) могут быть применены два принципиально различных метода флотации.

1. Прямая селективная флотация. Обычно проводят свинцовую флотацию, депрессируя цинковую обманку, а затем (после актива­ ции последней) переводят в пену цинковую обманку, отделяя ее от пустой породы и получая цинковый концентрат.

2. Коллективная флотация с последующей селекцией (разделе­ нием) коллективного концентрата. По этому методу свинцовые и

318

цинковые минералы сначала флотируют совместно в один общий (коллективный) концентрат, а затем последний подвергают селекции (флотируя свинцовые минералы при депрессии цинковых или на­ оборот). Таким образом, сначала отделяют все сульфиды от пустой породы, а затем производят разделение сульфидов друг от друга.

Кроме пенообразователей и реагентов-собирателей сульфгидрильного типа для флотации сульфидных руд требуются многие регуля­ торы (цианид, сернистый натрий, известь, хромпик, сода, едкий натр, цинковый и медный купорос и др.). К реагентам-регуляторам следует отнести также и кислород, всегда присутствующий в пульпе. Эффективное действие сульфгидрилышх собирателей обеспечивается предварительным слабым окислением сульфидов (сильное окисление их вредно). Наиболее быстро окисляются, как правило, халькозин, галенит, пирит и пирротин; медленнее •— цинковая обманка, борнит, халькопирит и арсенопирит. С повышением энергии кристаллической решетки, как правило, возрастает устойчивость сульфидов к оки­ слению; последнее также определяется пространственным расположе­ нием ионов серы в сульфиде, доступность которых к воздействию кислорода способствует окислению. Предварительное перед флота­ цией воздействие кислорода (аэрация пульпы или накислороживание) может быть рекомендовано для повышения эффективности флотации сульфидных руд (например, для медных и медно-цинковых пирротинсодержащих руд). При флотации сульфидных руд руду сначала измельчают до такой степени, которая обеспечивает полное отделе­ ние сульфидов от пустой породы, а затем производят доизмельчение сростков сульфидов с пустой породой или сростков сульфидов друг с другом. Флотация сульфидных руд практически всегда ведется в механических флотационных машинах «Механобр».

§ 1. Флотация медных руд

Наиболее важные в промышленном отношении медные сульфиды следующие: халькопирит (медный колчедан) CuFeS2 , халькозин (медный блеск) Cn 2 S, борнит Cu3 FeS3 , или Cu 3 FeS 2 • Cu 2 S, ковеллин CuS. Нередко в руде присутствуют несколько медцых сульфидов.

Постоянным спутником медных сульфидов является прежде всего пирит, реже пирротин. В качестве нерудных минералов сле­ дует назвать кварц, силикаты, серицит, барит и другие минералы, которые нередко находятся в рудах в тесном срастании с сульфи­ дами. При значительном числе типов медных руд следует выделить: сплошные колчеданные (сплошные сульфидные) руды и вкрапленные (порфировые) руды. Первые руды характеризуются преобладанием сульфидов, особенно пирита. Главной задачей, которую приходится решать при обогащении сплошных сульфидных руд, является разде­ ление медных сульфидов от пирита. Для порфировых руд характерно

319

преобладание нерудных минералов и относительно небольшое содер­ жание пирита, ввиду чего главной задачей, решаемой при их обога­ щении, является разделение медных сульфидов и минералов пустой породы, а пирит, как правило, не выделяют в самостоятельный концентрат. Типичным примером сплошных сульфидных руд явля­ ются многие медные руды Урала (например, дегтярские руды, обо­ гащаемые на Среднеуральской обогатительной фабрике). К порфиро­ вым рудам можно отнести медные молибденсодержащие руды Коунрадского месторождения (Казахстан), обогащаемые на БаЯхашской обогатительной фабрике.

В зависимости от содержания меди в руде и ее флотационной способности в результате обогащения могут быть получены концен­

необходимо иметь свинца не более 2,5—9%, цинка не более 2 — 1 1 % — в зависимости от сорта концентрата.

Пиритные концентраты (используемые для производства серной кислоты), согласно стандарту, выпускаются также нескольких марок. Содержание серы в них должно быть не менее 3 8 % , а суммарное содержание свинца и цинка не более 1 % .

Рассмотрим флотационные свойства наиболее важных сульфидов меди и особенно пирита, который входит в состав не только медных, но практически любых сульфидных руд.

Пирит (FeS2 ). Наиболее распространенный сульфидный минерал: Fe = 46,6%, S = 53,4%, твердость 6, плотность 5. Часто содержит зо­ лото, серебро, медь, кобальт, никель, которые увеличивают его цен­ ность и присутствуют в виде тонких включений, изоморфных приме­ сей или твердого раствора. В кристаллической решетке пирита ионы серы расположены в местах, легкодоступных действию кислорода, что является одной из причин его быстрой окисляемости. При измель­ чении пирит поглощает большое количество кислорода из воды и образует хорошо растворимые в воде соединения, состав которых за­ висит от щелочности среды: в кислой среде образуются ионы S2 0|", а в щелочной — S04 ~.

Слабоокисленный пирит принадлежит к наиболее легкофлотируемым сульфидам. Его можно флотировать сульфгидрильными соби­ рателями, жирными кислотами и мылами.

Ксантогенаты весьма прочно закрепляются пиритом и могут быть вытеснены с его поверхности лишь анионами ОН"; одной из наиболее важных особенностей флотационного новедения пирита является его резкая депрессия в щелочной и полная флотация в кислой средах. Поведение пирита во многом связано с его способ­ ностью быстро окисляться. В результате окисления в присутствии воды на его поверхности образуется пленка гидроокиси железа Fe(OH) 3 , приводящая к резкой гидрофилизации минерала. Резкая депрессия пирита в этих случаях связана также и с полной неспо­ собностью Fe(OH)3 закреплять какие-либо собиратели. В щелочной среде окисление пирита вплоть до образования на его поверхности

320

Fe(OH)3 происходит особенно активно ввиду повышенной химиче­ ской активности кислорода в этих условиях:

верхности пирита ионов ксантогената ввиду высокой устойчивости Fe(OH)3 , связанной с его ничтожным произведением растворимости равным 3,8 • 10~3 6 . Депрессирующее действие щелочей на пирит связано с гидроксильными ионами. Сода, образуя в воде кроме ионов О Н - еще и анионы СО|~ и Н С 0 3 , по сравнению с едким натром, действует слабее последнего. Это связано с тем, что сода, являясь источником гидроксилытах ионов (депрессирующих пирит), обра­ зует карбонатные и гидрокарбонатные (НС0 3 ) ионы, которые способны активировать пирит, депрессированный гидроксиль­ ными ионами. Последнее объясняется тем, что под действием ионов СО|"" и H C O j гидроокиси могут переходить в карбонаты, параметр кристаллических решеток которых значительнее отличается от мине­ рала, чем решетки гидроокисей, ввиду чего карбонаты будут отслаи­ ваться от пирита, обнажая его неокисленные грани. Соотношение активирующего и депрессирующего действия соды изменяется в зависимости от степени окисления пирита: активирующее действие соды проявляется особенно заметно на предварительно окислив­ шемся пирите, тогда как на пирите с малоокисленной поверхностью депрессирующее действие соды преобладает над активирующим. При высокой концентрации сода заметно депрессирует пирит. Тем не менее ввиду двойственного характера воздействия соды на пирит она как депрессор значительно слабее едкого натра.

Практически наиболее важным депрессором пирита является известь ввиду ее дешевизны и доступности. Установлено, что депрес­ сирующее действие оказывают при этом не только гидроксильные, но и кальциевые ионы. Последние с продуктами окисления сульфидов в щелочной среде образуют пленки сульфата кальция, образованию которых на поверхности пирита способствует высокая концентрация сульфат-ионов (возникающих при окислении пирита), особенно вблизи поверхности минерала.

Установлено защитное действие аммониевых соединений по отно­ шению к пириту, депрессируемому известью, объясняемое растворе­ нием гидрата закиси железа в момент ее образования:

Fe(OH)2 + N H 4 C l z=± FeCl2 + 2 N H 4 C l .

Эффективным депрессором пирита является цианид, действие которого связано с гидроксильными ионами, образующимися при гидролизе NaCN, а также с ионами CN~, которые при определенной концентрации препятствуют закреплению собирателя на пирите. Особенно полезным является применение цианида для депрессии