Файл: Глембоцкий В.А. Флотация учебник.pdf

самоопрокидывающихся сотрясательных шлюзах в 1%-ный концентрат, из которого удаляют сульфиды и снова подвергают обогащению на шлюзах, столах и магнитных сепараторах, получая окончательный концентрат с 6 0 % олова (при извлечении до 43%) .

В последнее время, желая повысить качество свинцового и цин­ кового концентрата и одновременно увеличить извлечение цинка, свинца и меди в одноименные концентраты, на некоторых полиметал­ лических фабриках практикуют включение в технологические схемы фабрик операций обессвинцевания цинковых, обесцинкования свинцо­ вых и обеэмеживания цинковых концентратов. Так, например, в соот­ ветствии с технологией обезмеживания цинковых концентратов на Белоусовской обогатительной фабрике по предложенному М. М. Поля­ ковым методу цинковый концентрат последовательно перемешивали в течение 10 мин в контактном чане с 20—25 г/т активированного угля (для поглощения избытка пенообразователя) и 100—125 г/т сернистого натрия для десорбции собирателя с поверхности частиц всех минера­ лов, входящих в состав цинкового концентрата. Затем концентрат переводили в другой контактный чан: где в течение 10 мин перемеши­ вали его с цинковым купоросом (200—250 г/т) и сернистой кислотой (400 г/т) для депрессии цинковой обманки. После добавления соби­ рателя и пенообразователя производили флотацию халькопирита, присоединявшегося к медному концентрату. Операция обессвинце­ вания цинковых концентратов осуществлялась обычно флотацией из них галенита при депрессии цинковой обманки цианидом и цин­ ковым купоросом. Введение подобной операции на мексиканской обогатительной фабрике «Парраль» позволило извлекать из цинко­ вых концентратов до 70% содержащегося в них свинца при неболь­ ших потерях цинка. На известной канадской полиметаллической фабрике «Сулливан» обесцинкование свинцовых концентратов достигалось перемешиванием последних с хромпиком, известью, ксантогенатом, спиртовым пенообразователем и медным купоросом при подогреве до 30—35 °С. В этих условиях достигалась полная депрессия галенита при эффективной флотации цинковой обманки.

§ 5. Флотация сульфидных руд мышьяка, сурьмы и ртути

Наиболее часто встречающимися в рудах являются арсенопирит FeAsS, киноварь HgS и антимонит Sb2 S3 . Другие сульфиды мышь­ яка: реальгар AsS и аурипигмент A s 2 S 3 имеют меньшее прак­ тическое значение. Все эти три минерала иногда встречаются вместе (особенно HgS и Sb2 S3 ), но можно встретить также мышьяковую, сурьмяную или ртутную руду.

Арсенопирит FeAsS содержит 4 6 % As, плотность 7 г/см3 , твер­ дость 5. Легко флотируется сульфгидрильными собирателями. Очень важными являются проблемы селекции арсенопирита и пирита. Их флотационные свойства очень сходны. Эта проблема детально изучена и описывается в литературе [167]. Установлено, что FeAsS значительно более устойчив к окислению, чем пирит, и при малых

344

содержаниях кислорода в пульпе (например, 2,5 мг/л) арсенопирит практически не флотирует, тогда как пирит (при применении ксан­ тогената) полностью переходит в пену. Арсенопирит разных место­ рождений депрессируется известью по-разному и в отдельных слу­ чаях полностью. Селекция пирита и арсенопирита может быть осу­ ществлена при предварительной их активации медным купоросом, после чего депрессирующее действие извести значительно сильнее проявляется на пирите. Таким методом эти минералы можно выде­ лить из их коллективного концентрата.

Для селекции коллективных пирито-арсенопиритных концентра­ тов известью можно использовать и защитное действие аммониевых

концентратов и кеков цианистых заводов перемешиванием их с N a 2 S (3—16 кг/т), сгущением для отделения N a 2 S и собирателя, перемеши­ ванием с пиролюзитом (окислителем) и флотацией пирита ксан-

руется сульфгидрильными собирателями при условии предвари­ тельной активации (медный купорос, азотнокислый свинец и др.). Сурьмяные минералы, содержащие в решетке медь (тетраэдрит) и свинец (буланжерит), флотируют сульфгидрильными реагентами без активации. Активация Sb 2 S 3 оптимальна при рН = 4 - г 7,4. В других условиях может наблюдаться и депрессия. Цианиды депрессируют антимонит, без активации он можетфлотироваться аполярными собирателями и диксантогенидом.

ных окисленных минералов Sb в промышленных масштабах не ре­ шена. Известно, однако, что трехвалентные окислы сурьмы флоти­ руют легче четырех- и пятивалентных.

Ртутные руды. Ведущим минералом является киноварь HgS, содержащая 86,2% H g , плотность 8 г/см3 , твердость 2, легко флоти­ руется сульфгидрильными собирателями, а в совершенно неокисленном состоянии — одним пенообразователем. Известь и цианид позволяют разделить киноварь и пирит с депрессией последнего. При содержании в рудах 0,25% ртути и более она может быть из­ влечена пирометаллургически, без обогащения. В последнее время Зубковым А. А. и Степановым Б. А. доказана возможность эффек­ тивной флотации металлической ртути для извлечения ее из продукта металлургической переработки ртутных руд и концентратов (ступпа)

345

[85]. Показано, что по своим флотационным свойствам металлическая ртуть аналогична самородному золоту и хорошо извлекается сульфгпдрильными собирателями, особенно диметилдитиокарбаматом нат­ рия. Бутилксантогенат и эмульсия бутилксантогенида дают одина­ ковые результаты. Сернистый натрий, известь, цианид, крахмал, карбоксиметилцеллюлоза депрессируют ртуть. Оптимальное извле­ чение при рН = 5 -т- 7. Снижение содержания кислорода в пульпе резко уменьшает извлечение ртути.

В .исследованиях совместно с Л. Л. Огневой и И. М. Соложенкиным [41, 42, 43] по флотации ртутно-сурьмяных руд приводится, что максимальное извлечение киновари и антимонита ксантогенатом в коллективный концентрат как с применением активаторов сурьмы, так и без них достигается при рН = 5,6 ч- 6,6. Диксантогенид флотирует киноварь и антимонит без активации. Активация антимо­

емость антимонита по сравнению с киноварью позволила в промыш­ ленных условиях осуществить селективную флотацию сурьмянортутного концентрата введением окислителей для подавления анти­ монита. Наиболее активным реагентом является перекись водорода (особенно в сочетании с хромпиком). Предварительное воздействие ультразвука в кавитационном режиме на киноварь и антимонит повы­ шает их флотационную активность и в несколько раз сокращает расход ксантогената.

§ 6. Флотация висмутсодержащих руд и самородного висмута

Основным сульфидом висмута является висмутин B i 2 S 3 , содержа­ щий 81,8% B i , плотность 6,5 г/см3 , твердость 2. В последнее время промышленный интерес приобрел козалит P b 2 B i 2 S 5 и в некоторой степени самородный висмут. По своим флотационным свойствам висмут аналогичен сульфидам меди, железа и других металлов. Согласно исследованиям, выполненным автором совместно с Е. С. Соколовым и П. М. Соложенкиным [38, 39, 40], висмутин хорошо флотируется сульфгидрильными собирателями и сульфоксидами; флотационные свойства козалита аналогичны; самородный висмут наиболее полно извлекается ксантогенатами; висмуты и козалит флотируют в весьма широком диапазоне значений рН; самородный висмут флотирует при рН = 5,5 ч- 6,5. Изменение флотируемости указанных минералов висмута в общем соответствует количеству закрепленного ими собирателя. Бихромат и сульфат окиси железа позволяют разделить молибденит и висмутовые мине­ ралы с подавлением последних. Ввиду близости флотационных свойств висмутина и халькопирита их селекция затруднена, особенно при тонком прорастании и присутствии меди в висмутине в виде изоморфной примеси. Целесообразно в подобных случаях применять комбинированный метод: флотация висмута и меди в общий концен­ трат, выщелачивание висмута соляной кислотой, фильтрация, це­ ментация висмута на железе.

346

Г л а в а I V

ФЛОТАЦИЯ ОКИСЛЕННЫХ И СМЕШАННЫХ РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Распространенность и промышленное значение месторождений окисленных руд цветных металлов невелики, особенно по сравнению с сульфидными рудами. Однако во многих месторождениях сульфид­ ных руд почти всегда присутствует некоторое количество окислен­ ных минералов цветных металлов, а иногда целые зоны окисленных и смешанных руд. Встречаются и самостоятельные месторождения окисленных руд. Ввиду этого флотация окисленных минералов цвет­ ных металлов (особенно свинца, меди и цинка) имеет практический интерес. Наиболее важные методы флотации этих руд: 1) флотация сульфгидрильными собирателями с предварительной сульфидизацией сернистым натрием и другими реагентами; 2) флотация оксигидрильными собирателями (мыла, жирные кислоты и др.). Этот метод ввиду малой селективности подобных собирателей имеет срав­ нительно ограниченное распространение; 3) применение катионных собирателей (особенно при флотации окисленных цинковых руд, для которых первые два метода всегда малоэффективны); 4) комбини­ рованный флотационно-гидрометаллургический метод (для обогаще­ ния окисленных или смешанных труднообогатимых медных руд), основанный на применении химических растворителей окисленных медных минералов (главным образом серной кисллты), цементации меди из раствора губчатым железом и флотации цементной меди. Этот метод принято называть методом В. Я. Мостовича. В разработке этого метода активное участие также принимал И. Н. Духанин.

Окисленные медные руды. В промышленности наиболее освоена флотация малахита [CuC0 3 • Си(ОН)2 ] и азурита [ 2 C u C 0 3 - C u ( O H ) 2 ] , которые близки по своим флотационным свойствам, легко сульфидизируются, могут флотироваться карбоксильными собирателями, легко растворяются в серной кислоте. В стадии освоения находится флота­ ция хризоколлы (CuSi0 3 • гсН20).

При флотации окисленных медных руд на Балхашской фабрике, содержащих медь главным образом в малахите и азурите, получался концентрат, содержащий 19% меди при извлечении ее около 8 0 % . Расход N a 2 S , подававшегося в два приема, составлял около 1 кг/т. Для флотации применяли бутилксантогенат 0,15 кг/т, жидкое стекло 0,25 кг/т, тяжелый пиридин 0,15 кг/т и известь 8,8—9,6 кг/т.

Фабрика «Кальвези» Республика Заир перерабатывает раз­ дельно сульфидные, смешанные и окисленные медно-кобальтовые руды. При флотации окисленных руд (малахит, хризоколла, гетеро-

кислот различного состава 0,8 кг/т, газойль 0,3 кг/т, талловое масло 0,04 кг/т, соду 0,6 кг/т, жидкое стекло 0,4—0,6 кг/т. Таким обра­ зом, основным реагентом собирателем-пенообразователем является

347

сочетание аполярного реагента с гетерополярными (масла и жирные кислоты). При содержании в руде 5,5—6% Си и 0,5—0,6% Со полу­ чают концентрат, содержащий 24—26% Си и 1 — 1,4% Со при извле­ чении соответственно 82—85 и 50 — 60% . При флотации смешанных руд (содержащих халькозин, малахит) применение жирных кислот исключается ввиду наличия карбонатной пустой породы, поэтому после флотации халькозина ксантогенатом в пульпу вводят для суль­ фидизации малахита гидросульфид натрия (NaSH) и флотируют сульфидизированный малахит амиловым ксантогенатом. Для труднообогатимых окисленных и смешанных медных руд (особенно при невысоком содержании металла и карбонатной пустой породе) применяют комбинированный процесс выщелачивания — осажде­ ния — флотации (ВОФ, или процесс В. Я. Мостовича).

На фабрике «Бьютт» (США) на одной из секций указанный метод применяется по следующей принципиальной схеме: слив гидроциклона поступает в чан для сернокислотного выщелачивания, при этом медь, присутствующая в виде сульфидов, остается без изме­ нения, а медь из окисленных минералов переходит в раствор с обра­ зованием CuS0 4 . Затем пульпа поступает на операцию цементации (осаждение меди на губчатом железе). В дальнейшем производится флотация цементной меди и сульфидов (если они имеются в руде). Из флотационных хвостов магнитной сепарацией извлекается остав­ шееся несфлотированным губчатое железо, которое возвращается в операцию цементации. Так как все операции производятся в кислой среде, аппаратура должна быть кислотоупорной. Губчатое железо и серная кислота получаются из пиритного концентрата в результате его обжига и измельчения пиритных огарков.

Примером практического использования комбинированного про­ цесса в СССР может быть Алмалыкская фабрика, обогащающая несколько типов руд. В окисленных рудах общее количество сульфи­ дов по отношению ко всей меди в руде составляло не больше 25% (халькопирит, борнит, молибденит). Окисленные медные минералы представлены азуритом, малахитом, купритом (Cu 2 0) и хризоколлой.

Флотация цементной меди состоит из операций основной, контроль­ ной и перечисткой флотации. Концентрат перед сгущением и фильтра­ цией нейтрализуют известью. Хвосты после нейтрализации известью подвергают магнитной сепарации для улавливания чугунной струя-с- ки, которая возвращается в операцию цементации. Продолжитель­ ность выщелачивания 60 мин, цементации 15 мин. В заключение следует отметить, что эффективность процесса В. Я. Мостовича (ВОФ) зависит от полноты перехода меди в раствор при выщелачива­ нии и от состава породы. При наличии большого количества карбона­ тов расход серной кислоты резко возрастает (вообще он колеблется в зависимости от состава руды от 2—5 до 30—40 г/т и даже до 80 кг/т

348