Файл: Полькин, С. И. Обогащение оловянных руд и россыпей.pdf

меди из халькопирита, исследователям удалось увеличить скорость выщелачивания в 1800 раз.

В Московском институте стали и сплавов (МИСиС) разработан ряд технологических схем бактериального выщелачивания мышьяка из золотосодержащих сульфидных концентратов и из оловянно-мед­ но-мышьяковых труднообогатимых промпродуктов, получаемых при обогащении сульфидно-окисленных руд Фестивального месторожде­ ния. Наличие тонковкрапленного касситерита, станнина, халькопи­ рита, арсенопирита и других минералов в этих рудах создает боль­ шие затруднения при их обогащении.

После частичного выделения олова в кондиционный гравитаци­ онный концентрат, в дальнейшем методами флотогравитации и флотации сульфидов выделяют сульфидный концентрат (промпродукт), в который переходит до 50% олова, более 90% меди и мышьяка. В этих промпродуктах содержится олова от 0,7 до 2% и более, 8—10% меди и от 7 до 15% мышьяка. Методами обогаще­ ния не удалось получить кондиционные медные и оловянные кон­ центраты с приемлемым содержанием в них мышьяка. При флота­ ционном выделении медного концентрата в нем содержится не ме­ нее 1,2% мышьяка. Наиболее успешно эта проблема может быть решена комбинированными-обогатительно-химико-металлургичес- кими методами. В МИСиС впервые в отечественной и зарубежной практике была разработана схема бактериального выщелачивания мышьяка и частично меди в сочетании с флотацией, цементацией меди и регенерации бактериальных растворов.

Схема переработки оловянно-медно-мышьяковых промпродуктов с использованием бактерий. Особенностью схемы, разработанной МИСиС, является проведение процесса бактериального выщелачи­ вания промпродуктов в плотных пульпах с использованием оборот­ ных растворов. Схема переработки сложного промпродукта с при­ менением бактериального выщелачивания показана на рис. 133.

При повышенном содержании мышьяка в исходном промпродукте (7—15%) целесообразно для сокращения времени бактери­ ального выщелачивания предварительное снижение содержания его до 4—5% флотацией. Камерный продукт флотации поступает на бактериальное выщелачивание, а пенный продукт подвергается се­ лективной флотации сульфидных минералов меди и мышьяка. При пониженном содержании мышьяка в исходном продукте (менее 6—7%) он направляется непосредственно на бактериальное вы­ щелачивание.

Предварительное снижение содержания мышьяка в исходном промпродукте проводится флотацией в слабокислой среде при рН = = 5, расходе бутилового ксантогената 40 г/т, соснового масла 30 г/т. Применяемые реагенты не токсичны для бактерий. При на­ личии в промпродукте окисленных соединений меди их целесооб­ разно удалять 0,5%-ным раствором серной кислоты с последующей цементацией меди из раствора. Потери олова в коллективном суль­ фидном концентрате не превышает 3,5%.

461

Бактериальное селективное выщелачивание мышьяка и меди из оловянно-медно-мышьякового промпродукта проводят в пачуках при непрерывном воздушном перемешивании по прямоточной или

Л ро м про З укт

(Sn=2 %;Си = 8 %,AS=10%)

Рис. 133. Комбинированная схема переработки сложного промпродукта с применением бактери­ ального выщелачивания

противоточной схеме с использованием адаптированных к условиям выщелачивания промпродукта бактерий Thiobacillus Ferrooxidans. Т :Ж = 1 :5 , крупности продукта — 0,1 мм, pH = 2,0-f-2,5, темпера­

462

туре 25—28° С; исходное содержание железа в растворе 2—4 г/л.

Вэтих условиях мышьяк за 90—96 ч извлекается на 96%. Бактериальное и химическое окисление сульфидов меди и

мышьяка имеет существенное отличие по конечным продуктам окис­ ления. Процесс окисления халькопирита может быть представлен в следующем виде:

CuFeS2 + 2 F e 2 (S0 4 )3 = C uS 0 4 + 5 FeS0 4 + 2 S° (химически).

Сера окисляется бактериями до H2 SO4 :

S°+ l 1/202+H20 = H 2S04.

Таким образом, одной из причин интенсификации процесса бак­ териального выщелачивания является непрерывная регенерация бактериями сильного окислителя сульфидов — сернокислого окисного железа и образование серной кислоты.

Если при окислении сульфидов меди образуются сульфаты меди, то конечными продуктами при окислении арсенопирита являются мышьяковая кислота и сульфат закиси железа:

2FeAsS + 6,502+ З Н 20 — 2 H3 As0 4 + 2 FeS0 4.

Сульфат закиси железа окисляется бактериями до сульфата окиси

2FeSO4+ H 2SO4+ 0,5O 2 — Fe2 (S04)3+ H 20,

который снова окисляет арсенопирит с образованием в растворе ионов двух- и трехвалентного железа и анионов мышьяковой, а воз­ можно и мышьяковистой кислоты.

Одновременное присутствие в рудах и промпродуктах сульфидов меди, мышьяка, железа и других элементов приводит к образова­ нию сложного химического комплекса при их окислении, которые могут или способствовать развитию бактерий и интенсифицировать

тщательно изучить химический комплекс образующихся в пульпе соединений, определить влияние их на жизнедеятельность микро­ организмов и адаптировать их к конкретным производственным условиям.

Затем производят переработку растворов после выщелачивания и их регенерацию. Результаты рентгеноструктурного анализа це­ ментной меди, полученной из мышьяксодержащего раствора, пока­ зали, что в осадке вместе с медью образуется соединение состава Cu3As. Образование СизАэ, наряду с образованием арсенатов же­ леза, крайне нежелательно, так как мышьяк при цементации меди на 95—98% также переходит в осадок, загрязняя цементную медь,

463

поэтому необходимо предварительное удаление мышьяка из рас­ творов перед цементацией меди.

Разработанная в МИСиС схема переработки бактериальных растворов после выщелачивания включает предварительное селек­ тивное удаление мышьяка известью при рН = 3,1 -т-3,5. Осаждение мышьяка составляет 99,9%, в него переходит меди 2,3%.

Из оставшегося раствора цементируют медь на железном скрапе, извлечение ее за 90 мин в цементную медь, содержащую до 80% Си, составляет 98,5%. Полученный бактериальный рас­ твор регенерируется (без дополнительной подачи питательных со­ лей) с повторным использованием растворов в цикле выщелачи­ вания.

После бактериального выщелачивания можно из твердого ос­ татка выделить флотацией отдельно медный и оловянный концен­ траты, практически не содержащие мышьяка. В начале флотируют халькопирит в концентрат, содержащий 20,2% меди при извлече­ нии 88,2%. Олово переходит на 96—97% в камерный продукт, из которого флотируют пустую породу, а в камерном продукте полу­ чают оловянный концентрат, содержащий 10—15% олова при из­ влечении 75—85%. Содержание мышьяка в медном концентрате не превышает 0,4%, а в оловянном — 0,17%, эти концентраты мо­ гут быть переработаны существующими металлургическими ме­ тодами.

Разработанная схема позволяет дополнительно извлечь из от­ вальных и трудно перерабатываемых продуктов не менее 15% олова и 80% меди исходной руды в одноименные концентраты.

§ 72 . О б е зв о ж и в а н и е и с у ш к а о л о в я н н ы х концент рат ов

Обезвоживание товарных зернистых концентратов на рудных обогатительных фабриках и полученных при доводке производят в спиральных или реечных классификаторах. Пески классификато­ ров влажностью до 13% обычно разгружают в бункера. Сливы классификаторов содержат до 5% твердых частиц. Твердая часть сливов представляет собой практический шламовый оловянный кон­ центрат, поэтому их направляют вместе с другими шламовыми кон­ центратами на сгущение в сгустителях, а затем на фильтрование в дисковых или барабанных фильтрах.

Наиболее совершенным оборудованием для обезвоживания зер­ нистых гравитационных концентратов являются дренирующие бун­ кера (рис. 134) [36].

Пульпа с разжижением Т : Ж = 1 : 5 —- 1 : 6 поступает в обезво­ живающий бункер, представляющий собой металлический бак, раз­ мерами оснований 1500x1500 мм высотой 2500 мм с днищем, ско­ шенным под углом 45° на всю длину. Вертикальное сечение бун­ кера имеет вид прямоугольной трапеции с размерами оснований 2500X1000 мм и высотой 1500 мм. Объем бункера — 4 м3. В ниж­ ней части бункера вдоль высокой вертикальной стенки устроены

464