Файл: Клименко, Н. Г. Применение ионитов для повышения селективности флотационного процесса.pdf

УДК 622.765.54.063.24

Клименко Н. Г., Ивановская В. П., Калашникова Т. М. Применение ионитов для повышения селективно­ сти флотационного процесса. М., «Недра», 1974, 176 с.

В монографии изложены результаты работ по при­ менению ионообменных сорбентов для регулирования

ния ионов тяжелых металлов с целью предотвращения активации сфалерита и пирита, впервые применены пы­ левидные фракции сульфокатиоинта КУ-1 и сульфоугля, являющиеся в настоящее время отходами производства.

Дана краткая оценка современного состояния пол­ ноты разделения сульфидных минералов. Показана сложность ионного состава жидкой фазы пульпы на примере отечественных и зарубежных фабрик, обога­ щающих медно-цинковые и полиметаллические руды. На основе кинетических и термодинамических параметоов раскрыт механизм взаимодействия ионитов с иона­ ми меди в синтетических растворах и рудных пульпах. Приведена методика испытания нового реагента при проведении научно-исследовательских работ; изложены результаты лабораторных, полупромышленных и про­ мышленных исследовании эффективности действия иони­ тов при обогащении медно-цинковых и полиметалличес­ ких руд ряда месторождении.

Книга рассчитана на широкий круг инженеров-про- изводственников и научных работников, занимающихся обогащением руд.

Таблиц — 60, иллюстраций — 50, список литерату­ ры — 84 назв.

© Издательство «Недра», 1974

ВВЕДЕНИЕ

Показатели обогащения селективной флотации сульфидных минералов при достаточно полном рас­ крытии их в значительной степени зависят от ионного состава жидкой фазы пульпы. Состав водной фазы рудных пульп определяется растворимостью минера­ лов, зависящей от степени окисления руды, применяе­ мых реагентов, взаимодействия их между собой и сорбции ионов и реагентов твердой фазой минераль­ ных суспензий. Находясь в большой зависимости от концентрации вводимых в процесс реагентов, жидкая фаза в свою очередь определяет формы их' существо­ вания во флотационной пульпе через взаимодействие с «неизбежными» ионами.

При оценке влияния ионного состава пульпы на ход селективной флотации сульфидов следует иметь в виду высокую скорость взаимодействия «неизбежных» ионов с вновь раскрытой поверхностью минералов, а также склонность последних к изменению флотацион­ ных свойств при весьма малых концентрациях этих ионов в растворе.

Влияние ионного состава водной фазы пульпы рас­ пространяется не только на твердые компоненты пульпы, но и на свойства поверхности воздушных пу­ зырьков. Последнее особенно заметно в присутствии коллоидных и тонкодисперсных осадков. Влияние кон­ центраций «неизбежных» ионов в определенных пре­ делах может оказаться положительным для извлече­ ния минералов, а при дальнейшем увеличении будет сопровождаться заметным снижением показателя се­ лективности.

Одним из главных факторов нарушения селектив­ ной флотации полиметаллических руд является акти­ вация сфалерита и пирита ионами меди. Активация флотации указанных минералов ухудшает качество медных и свинцовых концентратов, снижая извлече-

3

ние цинка в одноименный концентрат. Изучению этого вопроса посвящены многие работы школ И. Н. Плак­ сина, С. И. Митрофанова и А. М. Годена.

В числе применяемых методов дезактивации сфа­ лерита, активированного в месторождении, а также для снижения степени активации цинковых минералов в процессе обогащения наибольшее распространение получили цианидная депрессия, совместное примене­ ние цианида и цинкового купороса, а также исполь­ зование в последние годы различных сульфоксидных соединений. Однако недостаточная эффективность этих реагентов требует дальнейшего изыскания новых регуляторов процесса селекции полиметаллических

РУДНесмотря на то что роль ионного состава жидкой

фазы пульпы в проблеме улучшения селективности флотации сульфидных руд велика, изучению этого вопроса посвящено очень небольшое число работ. Ес­ ли в области флотационного обогащения иесульфидных руд глубокие исследования в этом направлении проведены под руководством М. А. Эйгелеса и С. И. Полькина [1, 2], то для полиметаллических руд подоб­ ные работы получили развитие лишь в последние го­ ды [3—5]. Наиболее детальными из них являются ис­ следования, проводимые под руководством А. М. Околович с сотрудниками, которые провели большие ра­ боты по опробованию ионного состава флотационных пульп ряда обогатительных фабрик и исследованию форм нахождения меди в зависимости от реагентного режима флотации. В этих работах выявлена роль остаточной концентрации реагентов при флотации сульфидных минералов меди, свинца и цинка [4].

Влияние ионного состава жидкой фазы пульпы на результаты селективной флотации полиметаллических руд изучают японские исследователи, однако сведе­ ния об этих работах весьма ограниченны.

• Исследования состава рудных пульп и зависимость показателей обогащения от концентрации ионов тяже­ лых металлов в жидкой фазе проводятся авторами с 1958 г. [6-10]. В результате этих исследований най­ дена зависимость потерь цинка в разноименных кон­ центратах от количества ионов меди в жидкой фазе пульпы, показана возможность применения для кон­

4

диционирования состава жидкой фазы пульпы ионо­ обменных смол.

Применение ионного обмена возможно благодаря высокой скорости процесса, сравнимой со скоростью химических реакций, и достаточной полноте удаления активирующих ионов из раствора. Основным преиму­ ществом ионного обмена перед химическими реакция­ ми является отсутствие гидратных осадков соедине­ ний меди, которые не в меньшей степени, чем ионы меди, могут активировать сфалерит.

Рост производства полимерных материалов созда­ ет в настоящее время предпосылки для более широко­ го применения ионообменных смол в химико-техноло­ гических, гидрометаллургических и обогатительных процессах.

Главной областью применения ионитов для сорбци­ онного извлечения металла является гидрометаллур­ гия урана. Все большее распространение получает ионный обмен при извлечении золота из цианистых пульп [11], а также серебра из сточных вод и отходов выщелачивания. Разработан режим извлечения из сточных вод аффинажных заводов металлов платино­ вой группы [12]. Известно применение катионитов и анионитов для целей извлечения из промышленных вод молибдена, вольфрама, кобальта, ванадия [13— 15]. Проводятся работы по исследованию возможно­ сти очистки сточных вод обогатительных фабрик с од­ новременным извлечением ценных составляющих [16].

Висследованиях флотационного процесса известно применение ионитов. И. Н. Плаксиным с сотрудника­ ми показана возможность сорбции сульфгидрильиых собирателей анионитами AB-17, АН-18, Дауэкс-2, а также.отмечена способность карбоксильных слабокис­ лотных катионитов разрушать некоторые ксантогенаты тяжелых металлов [11, 12]. А. М. Околович и Л. И. Фигурнова применили катиониты КУ-2, КУ-1, СГ-1 и сульфоуголь, а также аниониты АМП, AB-17 и AM для изучения ионного состава жидкой фазы флота­ ционной пульпы [5].

Вработах ЦНИГРИ из всего многообразия ионов жидкой фазы пульпы предметом изучения являлась лишь небольшая часть их, а именно ионы тяжелых металлов, непосредственно влияющие на селектив­

5

ность разделения, и ионы кальция, присутствие кото­ рых ухудшает условия сорбции ионов тяжелых метал­ лов из пульп. Основное внимание уделено изучению поведения ионов меди, главным образом определяю­ щих величину потерь цинка в циклах медной и медно­ свинцовой флотации.

Извлечению меди из различных растворов ионита­ ми посвящено много работ. К. М. Салдадзе была показана возможность удаления меди из раствора медного купороса глауконитом, причем из сорбента металл извлекался раствором ацетата натрия.

3. Н. Сыркиным и А. И. Крыикиной разработа метод извлечения меди из отходов медно-аммиачных цехов.

Для удаления меди из сточных вод производства искусственного волокна применяется эспатит-1 и суль­ фоуголь.

Чл.-корр. АН СССР Б. Н. Ласкориным рекомендо­ ван метод переработки окисленных медных руд с ис­ пользованием ионообменного процесса [17]. Ф. Герстедом описаны методы извлечения меди из стоков производства глюкозы ионитами: леватит DN, RSN, Дауэкс-50, амберлит YR-120, пермутит RS. Показана также возможность извлечения простых и комплекс­ ных катионов меди из водных растворов с помощью анионитов в ОН-форме [18].

По использованию ионообменных смол в процессе флотации с целью улучшения селективности процесса было опубликовано два источника: краткое упомина­ ние о применении ионного обмена при флотационном обогащении легкоокисляемых сульфидных руд с вы­ соким содержанием в жидкой фазе пульпы ионов меди, а также весьма неполные сведения о добавле­ нии катионита в Ыа+-форме в рудную пульпу, которое приводит к поглощению мешающих ионов и значи­ тельно улучшает флотацию некоторых сульфидных

РУД [19].

В наших работах определены концентрации ионов тяжелых металлов в питании флотации при обогаще­ нии различных типов руд и изменения этих концен­ траций в ходе технологического процесса. Изучены зависимости изменения сорбции ионов тяжелых ме­ таллов различными компонентами пульпы от исход-

6

Та б ли ца 1

Результаты работы обогатительных фабрик, перерабатывающих полиметаллические руды

Извлечение металлов в одноименные концентраты, %

ковкрапленных руд настолько возрос, что потребова­ лись развитые схемы со стадиальным измельчением как руды, так и отдельных промпродуктов. Совершен­ ствование в цикле измельчения развивается по линии замены шарового измельчения бесшаровым.

В реагентном режиме тоже имеются изменения: расширяется ассортимент вспенивателей (Д-3, ИМ-68, ВВ-2, Т-66); на некоторых фабриках (Сихотэ-Алин- ского и Иерчинского комбинатов) применяются соче­ тания различных собирателей.

Цианистые соединения в качестве депрессоров сфалерита и халькопирита вытесняются нетоксичны­ ми реагентами. Значительное снижение содержания полезных компонентов в хвостах флотации получено за счет внедрения процесса обогащения в тяжелых суспензиях. Проведенные мероприятия позволили на ряде фабрик заметно увеличить извлечение металлов.

На фабриках, перерабатывающих медно-цинковые руды, возрастает извлечение цинка благодаря совер­ шенствованию цикла цинковой флотации. В табл. 2 приведены средние показатели работы уральских фаб­ рик по рудам, из которых извлекают медь и цинк.

Наиболее значительные успехи в повышении из­ влечения цинка достигнуты на фабриках № 1 и 3. Снизилось извлечение цинка на фабриках № 2 и 5 (табл. 3).

Неудовлетворительно обстоит дело с извлечением цинка из медно-цинковых руд, особенно из труднообо-

9