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

>кащих растворов серебра, из сбросовых вод фотогра­ фии и скандия из сульфатных растворов.

Исследователями Советского Союза успешно при­ менен метод ионной флотации для извлечения желе­ за, кобальта, цинка, меди и никеля, получаемых при выщелачивании огарков сульфатизирующего обжига пиритиых концентратов.

Исследования проводились на синтетических раст­ ворах, приготовленных из химически чистых сульфа­ тов металлов. В качестве собирателей применялись натриевые мыла жирных кислот фракции Сю—Сю При этом показано, что можно извлечь 98—100% металла из раствора, содержащего 1 г/л железа, 0,5 г/л кобальта, 0,5 г/л цинка, 0,25 г/л меди и ни­ келя [33].

Относительно ионной флотации меди у Ф. Себба [34] есть указания, что последняя благодаря двойному заряду своего иона является элементом, который дает легко обрабатываемую «пенку». Катионную медь можно флотировать, используя в качестве собирателя также жирные а-сульфокислоты. С помощью жирно­ кислотных собирателей можно флотировать медь в катионной форме из аммиачных растворов.

Наши исследования по количественному определе­ нию катионной и цианистой форм меди проведены с широко применяемыми для целей обычной пенной флотации реагентами: бутиловым ксантогенатом и катионным реагентом ИМ-12.

Опыты проведены в лабораторной машинке емко­ стью 75 мл. Дополнительный подсос воздуха осущест­ влялся с помощью микрокомпрессора. Задача состоя­ ла в подборе такого реагентного режима и выборе времени флотации, при котором из растворов различ­ ной концентрации обеспечивалось 100%-ное извлече­ ние элемента в катионной форме анионным собирате­ лем и меди в анионной форме катионным собирате­ лем. На рис. 1 приведено извлечение ионов меди в за­ висимости от времени флотации при разных расходах бутилового ксантогената и катионного собирателя. Количество меди в 75 мм раствора составило 10,3 мг. Полное извлечение меди достигается при больших расходах собирателя (400—600 мг/г Си в растворе). Необходимое время флотации 15—20 мин.

19

Окончание флотации легко контролируется визу­ ально: добавление свежей порции ксантогеиата не вызывает изменения окраски бесцветного раствора в желтовато-зеленый цвет.

Для разработки условий полного извлечения меди

ванионной форме флотация проводилась из раствора,

вкотором 10,3 мг меди было связано в цианистый комплекс, а полученный осадок растворен в избытке цианида. Внешне процесс флотации идет интенсивно: беловатая пленка нерастворимых соединений меди флотирует за 15 мин с большим избытком катионного собирателя (500—1000 мг/г Си).

Была проверена флотируемость анионной формы меди ксантогенатом, а катионной — катионным соби­ рателем. Результаты флотации показали, что катион­ ная медь не извлекается реагентом ИМ-12, а из ани­ онного комплекса 17,6% меди флотирует в пену с ксантогенатом. Происходит это, вероятно, за счет разложения анионного комплекса.

Поэтому, несмотря на избыток цианида, катионная медь всегда присутствует в растворе. Для того чтобы исключить ошибку завышения количества катионной меди, сначала проводилась анионная флотация с ка­ тионным собирателем, а затем из оставшегося раст­ вора флотировали катионную медь ксантогенатом калия. Прежде всего представляло интерес установить

20

влияние количества цианида на изменение соотноше­ ний обеих форм меди.

Для работы был взят раствор сернокислой меди с концентрацией 66 мг/л (5 мг меди в 75 мл воды) и до­ бавлялось различное количество цианида (от 0,5 до 50 мг цианистого натрия). По мере увеличения дози­ ровок цианида росло содержание анионной меди с уменьшением катионной. Аналогичные наблюдения были продолжены на рудных пульпах при различной дозировке цианида в измельчение (флотация обеих форм меди проводилась из фильтрата измельченной руды). Полученные результаты показали, что с.уве­ личением расхода цианида увеличивается общее со­ держание меди в растворе и растет ее содержание в анионной форме, в тоже время при всех расходах циа­ нида обнаружена медь в катионной форме. Опреде­ ление различных форм меди представляло интерес с точки зрения ее активирующей способности.

Влияние различных форм существования меди в растворе на изменение свойств сфалерита было про­ верено флотационными опытами.

Навески сфалерита крупностью —0,074 + 0,043 мм по 5 г перемешивались в течение 5 мин в растворе, содержащем медь в количестве 66 мг/л при разных дозировках цианида. Расчетное содержание распреде­ ления ионов меди в катионной форме в виде простого комплекса — осадка CuCN и растворимого комплекса

Cu(CN)2 для каждого случая приведено в табл. 6. После контакта с медьсодержащим раствором мине­ ральный порошок отфильтрован, помещен во флота­ ционную машинку объемом 75 см3 и сфлотирован с добавлением 20 г/т бутилового ксантогената и ‘Д капли изоамилового спирта. Время флотации 3 мин, pH раствора 5,85.

Кривая извлечения сфалерита в пенный продукт (рис. 2) имеет довольно сложный характер в соот­ ветствии с изменением соотношений форм меди. При добавлении первых порций цианида, соответствующих образованию простого комплекса CuCN наблюдается некоторая депрессия минерала. Можно предположить, что наряду со снижением концентрации катионной меди в растворе подавляющее действие на сфалерит может оказать осадок. При дальнейшем прибавлении

21

Т а б ли ца 6

Насчет теоретически возможного соотношения форм меди в растворе при добавлении разного количества цианида, мг

цианида наблюдается рост извлечения минерала, что свидетельствует о наличии некоторой активации сфа-

Рис. 2. Флотируемость сфалерита в зависимости от соотношения катион­ ной и цианистой форм меди в растворе

Отношвние CN~: Си г* в растворе

лерита в присутствии CN'-ионов в пределах соотно­ шений цианида к меди 1,5—3:1. Подобное явление уже отмечалось в работах советских [31] и японских

ученых [35].

Активирующее действие меди на сфалерит из раст­ воров, содержащих достаточное количество цианида для связывания всей меди в анионный комплекс, ука­ зывает на необходимость изучения возможности сорб­ ции меди катионитами из цианистых растворов. Изу­ чение вопросов взаимодействия ионитов с катионной

22

медью раскрывает механизм улучшения показателей селективной флотации при добавлении ионитов в руд­ ное измельчение, где в основном присутствует суль­ фат меди. Изучение же взаимодействия комплексных соединений поможет объяснить причину улучшения показателей флотации при использовании ионита в циклах доизмельчения коллективных концентратов, так как эта операция ведется часто в присутствии цианида.

или снижения концентрации ионов меди во флотаци­ онных пульпах для повышения показателей селектив­ ной флотации — задача большой практической важ­ ности.

В практике флотации существует несколько мето­ дов дезактивации сфалерита, активированного в месторождении, а также снижения активации сфале­ рита в процессе обогащения.

Снижению скорости активации способствует фло­ тация руд в щелочной среде, поскольку установлено, что реакция активации сфалерита в кислой и нейт­ ральной средах заканчивается очень быстро, практи­ чески в течение одной минуты.

При флотации медно-цинковых руд применяются добавки цианистых солей, растворяющих поверхност­ ные пленки ковеллииа на активированной цинковой обманке ‘[32]. Широко практикуется совместное при­ менение цианистого калия и цинкового купороса.

В ряде случаев рекомендуется раздельная депрес­ сия цинковых минералов цианидом в промпродукте и готовом коллективном концентрате [36]. Отмечается, что при магнитной обработке раствора цинкового ку­ пороса возможно исключение цианида [37].

Рекомендуются и другие растворители медной пленки на сфалерите. В работах японских исследова­ телей [38] показано, что при совместном применении солей трехвалентного железа и серной кислоты на­ блюдается дезактивация сфалерита. Установлено, что при продувке через пульпу кислорода скорость раст-

23

ворения пленки увеличивается; благоприятно сказы­ вается и повышение температуры. Кинетика раство­ рения пленки с поверхности сфалерита выражается уравнением первого порядка.

Возможно, наличием в пульпе ионов трехвалентно­ го железа и серной кислоты при обогащении колче­ данных легкоокисляемых руд обусловлена высокая селективность медно-свинцового концентрата от цин­ ка. Содержание цинка в медно-свинцовом концентрате при наличии аэрации слива классификатора не пре­ вышает 2,5—3% (39, 40].

В. А. Малиновским [41] применялся метод создания «защитной» среды путем добавки цинкового купороса и повышения концентрации ионов цинка. Образую­ щийся при этом гидрат окиси цинка является реаген­ том, тормозящим реакцию активации сфалерита со­ лями меди.

Известны удачные попытки применения сернистого цинка (ZnS04: Na2S= 3 : 1) в качестве коллоидного поглотителя ионов меди, а также других соединений цинка, находящихся в коллоидном состоянии [42].

В некоторых работах показано, что наиболее эф­ фективным депрессором является смесь карбонатов цинка и железа [43].

В последнее время особенно широкое распростра­ нение получили сульфоксидные соединения щелочных металлов в смеси с солями тяжелых металлов. Внед­ рена в практику флотации смесь сульфита натрия с сернокислым железом [44—45]. Установлено, что в отсутствии иона тяжелого металла сульфитный ион не депрессирует сфалерит [46]. Наряду с этим показа­ но, что в присутствии сульфита замедляется окисле­ ние сульфидов, в частности пирита [47].'

В случае обогащения смешанных сульфидно-окис­ ленных руд рекомендуется использовать смесь сульфита и сульфида натрия (48].

Из других сульфоксидных соединений рекомендо­ ван тиосульфат натрия [49, 50]. Широкое распростра­ нение в исследовательских работах получил гидро­ сульфит [51], обеспечивающий значительно лучшую селекцию по сравнению с другими подавителями фло­ тации сфалерита. Положительное влияние гидросуль­ фата обусловлено его высокими восстанавливающими

24