Алгебраистова Н.К., Кондратьева А.А. Технология обогащения руд цветных металлов

Подождите немного. Документ загружается.

ЛЕКЦИЯ 28. СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД

28.2. Коллективно-селективные схемы обогащения



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 221

пустой породы. Коллективная флотация сульфидов при переработке сплош-

ных руд проводится при измельчении исходной руды до 85–90 % класса

–0,074 мм и обязательно в известковой среде (200–500 г/м

свободной СаО)

для подавления основной массы пирита.

В качестве собирателя на отечественных фабриках используются в ос-

новном ксантогенаты и дитиофосфаты (150–200 г/т), в качестве пенооб-

разователя – Т-80.

Если в руде присутствуют две разновидности сфалерита, то в коллек-

тивный концентрат сначала извлекаются сульфиды меди и высокоактивный

сфалерит, а сфалерит, обладающий невысокой флотационной активностью,

извлекается в цикле цинковой флотации после активации медным купоросом.

Коллективный медно-цинковый концентрат перед разделением обяза-

тельно доизмельчается в известковой среде и подвергается операции де-

сорбции сернистым натрием (0,2–3,0 кг/т руды) и активированным углем

(до 0,3 кг/т руды). Десорбция проводится в контактном чане при содержании

твердого 55–60 % или совмещается с доизмельчением коллективного кон-

центрата.

Коллективный медно-цинковый концентрат можно разделять как циа-

нидным, так и бесцианидным способом. В первом случае в мельницы доиз-

мельчения или непосредственно в контактный чан перед медной флотацией

подается смесь цианида и цинкового купороса. Во втором случае цианид за-

меняется сернистым натрием, сернистым газом, сульфитом или тиосульфа-

том, которые в сочетании с цинковым купоросом являются хорошими пода-

вителями сфалерита. Расход их обычно составляет, г/т руды: 0,1–0,2 серни-

стого натрия; 0,2–0,3 сульфита натрия и 0,3–0,5 цинкового купороса. Медная

флотация проводится в присутствии ксантогената и вспенивателя. В перечи-

стные операции для повышения качеств медного концентрата подаются также

сернистый натрий, цинковый купорос и обязательно известь (до 500–700 г/м

свободной СаО). Из хвостов медной флотации после активации медным купо-

росом (0,1–0,3 кг/т) флотируется сфалерит. Для подавления пирита щелочность

пульпы повышается до 800–1 000 г/м

свободной СаО в основной цинковой

флотации и до 1 100–1 200 г/м

свободной СаО в перечистных операциях.

При флотации колчеданных медно-цинковых руд хвосты цинковой

флотации в большинстве случаев являются готовым пиритным концентра-

том, а при флотации вкрапленных руд получаются пиритсодержащие хвосты,

которые могут подвергаться перефлотации в слабокислой среде с выделени-

ем пиритного концентрата.

На большинстве уральских обогатительных фабрик (Среднеуральская,

Красноуральская, Учалинская, Гайская), перерабатывающих медно-цинковые

руды, флотация осуществляется по коллективно-селективной схеме.

На Гайской фабрике коллективно-селективная схема применяется для

сплошных и вкрапленных руд. Сульфидные минералы в рудах этого место-

ЛЕКЦИЯ 28. СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД

28.2. Коллективно-селективные схемы обогащения



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 222

рождения представлены пиритом, халькопиритом, халькозином и сфалери-

том, а минералы пустой породы – кварцем, полевыми шпатами и серицитом.

Особенностью вкрапленных руд Гайского месторождения является до-

вольно крупная вкрапленность сульфидных минералов в пустой породе, от-

деление которых достигается при измельчении до 70 % класса –0,074 мм.

В то же время сульфиды отделяются друг от друга при измельчении до 98–100 %

класса –0,074 мм.

Руды отличаются непостоянством состава медных минералов. Относи-

тельное содержание в них меди, представленной вторичными сульфидами,

колеблется от 14 до 80 %, растворимыми сульфатами – от 0,5 до 13 %. Цинк

же на 94–98 % представлен сфалеритом.

Сплошные руды Гайского месторождения обладают массивной и по-

лосчатой текстурами, имеют мелкозернистую структуру с тонкой взаимной

вкрапленностью сульфидов меди, цинка и железа. Основной сульфидный

минерал в рудах – пирит, который легко окисляется и хорошо флотируется.

Наличие же в руде растворимых сульфатов меди вызывает природную акти-

вацию сфалерита.

Разделение сульфидных минералов в сплошных рудах достигается

только при измельчении до 98–100 % класса –0,074 мм. Коллективная флотация

сульфидных концентратов проводится при крупности измельчения 65–70 %

класса –0,074 мм (рис. 57).

Коллективная сульфидная флотация осуществляется при щелочности

пульпы 150–800 г/м

свободной СаО с подачей медного купороса (200–240 г/м

)

для активации сфалерита, смеси изопропилового (120–170 г/т) и бутилового

(45–55 г/т) ксантогенатов и вспенивателя Т-66 (30–60 г/т). В контрольную кол-

лективную флотацию подается только бутиловый дитиофосфат (15–20 г/т).

Коллективный сульфидный концентрат после перечисток (щелочность пуль-

пы 250–500 г/м

свободной СаО) направляется на десорбцию в присутствии

сернистого натрия (2 200–3 000 г/т) и активированного угля (300 г/т), а затем

на сгущение и измельчение до крупности 90–95 % класса –0,074 мм.

В медную флотацию подается сернистый натрий (150–350 г/т) и цинко-

вый купорос (150–350 г/т) для подавления сфалерита. Значение рН в этом

цикле 8,5–8,7. После двух перечистных операций медный концентрат содер-

жит 16–18 % Cu при извлечении ее 87–89 %. Хвосты контрольной медной

флотации представляют собой цинковый концентрат, содержащий 42–45 % Zn

при извлечении 50–55 %. В основном цинк теряется с медным концентратом

вследствие тонкой взаимной вкрапленности халькопирита и сфалерита.

Колчеданные руды Учалинского месторождения отличаются большим

разнообразием и сложностью минерального состава. Они относятся к катего-

рии труднообогатимых и характеризуются высокой флотационной способно-

стью активированного сфалерита, неравномерной вкрапленностью сульфидных

минералов, доходящей до эмульсионной, и повышенным содержанием цинка

(отношение содержания меди к цинку в руде составляет 1:3). Сплошные руды

ЛЕКЦИЯ 28. СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД

28.2. Коллективно-селективные схемы обогащения



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 223

состоят из пирита (83 %), сфалерита (5,5 %), халькопирита (2 %) и ковеллина

(0,2 %). Относительное содержание меди в виде вторичных сульфидов изменя-

ется от 10 до 60 % в зависимости от глубины залегания рудных тел.

Рис. 57. Схема коллективно-селективной флотации медно-цинковых руд

на Гайской обогатительной фабрике

Обогащение руды Учалинского месторождения проводится по схеме

коллективно-селективной флотации (рис. 58) после двухстадиального из-

мельчения до крупности 85–90 % класса –0,074 мм. Перед разделением кол-

лективный концентрат доизмельчается до 90–95 % класса –0,074 мм. Медный

концентрат перед перечистками измельчается до 100 % класса –0,074 мм, так

же как и цинковый, который извлекается из хвостов контрольной медной

ЛЕКЦИЯ 28. СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД

28.2. Коллективно-селективные схемы обогащения



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 224

флотации. Хвосты контрольной цинковой флотации являются готовым пи-

ритным концентратом. Готовый медный концентрат содержит 16–18 % Cu

при извлечении ее 78–82 %, цинковый – 48–49 % Zn.

Рис. 58. Схема коллективно-селективной флотации медно-цинковых руд

Учалинского месторождения

На зарубежных обогатительных фабриках, перерабатывающих медно-

цинковые руды, применяются как коллективно-селективные (фабрики Япо-

нии «Камикита», «Хитачи», «Осоридзава», «Сосоцура»), так и селективные

(фабрики Канады – «Фокс», «Руттен», «Экстол»; Финляндии – «Керетти»,

Японии – «Каваяма» и Норвегии – «Сулителма Грубер») схемы.

Дробление руды на зарубежных фабриках, перерабатывающих медно-

цинковые руды, проводится в три стадии до крупности 16–20 мм. При нали-

чии в руде первичных шламов применяется предварительная промывка с по-

следующим раздельным обогащением песковой и шламовой фракций. Ино-

гда применяется предварительное обогащение в тяжелых суспензиях (фабри-

ки «Хитачи», «Каваяма»). Измельчение, как правило, осуществляется до

крупности 65–80 % класса –0,074 мм в две стадии. На фабриках Финляндии

(«Пюхасалми» и «Керетти») руда измельчается до крупности 65–70 % клас-

са –0,074 мм в рудно-галечных мельницах.

ЛЕКЦИЯ 28. СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД

28.2. Коллективно-селективные схемы обогащения



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 225

Особенностью реагентных режимов на фабриках является широкий ас-

сортимент применяемых собирателей и подавителей. Наиболее распростра-

ненные собиратели в Канаде и Финляндии – амиловый и изопропиловый

ксантогенаты, в Японии – амиловый, вторичный бутиловый и гексиловый

ксантогенаты, а также бутиловый и изобутиловый натриевые дитиофосфаты,

Аэрофлоты 3477, 208 и 211. Наиболее распространенным вспенивателем на

фабриках Канады является метилизобутилкарбинол (14,5–63,5 г/т), применя-

ется также Дауфрос 250 (15,5 г/т) и сосновое масло (23,5 г/т). На фабриках

Финляндии используется исключительно сосновое масло (29 г/т).

Для подавления пирита широко применяются сернистый газ, цианид,

цинковый купорос, известь и другие реагенты. Широкий набор подавителей

используется при селективной флотации медных и цинковых минералов.

Кроме наиболее распространенного сочетания цианида и цинкового купороса

(фабрики «Фокс», «Пюхасалми», «Осоридзава», «Микохата» и др.), приме-

няются сернистый газ («Каваяма»), цинковый купорос и сульфит натрия

(«Хитачи»), цинковый купорос и серная кислота («Керетти»).

1. Когда возможна селективная флотация медно-цинковых руд?

2. До какой крупности измельчаются руды перед селективной флотацией?

3. Назовите фабрики, на которых применяется селективная флотация.

4. Нарисуйте схему селективной флотации медно-цинковых руд.

5. Расскажите о режиме медной флотации.

6. Какие реагенты подаются в цинковый цикл? Каковы их расходы?

7. Каким операциям подвергается цинковый концентрат и с какой целью?

8. Какие операции включает в себя схема повышения качества медного

концентрата?

9. До какой крупности измельчаются вкрапленные и сплошные руды

перед коллективной флотацией?

10. Назовите реагенты, применяемые в коллективном цикле, их расходы.

11. Если в руде присутствует две разновидности сфалерита, что извле-

кают в коллективный концентрат?

12. Расскажите об условиях десорбции коллективного концентрата.

13. Какие существуют способы разделения коллективного медно-

цинкового концентрата?

14. Какие реагенты подаются в перечистные операции для повышения

качества концентрата?

15. При каких условиях флотируют сфалерит из хвостов медной фло-

тации?

ЛЕКЦИЯ 28. СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД

28.2. Коллективно-селективные схемы обогащения



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 226

16. Назовите уральские обогатительные фабрики, перерабатывающие

медно-цинковые руды.

17. Перечислите особенности медно-цинковых руд, перерабатываемых

на Гайской фабрике.

18. Нарисуйте схему флотации медно-цинковых руд на Гайской обога-

тительной фабрике.

19. Какие реагенты применяются в различных операциях на Гайской

фабрике?

20. Какие технологические показатели достигаются при флотации мед-

но-цинковых руд на Гайской фабрике?

21. Перечислите особенности колчеданных руд Учалинского месторо-

ждения.

22. Опишите схему обогащения руды Учалинского месторождения.

23. Перечислите зарубежные обогатительные фабрики, перерабаты-

вающие медно-цинковые руды.

24. Какая схема используется при наличии в руде большого количества

первичных шламов? Какие реагенты применяются для данного типа руд за

рубежом?



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 227

29.1. Схемы переработки труднообогатимых и «метаколлоидных» руд

, 3].

29.2. Комплексность использования сырья [2

, 3].

К наиболее труднообогатимым относятся медно-цинковые руды зоны

вторичного обогащения, характеризующиеся глубокой активацией сульфи-

дов цинка и железа, и так называемые «метаколлоидные» руды, отличаю-

щиеся плохой раскристаллизацией и тесной связью сульфидов между собой.

При переработке и обогащении таких руд обычно используют гидрометал-

лургические операции переработки коллективных концентратов.

Предварительная обработка коллективного концентрата целесообразна

при обогащении руд, переработка которых обычными методами (вследствие

чрезмерной активации сульфидов цинка и железа) практически невозможна.

В таких случаях, как, например, на японской фабрике «Иошино» (рис. 59),

коллективный медно-цинковый концентрат перед его разделением обрабаты-

вают раствором цианида. Поверхностные соединения меди, нивелирующие

флотационные свойства сульфидов меди, цинка и железа, растворяются и

удаляются с жидкой фазой при фильтровании. Минералы приобретают при-

сущие им флотационные свойства и могут быть разделены обычными спо-

собами.

ЛЕКЦИЯ 29. СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ И «МЕТАКОЛЛОИДНЫХ» РУД

29.1. Схемы переработки труднообогатимых и «метаколлоидных» руд



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 228

Рис. 59. Принципиальная схема обогащения руд на фабрике «Иошино»

Необходимость в гидро- или пирометаллургической переработки мед-

но-цинковых концентратов обычно возникает при обогащении «метаколло-

идных» руд, когда сростки сульфидов меди и цинка при технологически и

экономически целесообразной степени измельчения раскрыть не удается.

Медно-цинковые концентраты перерабатывают аммиачным выщелачи-

ванием в автоклавах на одном из гидрометаллургических заводов на Филип-

пинах (рис. 60).

ЛЕКЦИЯ 29. СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ И «МЕТАКОЛЛОИДНЫХ» РУД

29.1. Схемы переработки труднообогатимых и «метаколлоидных» руд



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 229

Рис. 60. Технологическая схема переработки сульфидных медно-цинковых концентратов

аммиачным выщелачиванием

Получаемые при флотации концентраты смешивают, репульпируют

оборотным аммиачным раствором до Т:Ж = 1:3 и выщелачивают в автокла-

вах при температуре 82 °С и давлении воздуха 0,7 МПа в течение 9 ч при мо-

лярном отношении NH

3своб

/(Cu + Zn) = 4,5–5,0, обеспечивающем переход в рас-

твор 95,6 % Cu, 80 % Zn и 58 % S. После охлаждения до температуры 43 °С

пульпу направляют на сгущение и фильтрование в барабанный вакуум-

фильтр. Фильтрат возвращают в сгуститель, а железосодержащий осадок по-

сле промывки и сушки подвергают флотации с получением пиритного кон-

центрата и хвостов, из которых извлекают золото и серебро цианированием.

ЛЕКЦИЯ 29. СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ И «МЕТАКОЛЛОИДНЫХ» РУД

29.1. Схемы переработки труднообогатимых и «метаколлоидных» руд



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 230

Слив сгустителя после контрольного фильтрования поступает на час-

тичную дистилляцию аммиака, в результате которой молярное отношение

3своб

/(Cu + Zn) снижается до 3,4:1, а затем в автоклав для окисления про-

межуточных соединений серы в сульфат при температуре 225–230 °С под

давлением воздуха 4,2 МПа. После этого аммиачный раствор, содержащий

65 г/л Сu, 18 г/л Zn и 300 г/л (NH

)

SО

, частично нейтрализуют серной ки-

слотой для дальнейшего снижения молярного отношения NH

3своб

/(Cu + Zn)

до 2,6, обрабатывают полиакрилатом и подают на восстановление меди при

температуре около 200 °С и давлении водорода 2,5–3,0 МПа.

Полученную в автоклаве суспензию направляют на фильтрование.

Осадок (металлическая медь) промывают, сушат, спекают и измельчают,

а полученные при фильтровании растворы, содержащие примерно 1 г/л Cu,

1,5 г/л Zn и около 500 г/л (NH

)

SО

, обрабатывают аммиаком в автоклаве

для доведения молярного отношения NH

3своб

/Zn = 3,5 : 1, после чего при тем-

пературе 37 °С из них осаждают углекислым газом под давлением 0,7 МПа в

течение 2 ч до 90 % Zn и около 20 % Cu в виде основного карбоната. После

растворения осадка в оборотном электролите и соответствующей очистки

раствора цинк выделяют электролизом. Медь и цинк, оставшиеся в растворе

после автоклавного осаждения основных карбонатов меди и цинка, осажда-

ют сероводородом при 33 °С в течение 1 ч с получением оборотного суль-

фидного продукта и раствора, из которого кристаллизацией получают суль-

фат аммония.

Технологические показатели селективной флотации медно-цинковых

руд зависят от крупности кристаллизации медных и цинковых минералов,

содержания пирита, степени развития процессов окисления и вторичной кон-

центрации в месторождении. Суммарное извлечение меди и цинка в разно-

именные концентраты при обогащении первичных крупнокристаллических

руд может достигать 170–180 %; при обогащении руд с проявлениями про-

цессов вторичной концентрации – 150–160 %; при обогащении руд из зон

цементации – 120–140 %. При флотации тонковкрапленных руд из участков

вторичной концентрации и метаколлоидных руд получают только коллектив-

ные концентраты, перерабатываемые на специальных металлургических ус-

тановках.

Медные концентраты, получаемые в настоящее время на фабриках, содер-

жат 17–31 % Cu при извлечении 73–97 %; цинковые концентраты – 50–62 % Zn

при извлечении 67–92 %. Причем содержание меди в медных концентратах

Канады составляет 17,5–31,0 % при извлечении меди 75,0–95,6 %, а содержа-