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

Подождите немного. Документ загружается.

ЛЕКЦИЯ 29. СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ И «МЕТАКОЛЛОИДНЫХ» РУД

29.2. Комплексность использования сырья



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 231

ние цинка в цинковых концентратах – от 48 до 54,4 % при извлечении его 60–

92,5 %. Медные концентраты, получаемые на японских фабриках, содержат

15,7–27,5 % Cu при извлечении ее 81,6–94,0 %, тогда как цинковые концен-

траты содержат 45,0–57,6 % Zn при извлечении 35,0–83,6 %. На обогати-

тельных фабриках Финляндии получают медные концентраты, содержащие

20,0–29,59 % Cu при извлечении 76,1–92,1 %, и цинковые концентраты с со-

держанием цинка 50,4–54,0 % при извлечении 80–95 %.

Разработанные в России реагентные режимы и схемы позволяют полу-

чать из весьма труднообогатимых руд с различным соотношением меди к цинку

(2:1–1:3) медные концентраты с содержанием 18–20 % Cu и 3–6 % Zn при из-

влечении меди 76–90 % и цинковые концентраты с содержанием 46–58 % Zn

при извлечении его 55–75 %.

Технико-экономические показатели обогащения медно-цинковых руд в

значительной мере зависят от полноты извлечения помимо основных метал-

лов редких и рассеянных элементов, благородных металлов и минералов-

спутников.

Все редкие элементы, как правило, связаны с сульфидными минерала-

ми, поэтому проблема комплексности использования сырья в цикле обога-

щения сводится к увеличению извлечения этих минералов в соответствую-

щие концентраты и уменьшению потерь их в хвостах флотации. Извлечение

же редких и рассеянных элементов в самостоятельные продукты возможно

лишь на дальнейшей стадии переработки концентратов. Отмечается особо

тесная взаимосвязь золота, серебра, а также рассеянных элементов и редких

металлов с пиритом и, соответственно, распределение их пропорционально

извлечению серы в концентраты.

По характеру ассоциации золота и поведению его в процессах обога-

щения руды подразделяют на три типа: I – сплошные, в которых золото в ос-

новном находится в тесной ассоциации с пиритом; II – сплошные и вкрап-

ленные, в которых золото частично свободно, а также ассоциировано с халь-

копиритом; III – сплошные и вкрапленные с относительно высоким содержа-

нием свободного золота. Гравитационное извлечение свободного золота из

руд I типа является нерациональным, повышение извлечения может быть

достигнуто только путем комплексной переработки пиритных концентратов

и огарков. Повышение извлечения меди из руд II типа одновременно уве-

личит показатели и по извлечению золота. Из руд III типа свободное золото

целесообразно извлекать посредством гравитации, для этого в схемах из-

мельчения руды и доизмельчения коллективных концентратов устанавлива-

ют (например, в России) гидравлические ловушки, отсадочные машины,

шлюзы и другие гравитационные аппараты.

Не выведенное в цикле измельчения и несфлотированное свободное

крупное золото уходит с хвостами. В свою очередь, тонкие и крупные зерна

свободного золота, перешедшие в концентрат, в значительной мере теряются

ЛЕКЦИЯ 29. СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ И «МЕТАКОЛЛОИДНЫХ» РУД

29.2. Комплексность использования сырья



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 232

затем в пиритном концентрате. Это обусловлено тем, что при существующих

режимах селективной флотации в медные концентраты неудовлетворительно

флотируются даже тонкие зерна свободного золота. Причем более 30 % Au,

сфлотированного в грубый медный концентрат, депрессируется и теряется

при его перечистках.

Для повышения извлечения золота на медно-цинковых фабриках, осо-

бенно в России, идут на усложнение схем, применение гравитационных ап-

паратов в циклах измельчения и флотации, вводят операции дофлотации

сульфидов и золота из пиритных концентратов.

Помимо улавливания свободного золота, в настоящее время ведется

разработка схем выделения золотоносного пирита в отдельный продукт с ис-

пользованием короткоконусных гидроциклонов и концентрационных столов.

Например, на Гайской фабрике в России разработана и внедрена технология

гравитационного выделения золотосодержащих сульфидов из цикла рудного

измельчения. Гравитационная установка включает короткоконусные гидро-

циклоны с углом конусности 120°, работающие последовательно с обычными

гидроциклонами III стадии измельчения, и песковые концентрационные сто-

лы. Узел короткоконусные гидроциклоны – гидроциклоны цикла измельче-

ния руды работает по системе «циклон в циклон» без промежуточного насо-

са, что обеспечивает стабильность работы всей гравитационной установки.

Введение гравитационного процесса в рудный цикл измельчения позволяет

повысить извлечение золота на 3–4 % .

На некоторых медно-цинковых фабриках Канады, перерабатывающих

руды с высоким содержанием золота и серебра, применяют цианирование

хвостов флотации (например, на «Флин Флон») и пиритных концентратов

(«Квемонт» и «Норанда»).

На фабрике «Флин Флон» в исходном материале, поступающем после

сгущения на цианирование, содержится: 0,97 г/т Аu; 12,56 г/т Ag; 0,19 % Сu;

0,66 % Zn; 26,2 % Fe; 29,1 % S; 0,42 % As; 20,7 % SiО

; 3,7 % CaO; 4,7 % MgO

и 3,6 % Аl

. Процесс цианирования характеризуется высоким содержани-

ем твердого в пульпе (свыше 60 %), сравнительно коротким периодом пе-

ремешивания (5–6 ч), очень малой концентрацией кислорода в растворе

(4,0–4,5 мг/л) и отсутствием циркуляции раствора при перемешивании. Для

повышения концентрации кислорода в пульпе установлены цилиндрические

диспергаторы.

По трубопроводам в первые пять чанов подают раствор извести и циа-

нида. Золото и серебро осаждают подачей цинковой пыли и азотно-кислого

свинца. Осадок, содержащий 0,65 % Аu, 6,97 % Ag, 46,7 % Сu, 14,5 % Zn,

фильтруют, сушат и отправляют на металлургический завод. Извлечение (по

отношению к исходному материалу) на цианидной установке составляет

38,06 % Аu, 28,81 % Ag, 10,31 % Cu; расход реагентов, г/т руды: извести –

ЛЕКЦИЯ 29. СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ И «МЕТАКОЛЛОИДНЫХ» РУД

29.2. Комплексность использования сырья



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 233

около 600; цианида – 500; цинковой пыли – 43; азотно-кислого свинца – 1,4;

кислоты – 494.

Пиритные концентраты, подвергаемые цианированию на фабриках

«Квемонт» и «Норанда», предварительно перечищают, доизмельчают и фло-

тируют. В процесс цианирования на фабрике «Квемонт» направляют также

хвосты перечисток медного и цинкового концентратов. Осаждение золота

осуществляется цинковой пылью в фильтре-осадителе, в результате чего зо-

лото извлекается в виде шлихов, которые направляют на металлургический

завод. Расход реагентов в цехе цианирования составляет, кг/т: гашеная из-

весть – 6,5; цианид – 0,9; цинковая пыль – 0,02. В шлихах содержится

253,789 кг/т Аu и 607 кг/т Ag при извлечении от исходного материала цеха

цианирования, соответственно, 49 и 15 %; извлечение в шлихи от исходной

руды составляет 4,9 % Аu и 2 % Ag.

Извлечение германия в отдельный продукт на фабрике «Принц Лео-

польд» достигается посредством применения магнитной сепарации медного

концентрата.

На фабрике «Вуонос» получают кобальтовый концентрат с содержани-

ем 1,5 % Со при извлечении 25 % из хвостов последних перечисток медного

концентрата. При флотации подают серную кислоту (2 000 г/т) до рН пульпы 7,

амиловый ксантогенат (150 г/т) и пенообразователь (10 г/т).

Олово извлекают попутно, например, на медно-цинковых фабриках:

«Микохата» – из руды, содержащей 0,26 % Sn; «Экстол» – из хвостов цинко-

вой флотации (Неваева, 1976); «Акенобе» (Япония) – из хвостов сульфидной

флотации.

На фабрике «Микохата» обогащение руды проводят по флотационно-

гравитационной схеме с получением медного и цинкового флотационных

концентратов и двух гравитационных: крупнозернистого (с содержанием

57,3 % Sn при извлечении 44,29 %) и мелкозернистого (23,27 % Sn при из-

влечении 15,32 %) оловянных концентратов на концентрационных столах из

хвостов контрольной цинковой флотации. Общее извлечение олова составля-

ет 59,61 %.

На медно-цинковой фабрике «Экстол» пиритные хвосты классифици-

руются в гидроциклоне, песок которого пропускают через грохот «СТ» для

удаления из них материала крупностью +0,147 мм. Слив гидроциклона и

нижний продукт грохота объединяют и направляют на шлюзы Бартлес-

Мозли. Концентрат просеивается на мелких грохотах, нижний продукт ко-

торых распределяется на шламовые концентрационные столы Холмана для

дальнейшего обогащения концентрата. Верхний продукт грохота возвраща-

ется снова на шлюзы Бартлес-Мозли. Концентрат столов подвергают флота-

ции для удаления оставшихся сульфидов. Олово и несульфидные примеси в

этой операции уходят во флотационные хвосты, из которых главную несуль-

фидную примесь – сидерит – удаляют путем выщелачивания концентрата

ЛЕКЦИЯ 29. СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ И «МЕТАКОЛЛОИДНЫХ» РУД

29.2. Комплексность использования сырья



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 234

(при плотности 14 % твердого) в горячем растворе серной кислоты (при темпе-

ратуре 70 °С). Оловянный концентрат содержит 37 % Sn в виде касситерита.

Извлечение барита из хвостов коллективной флотации осуществлено

на фабрике «Иошино». На фабрике «Тверфиел» кроме медного, цинкового и

пиритного концентратов из хвостов пиритной флотации получают магнети-

товый концентрат.

1. Для чего необходима обработка цинкового концентрата на фабрике

«Иошино» перед его разделением?

2. Расскажите о схеме обогащения с применением аммиачного выще-

лачивания. На какой фабрике она используется?

3. Перечислите показатели, получаемые в настоящее время на фабриках.

4. На какие три типа делятся по характеру ассоциации золотые руды?

5. Чем обусловлена потеря тонких и крупных зерен свободного золота

в пиритном концентрате?

6. Чем достигается повышение извлечения золота на медно-цинковых

фабриках?

7. Расскажите о схеме гравитационного выделения золотосодержащих

сульфидов на Гайской фабрике.

8. Какие реагенты используют для получения кобальтового концентра-

та из хвостов медных перечисток на фабрике «Принц Леопольд»?



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 235

Выбор оборудования для обезвоживания зависит от крупности и влаж-

ности обезвоживаемого продукта [3, 7]. Обезвоживание крупных классов

особых затруднений не вызывает, сложнее провести обезвоживание мелких

классов, самым трудоемким является обезвоживание тонких классов (шламов).

Крупными классами условно считаются для угля +10 мм и для руд +3 мм, мел-

кими классами – для угля 0,5–10,0 мм и для руд 0,1–3,0 мм, тонкими класса-

ми (шламами) – менее 0,1–0,5 мм.

Крупные продукты обогащения – концентраты, промпродукты и хво-

сты – обезвоживаются обычно способом дренирования, чаще всего в два

приема (рис. 61).

Первый прием обезвоживания производится на грохотах или в обезво-

живающих элеваторах.

ЛЕК. 30. СХЕМЫ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ОСНОВНЫХ ТИПОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 236

Рис. 61. Схемы обезвоживания крупных продуктов обогащения: а – обезвоживание

концентрата; б – обезвоживание промпродукта и породы

При обезвоживании на грохотах обводненного продукта большая часть

содержащейся в нем воды (примерно до 75 %) предварительно сбрасывается

на неподвижном сите перед грохотом. Для обезвоживания могут применять-

ся любые грохоты с достаточно энергичным встряхиванием продукта на сите.

Элеваторы обычно являются составной частью обогатительной маши-

ны (отсадочной машины, сепаратора с тяжелой суспензией и др.), предназна-

ченной для удаления из нее тяжелого продукта. Длину и скорость движения

ковшовой ленты обезвоживающего элеватора необходимо подбирать с уче-

том обеспечения достаточно продолжительного для обезвоживания периода

времени пребывания в ковшах обезвоживаемого продукта.

Второй прием обезвоживания, если не достигается кондиционная

влажность продукта после первого приема обезвоживания, производится в

бункерах (при обезвоживании угля) или на дренажных складах (при обезво-

живании руд).

Мелкие продукты обогащения – концентраты, промпродукты и хвосты

обезвоживаются в два–три приема дренированием, центрифугированием и

сушкой (в случае необходимости) (рис. 62, рис. 63).

ЛЕК. 30. СХЕМЫ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ОСНОВНЫХ ТИПОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 237

Рис. 62. Схема обезвоживания мелкозернистого концентрата

При обезвоживании мелких руд и продуктов обогащения для первого

приема обезвоживания применяют механические классификаторы (спираль-

ные, реечные и чашевые).

Продукты обогащения руд обезвоживаются во втором приеме на дре-

нажных складах или на вакуум-фильтрах – ленточных, планфильтрах. Воз-

можен вариант обезвоживания рудных концентратов в один прием – в осади-

тельных центрифугах.

Третий прием обезвоживания – сушка – самый дорогостоящий.

ЛЕК. 30. СХЕМЫ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ОСНОВНЫХ ТИПОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 238

Рис. 63. Схема обезвоживания марганцевого концентрата

Тонкоизмельченные продукты обогащения – флотационные и магнит-

ные концентраты и хвосты, шламы – обезвоживаются чаще всего в два и в

три приема (рис. 64, рис. 65).

Первый приём обезвоживания производится в цилиндрических сгусти-

телях, реже в пирамидальных отстойниках и сгустительных воронках. При

сгущении продуктов, содержащих значительное количество песковых фрак-

ций, осуществляется предварительная классификация продукта в гидроци-

клонах. В сгущение направляется слив гидроциклона, а пески поступают на

второй прием обезвоживания – непосредственно в фильтрование.

Второй прием обезвоживания производится на вакуум-фильтрах и зна-

чительно реже в фильтр-прессах. Выбор типа вакуум-фильтра определяется

гранулометрическим составом твердых частиц пульпы и ее плотностью. При

фильтровании пульп, содержащих быстроосаждающиеся зернистые рудные

концентраты, в которых более 60–70 % класса –0,074 мм, применяют бара-

банные вакуум-фильтры с внутренней фильтрующей поверхностью.

Для фильтрования пульп, содержащих тонкоизмельченные продукты

обогащения, предпочтение отдают дисковым или барабанным вакуум-

фильтрам с внешней фильтрующей поверхностью. Последние применяют

реже, так как они громоздки, дороги и неудобны в эксплуатации (требуют

много времени для смены фильтровальной ткани).

ЛЕК. 30. СХЕМЫ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ОСНОВНЫХ ТИПОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 239

Рис. 64. Схема обезвоживания флотационного концентрата

Рис. 65. Схема обезвоживания молибденового концентрата

Для некоторых тонкоизмельченных продуктов обогащения первый и

второй приемы обезвоживания объединяются. Так, например, плотные пуль-

пы молибденовых концентратов поступают непосредственно на фильтрова-

ние. Сгущению подвергается перелив фильтров.

ЛЕК. 30. СХЕМЫ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ОСНОВНЫХ ТИПОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ



Технология обогащения руд цветных металлов. Конспект лекций 240

Хвосты флотации обезвоживаются в один прием в осадительных и оса-

дительно-фильтрующих центрифугах. Возможно также обезвоживание их в

фильтр-прессах.

Третий прием обезвоживания – сушка – применяется для флотацион-

ных концентратов (сульфидные, апатитовые, нефелиновые и др.).

Содержание влаги в продуктах обогащения ограничено ГОСТом или

временными нормами. Обезвоживание продуктов приводит к снижению за-

трат при транспортировании.

1. Каким образом обезвоживаются крупные продукты обогащения?

2. На каких аппаратах производят первый прием обезвоживания?

3. Как происходит второй прием обезвоживания?

4. Нарисуйте схему обезвоживания крупных продуктов.

5. Сколько приемов обезвоживания используют для мелких продуктов

обогащения?

6. Нарисуйте возможные варианты схем обезвоживания.

7. Нарисуйте схему обезвоживания флотационных концентратов.