CC BY
280
---------------------------------- © В.А. Игнаткина, В.А. Бочаров,
Л.С. Хачатрян, Ж. Баатархуу, 2007
УДК 622.765
В.А. Игнаткина, В.А. Бочаров, Л.С. Хачатрян,
Ж. Баатархуу *
ФЛОТАЦИЯ ПОРФИРОВЫХ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВЫХ РУД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СОБИРАТЕЛЕЙ И ВСПЕНИВАТЕЛЕЙ **
Семинар № 25
Одной из основных проблем при обогащении порфировых сульфидных медно-молибденовых руд является выбор селективного по отношению к пириту собирателя. Содержание пирита в коллективном концентрате влияет на результаты селективной флотации - качество молибденового и медного концентратов и извлечение в них металлов.
На медно-молибденовых обогатительных фабриках коллективный цикл флотации проводят в щелочной известковой среде при рН=8,5-11,5. С депрессией пирита и других сульфидов железа при больших значениях рН происходит частичная депрессия молибденита.
В качестве основного собирателя молибденита применяют аполярные реагенты на основе различных продуктов нефтеперегонки (керосин, трансформаторное масло, веретенное масло и т.д.); в качестве основного собирателя медных сульфидных минералов используют ксантогенаты; дитиофосфаты; сложные композиции, содержащие ксантогенаты, дитиофосфаты, диксантогениды, тионо-карбаматы и т.д.. Наиболее перспек-
тивным для флотации медных и молибденовых минералов и снижения флотируемости сульфидов железа является применение многокомпонентных собирателей, которые содержат в своем составе сильные (ксантогенаты), слабые (дитиофосфаты) и неиноген-ные соединения (тионокарбаматы, тиоангидриды ксантогеновых кислот, тиоэфиры ксантогеновых кислот и т.п.). Например, в качестве селективных к пириту собирателей предложены реагенты серий «Б» (США), «Бе-рофлот» (Россия, Китай) и т.д. Исследованиями, выполненными на различных типах цветных и редких металлов в 1995-2005 гг. Бочаровым В.А, Херсонской И. И., Херсонским М. И.,
С. Давааням и др. отмечено, что замена ксантогената собирателем Б-703в снизило содержание пирита в коллективном медно-молибденовом концентрате в 1,5 раза. Показано, что прирост извлечения меди с использованием различных композиций собирателей составляет 6-10 %. Совместное применение собирателей различной молекулярной структуры и собирательной силы позволяет получать более высокие показатели фло-
* В исследованиях участвовали Е.И. Шиловская, Б.Т. Тубденова, A.B. Карева.
“Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ.
тации, чем каждый из них при индивидуальном использовании [1, 2].
Результатами многих исследований на медно-цинковых [3, 4, 5], медномолибденовых, медно-никелевых и других рудах [6, 7, 8, 9] показано, что применение ксантогенатов не всегда обеспечивает получение селективных концентратов, вследствие высокой собирательной способности этих собирателей по отношению ко всем сульфидным минералам, в том числе к пириту и пирротину.
В последние годы в практику обогащения вошло применение смесей различных классов собирателей. В работах [9, 10, 11] отмечается, что использование ксантогенатов в сочетании с модифицированными дитио-фосфатами, тионокарбаматами, позволяет оптимизировать селективную сорбцию собирателей на поверхности сульфидных минералов и их необходимую концентрацию в жидкой фазе пульпы, что способствует снижению флотируемости пирита, пирротина и повышению индекса селективности при флотации руд. Смеси собирателей обладают более высоким собирательным действием по отношению к халькопириту и другим сульфидным минералам и проявляют большую селективность к пириту и пирротину.
При использовании сочетания сильного и слабого собирателей весьма важно установить влияние последовательности подачи собирателей по точкам процесса флотации. Исследованиями показано, что предварительная обработка пульпы слабым собирателем, например, ди-тиофосфатом - для медно-цинковых руд [10, 11], свинцово-цинковых и ДМДК - для медно-никелевых руд [9], снижает сорбцию ксантогената на сульфидных минералах, особенно на пирите и пирротине. На медно-
цинковых рудах авторами при проведении промышленных испытаний с сочетанием модифицированного ди-тиофосфата с ксантогенатом получен прирост извлечения меди более
1 %, золота 1,5 % и серебра 2,5 % и улучшено качество концентратов.
Молибденит обладает природной гидрофобностью, что позволяет флотировать его невысокими расходами аполярных собирателей 5-20 г/т, хотя в отдельных случаях расход углеводородных реагентов повышается до 100-300 г/т. Повышенные расходы аполярных масел требует одновременного применения сульфатов моноглицерида, реагентов серии «Синтекс» для пептиза-ции тонких ассоциаций минералов. Предварительная обработка молибденита аполярными собирателями уменьшает депрессиирующее действие гидроксильных, сульфидных и других ионов, влияет на окисляе-мость молибденита и на его флотацию. Эффективность действия зависит от вязкости применяемых углеводородов, степени их дисперсности в пульпе. Немаловажную роль играет подбор эффективного пенообразователя, предотвращающего гашение пены в присутствии апо-лярного собирателя. Применение ксантогената в коллективной флотации изменяет флотируемость тон-коизмельченного молибденита и повышает извлечение молибдена в виде сростков молибденита с другими сульфидными минералами на 1-6 % [12].
По данным С.В. Дуденкова использование сочетания пенообразователей, например, флотомасла и ОПСБ на медно-молибденвой руде Агаракского месторождения повышает извлечение молибдена на 3,03,5 % и меди на 1,1 % в сравнении с одним флотомаслом [13].
Таблица 1
Показатели обогащения медно-молибденовых руд
Страна, фабрика Произ- водитель- ность, тыс. Содержание в руде, % Содержание в одноименном концентрате, % Извлечение в одноименный концентрат, %
т/сут Си Мо Си Мо Си Мо
США:
Бингхэм 109,5 0,70 0,030 30 54 90 56
Рэй 25,0 1,00 0,015 18 51 82 37
Чиро 25,0 0,09 0,008 22 51 97 40
Макгилл 20,0 0,90 0,016 20 36 78 15
Сиеррита 90,0 0,30 0,030 26 48 90 76
Пинто-Вэлли 36,3 0,44 0,010 28 30,6 91 61
Канада:
Бренда 30,2 0,16 0,040 29 55 86 80
Гаспе 35,0 0,60 0,015 25 53 95 56
Айленд-Коппер 42,0 0,50 0,017 24 45 88 67
Ёорнекс 48,0 0,43 0,014 34 50 88 64
Г ибралтар 41,5 0,40 0,010 30 48 85 45
Филиппины:
Токепала 40,0 0,53 0,015 32 52,7 87 37
Чили:
Чукикамата 72,0 2,40 0,060 42 53,9 90 40
Эль-Тениенте 62,5 1,50 0,040 42 56,9 83 42
Важное значение для флотации сульфидных окисленных минералов молибдена имеет подбор вспенивате-ля и собирателя.
В работе Н.М. Дубровиной и др. показано, что для руд, содержащих окисленные минералы молибдена, использование олеата натрия в коллективном и селективном циклах существенно увеличивает извлечение молибдена (14 %) [12].
Высокое и селективное извлечение медных и молибденовых минералов возможно при оптимальном применении сочетания сульфгидрильных собирателей различной собирательной силы, аполярных реагентов, сильных пенообразователей и обоснование
выбранной схемы флотации в соответствии с вещественным составом руды.
В табл. 1 приведены показатели обогащения медно-молибденовых руд некоторых зарубежных фабрик.
Из данных таблицы видно, что извлечение меди в медный концентрат колеблется в широких пределах 7895 % при содержании меди от 1842%; еще в больших величинах изменяется извлечение молибдена в молибденовый концентрат 40-80 %, содержание молибдена в концентрате составляет 30-57 %. Подобный широкий разброс показателей для молибдена определяется технологическими особенностями молиб-
0 5 10 15 20 25
время флотации, мин
сосновое масло И МИБК й ОПСБ )( Т-80
Рис. 1. Кинетика флотации минералов молибдена в зависимости от применения различных вспенивателей
денита при измельчении и флотации, сложным вещественным составом перерабатываемых руд, номенклатурой применяемых собирателей и вспенивателей и схемами обогащения.
Основная проблема при переработке медно-молибденовых руд на обогатительной фабрике СП «Эрдэ-нэт» - высокие потери молибденита с хвостами коллективного цикла флотации. Нами выполнены исследования влияния различных собирателей и вспенивателей на извлечение молибденита в коллективный концентрат, результаты, которых приведены на рис. 1 и 2. Наибольшее извлечение молибдена достигается при применении в качестве вспенивателя реагента ОПСБ. При продолжительности флотации от 3 до 10 мин. извлечение молибдена возрастает от 49,11 % до 67,65 % 4 максимальное извлечение за 20 мин. флотации составило 76,7 %. Наибольшая скорость флотации на
первой минуте наблюдается с сосновым маслом и вспенивателем ОПСБ. За 20 мин. флотации со вспенивате-лем МИБК извлечение молибдена составило всего 49,44 %.
Исследовано влияние керосина на флотацию минералов меди и молибдена в зависимости от различных точек подачи. Порядок дозирования и подачи остальных реагентов (Бераф-лот 3026, вспениватель) сохранялся тем же, что и на рис. 1 и 2; в качестве вспенивателя применялся ОПСБ. Как видно, из рис. 3 наибольшее извлечение меди и молибдена происходит при подаче керосина в основную и контрольную флотацию.
При исследовании влияния бутилового ксантогената на флотацию минералов меди и молибдена установлено (рис. 4), что наибольшее извлечение минералов меди и молибдена достигается при дополнительной незначительной дозировке собирателя в контрольную флотацию.
Рис. 2. Кривые обогатимости минералов молибдена в зависимости от применения различных вспенивателей
Опыты: 1 - Керосин подается и в основную и в контрольную флотацию, 15 г/т;
2 - Керосин подаем в середину основной флотации, 15 г/т;
3 - Керосин подается только в контрольную флотацию, 15 г/т
Рис. 3. Диаграмма извлечения минералов меди и молибдена в зависимости от различных точек подачи керосина в основную и контрольную флотацию
Опыты: 1 - бутиловый ксантогенат в контрольную флотацию, 1 г/т;
2 - бутиловый ксантогенат в контрольную флотацию, 3 г/т;
3 - бутиловый ксантогенат в контрольную флотацию, 5 г/т
Рис. 4. Диаграмма извлечения минералов меди н молибдена в зависимости от точек подачи и расходов бутилового ксантогената в контрольной флотации
Применение гетерополярного собирателя, каким является ксантогенат, который образует устойчивый адсорбционный слой и в сочетании с аполярным собирателем-керосином позволяет получать более чистый по качеству концентрат при высоком извлечении молибдена и меди в коллективный концентрат. Также сочетание аполярного и гетерополярного собирателя позволяет получать более чистый по качеству концентрат.
На рис. 5. приведены результаты опытов дофлотации окисленных минералов молибдена и меди из хвостов коллективной флотации с добавлени-
ем олеата натрия. Исследованиями показано, что извлечение металлов с олеатом натрия повышается незначительно. Это косвенно указывает на зависимость извлечения молибдена не только от его окисленных форм, но и от других факторов, хотя в практике флотации известны случаи повышения извлечения молибдена с добавлением жирных кислот [14]. Исследование влияния аполярных собирателей показано (рис. 6), что в сочетании с «Бе-рафлотом» и ОПСБ технический керосин, трансформаторное и веретенное масло способствуют повышению извлечения молибдена до 90-91 %; другие
аполярные собиратели (различные нефтяные фракции) менее эффективны.
Исследованиями на мономине-ральных фракциях молибденита методом беспенной флотации показано, что технический керосин при концентрации 10 мг/л обеспечивает наивысшее извлечение молибденита около 90 %, тогда как на очищенном керосине извлечение ниже 40 %. С пенообразователем на мономинераль-ных фракциях получено самое высокое извлечение молибденита. Показано, что при совместном присутствии во флотационной системе керосина и МИБК или керосина и ОПСБ извлечение молибденита в концентрат беспенной флотации снижается, что согласуется с литературными данными. Лучшие результаты соответствуют массовому соотношению 1:1, которое использовано в разработке технологии на фабрике. ОПСБ в целом обеспечивает более стабильные показатели извлечения молибденита в концентрат.
Таким образом, исследования, выполненные на руде и на мономине-ральных фракциях, свидетельствуют, что лучшие результаты по кинетике флотации, извлечению меди и молибдена, качеству коллективного концентрата получены при использовании сочетания керосина и вспенивателя ОПСБ.
Кроме того, исследованиями на чистых минералах отработана схема подачи собирателей и пенообразователей. Оптимальная схема последовательности подачи реагентов обеспечивает прирост извлечения минералов молибденита - 1,5-2,0 %, халькопирита и пирита - более 9 %.
В процессе разработки режима флотации медно-порфировых руд учтено влияние на аэрированность пульпы растворов углеводородных
масел - пенообразователей ОПСБ, соснового масла и других. В реальных условиях флотации медно-молибденовых руд с применением углеводородных масел имеет место «осыпание» минеральных частиц в пульпу из пенного слоя. В результате «осыпания» минералов образуется своеобразная циркуляция частиц между объёмом пульпы и пенным слоем, что увеличивает количество многократно флотируемых осыпанных из пенного слоя зерен. Влияние на флотируемость частиц, неоднократно «осыпанных» и снова сфлотированных в пенный слой, исследовано в данной работе. Результаты опытов показали, что с увеличением числа погружений с 0 до 15 сфлотированных частиц обратно в пульпу их флотируемость снижается с 90 до 73,4 % для молибденита и с 86,2 до 80 % для минералов меди. При этом снижение извлечения молибдена происходит гораздо быстрее, чем меди. Одновременно повышается выход пенного продукта с 8 до 23 % и снижается содержание металлов в нем, т.е. наблюдается нарушение селективности процесса и снижение качества концентратов.
При подаче углеводородных масел в процесс после проведения флотации с ксантогенатом, т.е. после удаления основной массы (до 80-95 %) флотоактивных частиц молибденита, халькопирита и пирита, объёмная концентрация масел в пульпе возрастает без увеличения абсолютного расхода масел. Это приводит к более полному покрытию собирателем поверхности частиц средней и крупной величины и улучшению их флотируе-мости частичное укрупнение воздушных пузырьков, вызванное действием углеводородов на этой стадии процесса, способствует улучшению фло-тируемости частиц различных классов крупности.
Выводы
1. Найдены оптимальные условия использования селективности собирателя «Берафлот» по отношению к пириту. Изучением кинетики флотации установлено, что флотируемость минералов молибдена значительно отстает от скорости флотации минералов меди. Дробная и системная подача сочетания собирателей («Берафло-та» и ксантогената) снижает потери молибдена и меди с хвостами флотации.
2. Установлен ряд кинетики
флотируемости молибденита «Бераф-лотом» в сочетании с различными пенообразователями: ОПСБ>сосновое
масло>Т-80>МИБК; скорость флотации молибденита с реагентом ОПСБ в 2-4 раза выше, чем с МИБК и в 1,5 раза выше, чем с сосновым маслом; сочетание «Берафлота» с этиловым
ксантогенатом и ОПСБ обеспечивает высокое извлечение молибдена.
3. Сочетание с «Берафлотом», вспенивателем ОПСБ, техническим керосином повышает извлечение молибдена до 90 %; с другими аполяр-ными собирателями извлечение молибденита значительно ниже.
4. Установлена оптимальная последовательность и схема системного дробного дозирования сочетания сульфгидрильных, аполярных собирателей и пенообразователей, что снижает потери молибдена с отвальными хвостами коллективного цикла в 1,52,0 раза.
5. Изучено явление «осыпания» минеральных частиц из пенного слоя и найдены условия снижения «осыпания» частиц с применением углеводородных соединений.
1. Гэрэлтуяа С., Баата рхуу Ж., Да -вааням С. Выбор селективного собирателя к пириту и разработка технологического режима в цикле коллективной флотации. //Развитие новой техники и технологии в Монголии.// Эрдэнэт, 1998, с. 43-44.
2. Давааням С., Сатаев И.Ш., Баа-тархуу Ж. и др. Технология обогащения медно-молибденовых руд с применением собирателя Б-703С. //Цветные металлы, 2000, №8, с. 68-70.
3. Бочаров В.А. Некоторые вопросы теории и практики селективной флотации медно-цинковых колчеданных руд. М., Цветные металлы, 1984, №6, с. 74-79.
4. Бочаров В.А. Окисление компонентов сульфидных пульп в селективной флотации руд цветных металлов. М., Цветные металлы, 1994, №6, с. 63-66.
5. Бочаров В.А., Рыскин М. Я. Технология кондиционирования и селективной флотации руд цветных металлов. М., Недра, 1993, 288 с., с ил.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. Митрофанов С.И., Кушникова В. Г. Труды/Гинцветмет, 1962, №7, с.34-37.
7. Гроссман Л.И., Хаджиев П. Г. Тр. Научн. Техн. Сессии Механобра, 1967, т.1, с.306-322.
8. Супаквепидзе Н.В., Голиков A.A., Соколова В.И. Труды/ВНИИцветмет, 1979, №33, с.87-94
9. Чантурия В.A., Недосекина Т.В., Манцевич М.И., Храмцова И.Н. Влияние диметилдитиокарбамата на процесс взаимодействия пирротина с бутиловым ксантоген-том. М., Цветные металлы, 2002, №10, с. 19-21.
10. Бочаров В. A., Игнаткина В. A., Лапшина r.A. и др. Исследование собирателей для флотации минералов золотосодержащих руд. М., Цветные металлы, 2005, №1, с.12-15.
11. Игнаткина В. A., Бочаров В. A., Степанова В.В., Кустова Т.И. Исследование модифицированных дитиофосфатов для флотации сульфидных минералов меди, же-
леза, цинка и золота. Обогащение руд, 2005, №6, с. 45-48.
12. Курочкина А.В., Адорова Д.М., Дубровина Н.М. и др. Применение сочетания ксантогенатов на Балхашской фабрике. ЦИИН. Цветная металлургия, 1974, №6.
13. Дуденков С.В. О применении сочетания пенообразователей при флотации руд. Цветные металлы, №11, 1968.
14. Плакса Н.Е., Януев В. И, Дубровина Н.М. и др. Применение добавок омыленных жирных кислот при флотации медно-молибденовых руд. ЦИИН, Цветная металлургия, 1972, №6.
— Коротко об авторах---------------------------------------------------------------
Игнаткина В.А., Бочаров В.А. - Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет).
Хачатрян Л.С. - Гинцветмет,
Баатархуу Ж. - СП «Эрдэнэт».
---------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕДУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ МЧС РОССИИ
ПЕШКОВ Игорь Александрович Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций в системе: атмосферный воздух — почвенный слой на объектах нефтегазового комплекса 05.26.02 к.т.н.
МЕЖОТРАСЛЕВОЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ВНИМИ
ТИТОВ Николай Викторович Научное обоснование элементов технологии подготовки и отработки антрацитовых пластов с использованием парных выработок 25.00.22 д. т.н.
