CC BY
61
УДК 662.765.063.24
ФЛОТАЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ХВОСТОВ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ РУД
© М.Ю. Тиунов 1, С.А. Богидаев2
1ОАО «Иргиредмет»,
664025, Россия, г. Иркутск, б. Гагарина, 38.
2Иркутский государственный технический университет,
664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Выполнены исследования по флотационному обогащению комплексных руд редких металлов месторождений Забайкальского края. Установлены зависимости качества получаемых вольфрамитовых, гюбнеритовых и слюдяных флотационных концентратов в присутствии различных щелочных модификаторов и без них.
Ил. 1. Табл. 4. Библиогр. 8 назв.
Ключевые слова: темноцветная флотация; слюдяная флотация; щелочные модификаторы; собиратели.
FLOTATION RECOVERY OF METALS OF VALUE FROM RARE METAL ORE GRAVITY SEPARATION TAILINGS M. Yu. Tiunov, S. A. Bogidaev
Irkutsk Research Institute of Precious and Rare Metals and Diamonds (JSC Irgiredmet),
38 Gagarin Blvd., Irkutsk, 664025, Russia.
Irkutsk State Technical University,
83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The article reports on the researches of flotation concentration of complex ores of rare metals from Trans-Baikal deposits. The dependencies of the quality of received wolframite, hubnerite and mica flotation concentrates have been estimated with and without the addition of different alkaline modifiers.
1 figure. 4 tables. 8 sources.
Key words: tungsten ore flotation; mica flotation; alkaline modifiers; collectors.
Редкометалльные руды, помимо основных компонентов, извлекаемых на фабриках по гравитационным технологиям, как правило, содержат в своем составе минералы, обладающие не меньшей ценностью. Авторами рассматриваются результаты исследований по флотационному извлечению ценных компонентов, как основных, так и попутных, из хвостов гравитационного обогащения руд месторождений, расположенных в Забайкальском крае. В хвостах гравитационного обо-
гащения руд содержатся тонкозернистый вольфрамит, берилл, слюды (мусковит, лепидолит и т. д.) и полевые шпаты. В данной работе приведены результаты исследований по последовательному получению вольфрамовых и слюдяных концентратов флотационными способами из хвостов гравитационного обогащения. Схема проведения последовательной флотации темноцветных минералов и слюд из хвостов гравитации дана на рис. 1.
Исходное питание
Обесшламливание
Модификатор 1 Модификатор 2 і Т алловое масло
Темноцветная флотация
Концентрат
Модификатор 1 Модификатор З АНП-2
Слюдяная флотация
Концентрат
Хвосты
Рис. 1. Схема проведения опыта по флотационному извлечению вольфрамита и мусковита из хвостов
гравитационного обогащения
1Тиунов Михаил Юрьевич, аспирант, научный сотрудник, тел.: 89140065297, e-mail: mut.80@mail.ru Tiunov Mikhail, Postgraduate, Research Worker, tel.: 89140065297, e-mail: mut.80@mail.ru
2Богидаев Сергей Александрович, доктор технических наук, профессор кафедры управления промышленными предприятиями, тел.: 89025770382, e-mail: fluorit2001@mail.ru
Bogidaev Sergey, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Management of Industrial Enterprises, tel.: 89025770382, e-mail: fluorit2001@mail.ru
Известны способы флотации вольфрамита олеиновой кислотой в присутствии кальцинированной соды комплексообразующим собирателем ИМ-50 в слабощелочной среде в сочетании с аполярным собирателем [1-4]. Авторы при флотации вольфрамита использовали сочетание двух щелочных модификаторов. При этом вольфрамит после обесшламливания пульпы флотируется талловым маслом, омыленным кальцинированной содой. Извлечение вольфрамита в концентрат основной флотации достигает 80-85%. Данный концентрат содержит до 1% оксида вольфрама, который доводится до товарной кондиции по гравитационным схемам. Такой режим испытан при фло-
Этот эффект наблюдается как в случае применения в качестве собирателя жирных кислот, так и в случае применения алкилгидроксамовых кислот. При увеличении расхода модификатора 1 наблюдается депрессия как силикатов и алюмосиликатов, так и вольфрамита и гюбнерита, что приводит к потерям металла без повышения качества концентратов. Применение же разработанного режима флотации обеспечивает полноту извлечения железосодержащих вольфрамовых минералов при использовании оборотной воды в зимнее время года в диапазоне температур от 12 до 8°С без увеличения расхода жирнокислотного собирателя (см. табл. 1).
Таблица 1
Сравнительные показатели флотации вольфрамита в присутствии модификатора 2 и без него
Соотношение щелочных модификаторов 1, 2 и ТМ Температура пульпы, °С Выход, % Массовая доля WOз, % Извлечение, %
без модификатора 2
500:200 18-20 15,0 0,6 88,3
500:200 8-10 18,0 0,48 73,8
500:250 8-10 16,7 0,55 75,6
500:350 8-10 16,0 0,55 79,12
в присутствии модификатора 2
500:200:200 18-20 12,0 0,72 88,0
500:300:200 18-20 11,4 0,78 88,2
500:200:200 8-10 12,3 0,71 88,0
500:300:200 8-10 11,9 0,76 86,2
тации вольфрамита, танталита-колумбита и пирохлора, он обеспечивал в различные времена года достаточно высокие показатели даже при температурах пульпы 8-10°С, хотя известно, что жирнокислотные собиратели при столь низких температурах работают весьма неэффективно из-за их низкой растворимости и диспергирования и, как следствие, идет повышенный расход собирателя. По-видимому, введение в пульпу едкого натра повышает оба этих показателя.
Первой частью проводимых исследований являлось повышение извлечения железосодержащих вольфрамовых минералов из хвостов гравитационного обогащения, стабилизация процесса флотации в холодной пульпе.
При проведении опытов по флотации железосодержащих вольфрамовых минералов из хвостов гравитационного обогащения пульпа предварительно готовилась по крупности путем удаления наиболее флотоактивного и, как следствие, засоряющего концентраты материала крупностью минус 20 микрон. Обесшамленная пульпа кондиционировалась с модификатором 1 и натриевым мылом жирнокислотного собирателя, перед натриевым мылом жирнокислотного собирателя вводился водный раствор модификатора 2 при различных соотношениях модификаторов и натриевого мыла жирнокислотного собирателя. В качестве жирнокислотного собирателя использовали талловое масло, омыленное кальцинированной содой.
При флотации вольфрамита и гюбнерита, проводимой при разных температурах (в зависимости от времени года) расход собирателя, как правило, повышается при снижении температуры пульпы (табл. 1).
В присутствии дополнительного щелочного модификатора молекулы мыл жирных кислот диссоциируют практически полностью, образуя на поверхности флотируемых минералов устойчивые гидрофробные соединения железа и марганца. При этом происходит активная десорбция собирателя с поверхности силикатных и алюмосиликатных минералов, что повышает селективность процесса флотации вольфрамита, гюб-нерита и ферберита.
Второй частью проводимых исследований было получение слюдяных концентратов флотационным способом из хвостов темноцветной флотации. Одной из задач данных исследований является повышение качества слюдяных концентратов при достаточно высоком извлечении слюды в цикле основной флотации.
Известно много способов флотации мусковита катионными собирателями [5-8] с предварительной обработкой пульпы различными модификаторами в цикле основной флотации, перечистками концентрата основной флотации в присутствии щелочей (кальцинированная сода, жидкое стекло и др.) с получением слюдяных концентратов относительно высокого качества.
В авторском свидетельстве [8], что в случае проведения операции флотации темноцветных минералов реагентом ИМ-50 происходила активация всего минерального комплекса, и последующая операция флотации мусковита катионным собирателем протекала более эффективно, чем без предварительной обработки пульпы комплексообразующим собирателем.
В ходе настоящих исследований установлено, что
комплексов железа (II) на слюдах, их десорбция с одновременным их образованием на поверхности темноцветных минералов и кварца. Образование гидрок-сокомплексов железа (II) на поверхности темноцветных минералов и кварца способствует их депрессии при флотации за счет того, что их поверхность становится электронейтральной или положительно заряженной. Повышение отрицательных зарядов поверхности слюд определяет повышенную физическую сорбцию катионного собирателя, и, поскольку флотация проводится в слабощелочной среде в присутствии депрессора, возможно лишь частичное сохранение нейтральных (недиссоциированных) молекул собирателя, не вызывающее флотируемости темноцветных минералов и кварца.
При обработке флотируемого материала депрессором совместно с кальцинированной содой перед подачей катионного собирателя темноцветные минералы и кварц не флотируются вместе со слюдой, в результате чего повышается качество получаемых слюдяных концентратов при достаточно высоком извлечении слюды от питания флотации.
Сорбция катионного собирателя на слюдах в присутствии щелочных модификаторов резко возрастает и практически полностью отсутствует на поверхности кварца, топаза и полевых шпатов, о чем свидетельствуют показатели флотируемости данных минералов (табл. 3). Помимо этого отмечена низкая концентрация аминонитропарафинов в жидкой фазе хвостов флотации, составляющая 0,02 мг/л, что позволяет сбрасывать данные хвосты в хвостохранилище с фильтрующей дамбой и использовать оборотную воду в циклах гравитационного обогащения (табл. 4).
Таблица 2
Сравнительные показатели флотац ии мусковита
Соотношение модификатора 3, модификатора 1 и АНП-2 Массовая доля слюды в концентрате, % Массовая доля минералов-примесей, % Извлечение слюды в концентрат, %
15,0:500,0:200 80,0 20,0 85,0
20,0:500,0:200 98,0 2,0 96,0
25,0:500,0:200 98,8 1,2 95,8
30,0:500,0:200 99,0 1,0 96,4
40,0:500,0:200 99,0 1,0 97,0
Таблица 3
Влияние модификатора 3 на флотируемость минералов (расход Ыа2С03 - 500 г/т; АНП-2 - 200 г/т)
Расход депрессора, г/т Извлечение минералов в пенный продукт, %
Кварц Топаз Полевой шпат (альбит)
0,0 20,0 25,0 30,0
10,0 15,0 10,0 5,0
20,0 3,0 0,5 0,9
30,0 0,05 0,01 0,03
жирнокислотные собиратели также активируют флотацию слюд при проведении флотации темноцветных минералов в голове процесса. При этом следует отметить, что флотация слюды с применением одного модификатора и перечисткой пенного продукта с жидким стеклом не обеспечивает высокого качества слюдяных концентратов. Предварительная обработка пульпы мылом жирных или алкилгидроксамовых кислот позволяет повысить лишь извлечение слюды.
В ходе исследований разработан новый способ флотации слюды, основанный на обработке пульпы двумя щелочными модификаторами.
Флотацию слюд проводили на хвостах флотации темноцветов катионными собирателями с предварительной обработкой пульпы поочередно щелочными модификаторами, при этом в цикле основной флотации получены слюдяные (мусковитовые) концентраты с 97-99% содержанием основного компонента при извлечении слюды от питания слюдяной флотации на уровне 75-80%. Данные концентраты получены в циклах основной флотации без проведения дополнительных перечисток (табл. 2).
Хвосты темноцветной флотации кондиционировали с модификатором 1 и катионным собирателем и вели флотацию слюды. Совместно с модификатором 1 вводили модификатор 3.
Концентрат основной флотации, получаемый при флотации по разработанному режиму, является конечным продуктом, не требующим перечисток.
Совместная обработка пульпы модификатором и депрессором способствует повышению отрицательного заряда поверхности слюд за счет активного выщелачивания катионов калия и образования гидроксо-
Таблица 4
Концентрация аминонитропарафинов в жидкой фазе хвостов флотации слюды_____________
Соотношение модификатора 3, модификатора 1 и АНП-2 Концентрация АНП в жидкой фазе хвостов флотации слюды, мг/л
Без модификатора 3, без флотации темноцветных минералов перед флотацией слюды 0,6
Без модификатора 3, флотация слюды проводится на хвостах флотации темноцветных минералов 0,4
15,0:500,0:200 0,03
20,0:500,0:200 0,02
25,0:500,0:200 0,01
30,0:500,0:200 0,02
40,0:500,0:200 0,02
Описанная выше технология извлечения вольфрамовых минералов и слюды из хвостов гравитационного обогащения руд редких металлов была испытана в условиях полузаводской установки ОАО «Ирги-редмет» и на технологических потоках действующего производства, в ходе испытаний были подтверждены высокие показатели извлечения и качества получаемых концентратов.
На основе вышесказанного можно сделать следующие выводы:
1. Применение в технологии флотации известных реагентов в сочетании с различными модификаторами
и вариации их соотношений позволяют интенсифицировать процессы получения вольфрамитовых и слюдяных концентратов из хвостов действующего производства, что в значительной мере способствует повышению эффективности переработки комплексных редкометалльных руд.
2. Внедрение разработанной технологии флотации темноцветных минералов и слюд из хвостов гравитационного обогащения текущей переработки позволяет поднять извлечение вольфрамита на 5-7% и получить кондиционный слюдяной концентрат без применения дополнительных перечисток.
Библиографический список
1. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. М.: Недра, 1984. 371 с.
2. А. с. 135431 СССР. Способ флотации минералов группы вольфрамита. Заявл. 15.08.60; опубл. 0і .01.61.
3. Патент 2234984 РФ. Способ подготовки жирно-кислотного собирателя к флотации несульфидных руд / И.В. Костроми-на, Ю.П. Добромыслов, А.Н. Хатькова. Заявл. 06.05.02; опубл. 27.08.04.
4. Иванова В.А., Митрофанова Г.В., Перункова Т.Н. Флотация апатито-нефелиновой руды жирнокислотным собирателем на оборотной воде в условиях холодной пульпы // Горное дело в Арктике: труды 8-го междунар. симпозиума. СПб,
Изд-во «Иван Федоров», 2005. С. 294-299.
5. Патент 2051752 РФ. Способ обогащения мелкоразмерного мусковита / В.П. Лузин, Л.П. Лузина, Н.Н. Ведерников. Заявл. 14.09.93; опубл. 10.01.96.
6. Патент 2053857 РФ. Способ флотации слюды из мускови-товых сланцев / С.С. Тимофеева [и др.]. Заявл. 20.11.90; опубл. 10.02.96.
7. Загайнов В.Г., Тиунов А.А. Разработка условий селективной флотации калийсодержащих слюд // Комплексное использование минерального сырья. 1979. № 11 (17). С. 16-21.
8. А. с. 978924 СССР, МКИ В 03 Д 1/00. Опубл. 07.12.82.
