ФЛОТАЦИОННОЕ ОБОГАЩЕНИЕ СУРЬМЯНОЙ РУДЫ С ПОМОЩЬЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО РЕАГЕНТА-СОБИРАТЕЛЯ КCSB Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ГЕОЭКОЛОГИЯ GEO-ECOLOGY

Оригинальная статья / Original article УДК 622.765.061

DOI: https://d0i.0rg/l 0.21285/2500-1582-2021 -2-221-228

Флотационное обогащениe сурьмяной руды с помощью экологически безопасного реагента-собирателя KCSb

© Г.В. Михеев, С.А. Богидаев

АО «Иркутский научно-исследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов»

(АО «Иргиредмет»), г. Иркутск, Россия

Резюме: Рассматриваются проблемы добычи и переработки сурьмяных руд. Представлен реагент-собиратель оксидных форм сурьмы KCSb, с помощью которого разработаны режимные параметры флотационного обогащения руды месторождения «Жипхоша». Проведены полупромышленные модельные эксперименты, показавшие, что использование KCSb является наиболее эффективным по сравнению с другими известными реагентами, применяемыми для обогащения оксидов сурьмы. Оптимизированы режимные технологические условия процесса флотации, в которых применение реагента-собирателя свидетельствуют о целесообразности и эффективности его применения. Этот факт подтвержден технико-экономическим расчетом, по которому условная прибыль составляет до 30 млн руб. на 1 млн т перерабатываемой руды в год. Прирост получаемой продукции в виде концентрата составляет 700-800 т с 32-36% содержанием сурьмы, что соответствует марке КСУФ-3. Данный способ рекомендуется применять на разных сурьмяных месторождениях, содержащих оксидные минералы (от 10% и более).

Ключевые слова: флотационное обогащение, реагент-собиратель, оксид сурьмы, обогащение

Для цитирования: Михеев Г.В., Богидаев С.А. Флотационное обогащение сурьмяной руды с помощью экологически безопасного реагента-собирателя KCSb. XXI век. Техносферная безопасность. 2021 ;6(2):221-228. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2021-2-221-228

Flotation enrichment of antimony ore using the environmentally friendly reagent-collector KCSb

© Grigory V. Mikheev, Sergey A. Bogidaev

Irkutsk Research Institute of Noble and rare metals and diamonds (Irgiredmet), Irkutsk, Russia

Abstract: The problems of extraction and processing of antimony ores are analyzed. The reagent-collector of oxide forms of antimony KCSb is described. It is used to develop operating parameters of the flotation concentration of ore at the Zhipkhosha deposit. The semi-industrial model experiments identified that KCSb is more efficient thatn other known reagents used to enrich antimony oxides. The operating technological conditions of the flotation process were optimized; the use of a collecting reagent indicates the expediency and effectiveness of its use. This fact was confirmed by technical and economic calculations, according to which the profit was up to 30 million rubles per 1 million of processed ore per year. An increase in the resulting product in the form of concentrate was 700-800 tons with 32-36% antimony content, which corresponds to the KSUF-3. This method can be used by antimony deposits containing oxide minerals (10% or more).

Key words: flotation enrichment, collecting reagent, antimony oxide, extraction

For citation: Mikheev GV, Bogidaev SA. Flotation enrichment of antimony ore using the environmentally friendly reagent-collector KCSb. XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost' = XXI century. Technosphere Safety. 2021 ;6(2):221-228. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2500-1582-2021-2-221-228

2021;6(2):221-228

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

Михеев Г.В., Богидаев С.А. Флотационное обогащениe сурьмяной руды с помощью . Mikheev G.V., Bogidaev S.A. Flotation enrichment of antimony ore using...

ВВЕДЕНИЕ

Сурьмяная промышленность в России в настоящее время переживает не лучшие времена [1, 2]. На сегодняшний день основным предприятием, добывающим и обогащающим сурьму, является международная горнодобывающая компания ООО «ГеоПроМайнинг», владеющая обогатительной фабрикой на Сыралахском месторождении (Якутия), где перерабатывается руда Сентан-чанского месторождения. Добыча в меньших масштабах ведется на месторождении «Удерейское» Новоангарский ГОКа в Красноярском крае, также попутная добыча ведется на Олимпиадинском ГОКе из хвостов обогащения золотосурьмяной руды. Множество разведанных крупных месторождений в Забайкальском крае, Пермской области, Красноярском крае и т.п. вовсе не разрабатывается. Причиной всему является рентабельность разработки и переработки сурьмяных месторождений из-за низкой цены на металл и сложности получения кондиционных концентратов из-за присутствия в сурьмосодержащих месторождениях оксидных форм металла. Оксидные формы металла в месторождениях встречаются в виде линз и пленок, что осложняет обогащение (извлечение) такого металла из-за отсутствия способов и методов или дороговизны переработки.

Специалистами АО «Иргиредмет» изучались методы обогащения оксидных форм сурьмы из месторождений с помощью использования малозатратных способов обогащения (в основном) и недоро-

гих реагентов [3]. Испытания проводились на отвальных (конечных) хвостах флотационного обогащения (далее «исходное питание») сурьмяного месторождения «Жипхоша», с использованием известных реагентов собирателей сурьмы и изучаемого реагента-собирателя КС3ь.

Цель исследования заключалась в изучении технологии добычи и переработки сурьмяных руд с использованием реагента-собирателя оксидных форм сурьмы КОэь и на основании его применения разработка параметров флотационного обогащения руды месторождения. Предлагаемый реагент является экологически безопасным.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ

Объект исследования - руда сурьмяного месторождения «Жипхоша». Полупромышленные испытания переработки руды проводили на оборудовании АО «Иргиредмет»: лабораторных мельницах, флотомашинах и вспомогательном оборудовании.

Исследования выполняли в соответствии с общепринятыми методиками подготовки руды и флотации1.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На рис. 1 приведена зависимость потерь сурьмы с хвостами флотационного обогащения от используемого реагента-собирателя. Полученные результаты показали эффективность кСэь. В дальнейшем при его использовании разрабатывали режимные параметры флотационного обогащения оксидных минералов сурьмы12 [4, 5].

В первую очередь определяли влия-

1Черников Ю.Г. Системный анализ и исследование операций: учеб. пособие для вузов. М.: Изд-во МГГУ, 2017. 365 с.;

Вознесенский А.С., Колодина И., Шкуратник В.Л. Методы и средства изучения быстропротекающих процессов. М.: Изд-во МГГУ, 2017. 306 с.;

Малахов Р.Г. Экономическая теория: учебник. М.: Рид Групп, 2011. 448 с.;

Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения: учебник для вузов. М.: Горная книга, 2017. 600 с.; Никольская Н.И., Федотов К.В. Проектирование обогатительных фабрик: учеб. пособ. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2017. 531 с.

2Трусова В.В., Бурдунов А.Е. Технологии обогащения полезных ископаемых: практикум. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2019. 164 с.;

Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых: учебник для вузов. В 2 т. Т. 2. Технологии обогащения полезных ископаемых. М.: Горная книга, 2017. 312 с.

222

VÖ/

А=1

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

2021;6(2):221-228

ГЕОЭКОЛОГИЯ GEO-ECOLOGY

ние крупности на показатели извлечения оксидной формы сурьмы. Затем работа велась в следующем порядке:

1) выбор оптимального расхода собирателя;

2) подбор оптимального соотношения компонентов реагента-собирателя;

3) выбор оптимального значения рН;

4) выбор оптимальной плотности питания;

5) определение кинетики флотационного обогащения;

6) разработка схемы оксидной флотации;

7) проведение контрольных опытов в замкнутом цикле.

Зависимость степени извлечения оксидов сурьмы от крупности исходного питания оксидной флотации показана на рис. 2.

■Q

(О

CD S

Ü CL CD Ч О

О

1,6 - 1,4

ч '

1,2 1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

— — — СП —

о о о К о

— 8 — 8 Р— 8 Р—

8

о л е s х о

CD

а я

CD

Р о

О

CD

S

O 4,

Б К К

тз а х

О Р ф 1 о 2

Р -М Р

а |

т о0

р "

х о

е

СП К

К

С S b

р I

ю Р

I 8

о

л е

и Р

н e

о S

в O

а 4

я —

и Б

О КК

л ю о

т а

Реагенты-собиратели оксидной сурьмы ■ Хвосты

■Q

ю

2 1,5 1

0,5 0

! CL

е

о

о

р

I 4

р

I 5

р I

7

С S b

Реагенты-собиратели оксидной сурьмы ■ Хвосты

a

b

Рис. 1. Зависимость (a, b) потерь Sb с хвостами флотации от применения известных реагентов-собирателей оксидной сурьмы и исследуемого КСэь

Fig. 1. Dependence (a, b) of Sb losses with flotation tailings on the use of known reagent-collectors of oxide antimony and KCSb under study

2021;6(2):221-228

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

„223

КИ/

A=L

Михеев Г.В., Богидаев С.А. Флотационное обогащениe сурьмяной руды с помощью . Mikheev G.V., Bogidaev S.A. Flotation enrichment of antimony ore using...

15

о

X

s

и

о

CD S X CD T CD

CO

CO

13

11

-Ü CP

О

80

85

90

95

Крупность исходного питания, % - 71 мкм

Рис. 2. Зависимость извлечения оксидной сурьмы от крупности питания оксидной флотации

Fig. 2. Dependence of the extraction of oxide antimonyon the oxide flotation feed size

При понижении крупности исходного питания флотации оксидных форм сурьмы повышения извлечения сурьмы не происходит. Поэтому за оптимальную величину принята крупность 75-80% -71 мкм.

Значение оптимального расхода реагента-собирателя найдено из зависимости, представленной на рис. 3.

Установлено, что расход собирателя значением 600 г/т является оптимальным и дальнейшее повышение его не приводит к улучшению показателя из-

влечения.

На рис. 4 показано оптимальное соотношение реагента-собирателя:

1 часть «Даллес» : 1 часть «БТ-1С» : 0,2 часть «Аспарал «Ф»».

На рис. 5 приведена зависимость показателя потерь оксидной сурьмы с хвостами от величин рН среды. Оптимальный показатель рН при флотационном обогащении оксидной сурьмы представляет значения > 9,5.

15

-О CP

о

о

X

о

CD S X

CD

т

CD Ц

СО

со

13

11

100

200

300

400

500

600

800

Расход собирателя, г/т

Рис. 3. Зависимость извлечения оксидной сурьмы от расхода реагента-собирателя KCSb Fig. 3. Dependence of the extraction of oxide antimony on the consumption of KCSb

224 224

A=L

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

2021;6(2):221-228

9

7

5

9

7

5

ГЕОЭКОЛОГИЯ GEO-ECOLOGY

-О CP

О

О

о

е

X

е

т

е

л

со

со

49 47 45 43 41 39 37 35

1:1:1 1:1:0,5 1:1:0,2 0,5:1:0,2 0,5:0,5:0,2 1:0,5:0,2 Соотношение компонентов реагента-собирателя (Даллес, БТ-1С, Аспарал "Ф"), г/т

0,5:0,5:1

Рис. 4. Зависимость извлечения оксидной сурьмы от состава реагента-собирателя КСSb

Fig. 4. Dependence of the extraction of oxide antimony on the composition of КСSb

Рис. 5. Зависимость потерь металла с хвостами флотации от рН среды с использованием выбранного реагента-собирателя КСSb

Fig. 5. Dependence of metal losses with flotation tailings on the pH of the medium when using KCSb

На рис. 6 дана зависимость извлечения оксидов сурьмы от плотности питания.

Оптимальная плотность питания оксидной флотации соответствует 25%.

После определения основных режимных параметров флотационного обогащения оксидных форм сурьмы найдена продолжительность флотации. На рис. 7 показана кинетика извлечения оксидной

сурьмы в процессе флотационного обогащения. Оптимальная продолжительность флотации составляет 20 мин., из которых 10 мин. - это основная оксидная флотация, а другие 10 мин - контрольная оксидная флотация. Перечистка концентрата определялась визуально и составила 3 мин.

На основании полученных результатов исследований разработана техноло-

2021;6(2):221-228

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

Михеев Г.В., Богидаев С.А. Флотационное обогащениe сурьмяной руды с помощью . Mikheev G.V., Bogidaev S.A. Flotation enrichment of antimony ore using...

гическая схема флотации оксидных форм сурьмы (рис. 8) и определены режимные параметры ведения процесса (табл. 1).

Проведены контрольные опыты в замкнутом цикле на навеске 10 кг в лабораторном масштабе, результаты которых заверены на 2-3 т на полупромышленной установке производительностью 100 кг/ч.

Результаты испытаний замкнутого цикла (табл. 2) показали, что после вве-

дения в схему операции флотации оксидных форм сурьмы с использованием реагента-собирателя сурьмы КС3ь происходит снижение потери сурьмы в хвостах до 1,07 % (против 1,82 %).

В итоге общее извлечение повышается на 9,1 %.

В экономическом выражении [5] условная прибыль при использовании операции флотации оксидных форм сурьмы с учетом всех затрат составит примерно 30 млн руб.

15

.о CP

О

13

о о

X

CD

т

CD Ц

СО

со

11

20

25

30

9

7

5

Плотность исходного питания, %

Рис. 6. Зависимость извлечения оксидной сурьмы от плотности питания оксидной флотации

Fig. 6. Dependence of the extraction of oxide antimony on the oxide flotation feed density

CP

CD

20

о

О ■Q

w

CD S X CD T

CD Ц

CO

CO

15

10

10

15

20

25

30

5

0

0

5

7

Время флотации, мин

Рис. 7. Кинетика флотационного обогащения оксидной сурьмы с использованием реагента-собирателя KCSb

Fig. 7. Kinetics of flotation concentration of oxide antimony When using the KCSb collector reagent

226 226

AT

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

2021;6(2):221-228

ГЕОЭКОЛОГИЯ GEO-ECOLOGY

Рис. 8. Схема флотации оксидных форм сурьмы Fig. 8. The scheme of flotation of oxide forms of antimony

Таблица 1. Режимные параметры флотации оксидных форм сурьмы Table 1. Operating parameters of flotation of oxide forms of antimony

Параметр Показатель

Крупность питания, мм 75-80% -71 мкм

Расход собирателя КС3ь 10 %, г/т:

Основная флотация 480

Контрольная флотация 120

Расход вспенивателя Т-92, г/т 60 г/т

рН пульпы > 9,5

Плотность питания, % 25

Время, мин.:

Основной оксидной флотации 10

Контрольной оксидной флотации 10

Перечистка 3

Таблица 2. Показатели извлечения сурьмы Table 2. Indicators of antimony extraction

Продукт Выход, % Сурьма (Sb)

Содержание, % Извлечение,%

Концентрат существующей технологии 15,04 47,53 79,60

Хвосты существующей технологии 84,96 1,82 20,40

Концентрат флотации оксидных форм сурьмы 4,59 15,10 9,10

Хвосты технологии общие 80,37 1,07 11,30

Исходная руда 100,00 7,61 100,00

ВЫВОДЫ

Результаты исследований флотационного обогащения с помощью комплексного реагента собирателя сурьмы КСэь рекомендуется использовать при разработке смешанных и окисленных сурьмяных руд различных месторождений. Это подтверждает экономический расчет, где условная прибыль при использовании КСэь в операции флотации

оксидных форм сурьмы, с учетом всех затрат, составит 30 млн руб. на 1 млн т перерабатываемой руды в год, чем без использования этого этапа в технологии. Рекомендуемый реагент-собиратель состоит из компонентов жирных кислот, при использовании не требует обезвреживания и является экологически безопасным.

2021;6(2):221-228

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

Михеев Г.В., Богидаев С.А. Флотационное обогащениe сурьмяной руды с помощью ... Mikheev G.V., Bogidaev S.A. Flotation enrichment of antimony ore using...

Список литературы

1. Дьячкова А., Ильина В.А., Романов С. Экономические и инфраструктурные проблемы горнопромышленного комплекса России. М.: Горная книга, 2017. С. 36.

2. Соложенкин П.М. Проблемы обогащения и переработки золотосурьмяных руд Российской Федерации // Проблемы и перспективы эффективной переработки минерального сырья в XXI веке материалы Международного совещания «Плаксинские чтения 2019». Иркутск, 2019. С.172-175.

3. Порцевский А.К. Выбор рациональной технологии добычи руд. Геомеханическая оценка со-

стояния недр. Использование подземного пространства. Геоэкология. М.: Изд-во МГГУ, 2017. 768 с.

4. Абрамов А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Том 2. М.: Горная книга, 2019. 298 с.

5. Матвеева Т.Н., Громова Н.К., Ланцова Л.Б. Влияние таннина на адсорбцию комбинированного собирателя и флотацию стибнита и арсено-пирита из комплексных руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 6. С. 155-162.

References

1. Dyachkova A, Ilyina VA, Romanov S. Economic and infrastructural problems of the mining and industrial complex of Russia. Moscow: Gornaya kniga; 2017. p. 36. (In Russ.).

2. Solozhenkin PM. Problems of enrichment and processing of gold and antimony ores of the Russian Federation. Problems and prospects of effective processing of mineral raw materials in the XXI century proceedings of the International Meeting "Plaksin readings 2019". Irkutsk, 2019. p. 172-175. (In Russ.).

3. Portsevsky AK. The choice of rational ore mining

technology. Geomechanical assessment of the state of the subsurface. Use of underground space. Geo-ecology. Moscow: MGGU Publishing House; 2017. 768 p. (In Russ.).

4. Abramov AA. Processing, enrichment and complex use of solid minerals. Vol. 2. Moscow: Gornaya kniga; 2019. 298 p. (In Russ.).

5. Matveeva TN, Gromova NK, Lantsova LB. Influence of tannin on the adsorption of combined collector and flotation of stibnite and arsenopyrite from complex ores. 2017;6:155-162. (In Russ.).

Сведения об авторах

Михеев Григорий Владимирович,

старший научный сотрудник, АО «Иргиредмет»,

664025, г. Иркутск, б-р Гагарина, 38, Россия, И e-mail: miheev@irgiredmet.ru

Богидаев Сергей Александрович,

доктор технических наук, профессор, научный сотрудник, АО «Иргиредмет»,

664025, г. Иркутск, б-р Гагарина, 38, Россия, e-mail: fluorit2001@mail.ru

Заявленный вклад автора

Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила в редакцию 10.04.2021. Одобрена после рецензирования 11.05.2021. Принята к публикации 11.06.2021.

Information about the authors

Grigory V. Mikheev,

Senior Researcher, JSC "Irgiredmet",

38 Gagarin Boulevard, Irkutsk 664025, Russia, H e-mail: miheev@irgiredmet.ru

Sergey A. Bogidaev,

Doctor of Technical Sciences, Professor,

Research Associate,

JSC "Irgiredmet",

38 Gagarin Boulevard, Irkutsk 664025, Russia, e-mail: fluorit2001@mail.ru

Contribution of the author's

The authors contributed equally to this article.

Conflict of interests

The authors declare no conflict of interests.

All authors have read and approved the final manuscript.

The article was submitted 10.04.2021. Approved after reviewing 11.05.2021. Accepted for publication 11.06.2021.

wt

AC

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

2021;6(2):221-228