CC BY
40
© A.B. Афанасова, A.A. Бобракова, 2015
УДК 622.7
А.В. Афанасова, A.A. Бобракова
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИИ АЛЮМОСИЛИКАТОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ
Исследована возможность комплексной переработки редкометаллыных руд для получения дополнительной товарной продукции из техногенного сырья. В статье представлены результаты экспериментальных исследований основных параметров флотации слоистых алюмосиликатов: тип и расход реагента, рН. На основании проведенного исследования определен реагентный режим для несульфидной флотации с получением муско-витового концентрата.
Ключевые слова: алюмосиликаты, жирные кислоты, мусковит, несульфидная флотация.
В настоящее время при переработке руд (редкоме-тальных, монометальных) ежегодно образуются гигантские объемы отходов обогащения, служащие причиной возникновения негативных экологических явлений. Наиболее рациональным направлением утилизации промышленных отходов является их комплексная переработка.
Комплексная переработка молибденсодержащего сырья скарнового и жильного типа весьма затруднительна, вследствие низкого выход молибденового концентрата. Решением данной проблемы является развитие технологий получения нерудного сырья, представленного силикатами и алюмосиликатами. Для предприятий, у которых сырье представлено такими минералами существует возможность получения полевошпатового, слюдяного или кварцевого концентратов. Так из руд Южно-Шамейского месторождения возможно выделения данных концентратов.
Основная трудность данного обогатительного передела заключается в весьма близких флотационных свойствах силикатных минералов [1]. Для этого были проведены исследования по изучению вещественного состава и физико-химических свойств реагентов.
Таблица 1
Химический состав исходной пробы
Компонент Массовая доля, %
К2О 4,37
МдО 0,5
Мо <0,002
А12О3 14
ТЮ2 0,14
БЮ2 74,5
Б общ. 0,03
№2О 3,65
Ре общ. 1,39
Р 0,21
СаО 0,5
Си 0,01
Первым этапом было изучение вещественного состава хвостов обогатительного передела, которое включало: химический, минеральный и гранулометрический анализы.
Химический анализ (табл. 1) выявил единичные зерна молибдена, минералов меди (пирит, халькопирит), а также незначительное содержание серы. Следовательно, можно сделать вывод о том, что сульфидные минералы полностью удаляются при проведении одноименной флотации.
Минеральный анализ (табл. 2) показал, что в пробе присутствуют железосодержащие минералы: биотит-флогопит, эпидот и амфиболы, которые являются вредными примесями, которые необходимо удалить.
Таблица 2
Минеральный состав исходной исследуемой пробы
Минерал (группа минералов) Массовая доля, %
Кварц 32,0
Альбит 33,0
Полевые шпаты (микроклин, ортоклаз) 22,0
Мусковит 7,4
Биотит (флогопит) 3,2
Алюмосиликаты Мд и Ре (амфиболы, хлориты) 1,0
Кальцит 0,6
Эпидот 0,3
Флюорит 0,15
Сульфиды:
Пирит ед. зёрна
Халькопирит ед. зёрна
Другие (циркон, рутил, магнетит, гематит) менее 0,3
Итого: 100,0
Также было выявлено наличие минерала мусковита, обладающий промышленной значимостью. Мусковит представляет интерес в промышленности за высокие тепло- и электроизоляционные свойства, а также за весьма совершенную спайность и прозрачность.
Известно, что слюды (мусковит, биотит и флогопит) относятся к одному минералогическому ряду и имеют схожие флотационные свойства. Оценить в данном случае эффективность обогащения несульфидного, неметаллического сырья возможно только путем минералогического изучения продуктов обогащения, так как породообразующие минералы зачастую содержат одни и те же элементы (К, Мд, Ре, А1, Б1).
Проводились оценка общего извлечения железа в пенный продукт темноцветной флотации при различном расходе собирателей ЖКТМ и талового масла [2]. При сравнении собирателей можно сказать, что действие таллового масла эффективней по отношению к «темным» слюдам при меньшей флотируе-мости мусковита. По результатам поставленной серии опытов на определение типа собирателя можно сделать выбор в пользу таллового масла.
Талловое масло при малых расходах в первую очередь флотирует кальцийсодержащие минералы (флюорит, кальцит). При расходе до 100 г/т реагента наблюдается увеличение содержания всех темноцветных железосодержащих минералов и мусковита, однако далее идет снижение содержания биотита, следовательно, можно сделать вывод, что дальнейший прирост выхода пенного продукта происходит за счет мусковита, кварца и полевых шпатов (рис. 1). Наилучший расход составил 100 г/т.
Следующим этапом была оптимизация рН темноцветной флотации. Именно это условие, способствует флотации железосодержащих минералов (амфиболы, эпидот, биотит) и позволяет снизить потери мусковитового концентрата с пенным продуктом флотации. В данном случае, изменение значения рН осуществлялось добавлением серной кислоты или кальцинированной соды в присутствии мыла таллового масла при оптимальном расходе 100 г/т.
Рис. 1. Содержания основных минералов при увеличении расхода мыла талового масла
При низких значениях рН в пенный продукт переходят первоначально кальцит и флюорит (рН = 5,5-6,5), затем (рН = 6,5-7,5) эпидот и минералы класса амфиболов, следом начинают флотироваться слюды, при этом с увеличением водородного показателя у мусковита проявляется активность (рис. 2). Из этого следует, что темноцветную флотацию целесообразно проводить при рН = 7,0-8,0, что позволит предотвратить потери мусковита.
Рис. 2. Изменение содержаний минералов в пенном продукте темноцветной флотации в зависимости от значения рН: а —
слоистых алюмосиликатов, б — темноцветных и кальцийсодержащих минералов
Питание последующих циклов флотации мусковита рассматривались с использованием реагентов-регуляторов и катион-ного собирателя классов аминов. При этом процесс протекает в кислой среде 2,0-3,0 при добавлении серной кислоты. В качестве собирателя по опыту обогатительных фабрик (Вишнево-горский ГОК и Малышевское Рудоуправление) выбран реагент ФЛОН-2.
В результате получаем мусковитовый концентрат отвечающий ГОСТ для резиновой промышленности.
Вывод
Проведенное исследование несульфидной флотации алюмосиликатов позволяет осуществить комплексную переработку редкометальных руд. В процессе изучения минерального состава выявлен минерал промышленной значимости, а именно мусковит. Экспериментально определены основные параметры флотации для минералов алюмосиликатного состава (тип и расход реагента, рН)- с получением мусковитового концентрата.
Исследование выполнено в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности (задание № 5.1284.2014/K на выполнение научно-исследовательской работы).
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамов A.A. Флотационные методы обогащения. Том 4. — М.: «Горная книга», 2008. - 710 с.
2. Абрамов A.A. Собрание сочинений: Т. 7: Флотация. Реагенты-собиратели: учебное пособие. Т. 7. — М.: Издательство «Горная книга», 2012. -656 с. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Афанасова A.B. - студент, e-mail: opiopi@bk.ru Бобракова A.A. - аспирант, igd@rambler.ru, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».
UDC 622.7
STUDY OF THE FLOTATION PROCESS OF ALUMINUM SILICATES FROM TECHNOGENIC RAW MATERIALS
Afanasova A.V., student, National mineral resources university «Mining», Russia, Bobrakova A.A., PhD student of Mineral Processing Department of National Mineral Resources University «Mining», Russia.
The possibility of complex processing of rare metal ores to obtaining additional production from technogenic raw materials in this work was investigated. The results of experimental research of the main parameters of flotation of layered aluminosilicate type and reagent consumption, pH are presented in article. On the basis of obtained data the reagent mode for non-sulfide flotation o obtain muscovite concentrate.
Key words: aluminum silicates, fatty acids, muscovite, non-sulfide flotation.
ACKNOWLEDGEMENTS
The study was performed as part of the project part of the state task in the field of scientific activity (task No. 5.1284.2014/K to perform research work).
REFERENCES
1. Abramov A.A. Flotacionnye metody obogashheniya (Flotation methods). Tom 4. Moscow: «Gornaya kniga», 2008. 710 p.
2. Abramov A.A. Sobranie sochinenij (Collected works): T. 7: Flotaciya. Reagenty-sobirateli: uchebnoe posobie. T.7. Moscow: Izdatel'stvo «Gornaya kniga», 2012. 656 p.
