Извлечение благородных металлов из шлаков металлургического производства Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК 622.7: 622.74: 622.762: 622.764: 622.765

К.Е.АНАНЕНКО

Сибирский федеральный университет. Институт цветных металлов и золота, Красноярск

ИЗВЛЕЧЕНИЕ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ШЛАКОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Представлены результаты лабораторных испытаний обогащения металлургического шлака, реализованы стадиальные схемы обогащения с использованием электрических сепараторов, отсадочной и флотационной машин, шлюзов, концентрационного стола, центробежного сепаратора «Итомак». К внедрению предложены две схемы обогащения: «сухая» и «мокрая».

The paper presents results of laboratory tests in upgrading metallurgic slag. Staged upgrading schemes have been designed with application of high-tension separators, jigs washers and flotation machines, sluices, concentration tables, and the Itomack centrifugal separator. As the result, two upgrading schemes - dry and wet - are suggested.

Объектом исследований явились шлаки аффинажного производства, анализ пробы вещественного состава которых показал, что шлак сложен стекловатыми силикатными обломками различного цвета (зеленого, серого, розового, кремового, белого, черного), в разной степени раскристаллизованных, небольшого количества металлической фазы (1,6 %) преимущественно серебряно-белого цвета и темных, бурых обломков магнитной фракции (менее 1 %). В преобладающей силикатной части пробы в большей мере присутствуют обломки зеленого и серого, менее всего - черного цветов.

Изучение силикатных обломков под микроскопом в проходящем и отраженном свете позволило выяснить, что часть их представлена нераскристаллизованной стекловатой массой, но большинство в разной степени раскристаллизовано с выделением различных минеральных фаз, для определения которых помимо оптических исследований был использован рентгеноспектральный и рентгеноструктурный анализы. Состав обломков (исключая черные) независимо от цвета следующий, %: кремнекислота 55-65, цинк, который вводится металлическим в плавку, 8-15, глинозем 4-5. Кроме того, они содержат различные количества щелочных и щелочно-земельных элементов, а также се-

ребро и золото, которые в виде мельчайших каплевидных корольков «застряли» в силикатной части.

В черных обломках очень редко встречаются корольковые формы металла размером 0,005-0,048 мм в диаметре светло-желтого света с пленкой окисления. Из-за резкой анизотропии графита металлическая фаза диагностируется с трудом. По оптическим свойствам она более всего соответствует серебру либо твердому раствору серебра с золотом (электруму), на что указывает рентгеноспектральный анализ (табл.1).

Во всех остальных цветных обломках металлическая фаза встречается чаще и не только в виде корольков, но и в виде пластинчатых и неправильных форм размером 0,006-0,072 мм. Преобладающие размеры 0,024-0,048 мм, редко до 0,12 мм. Судя по составу и оптическим свойствам, металлическая фаза представлена самородным серебром и изоморфно-растворенным в нем золоте.

С учетом крупности (табл.2), наличия вкраплений и физических свойств извлекаемых металлов (плотности и электропроводности), были выполнены поисковые исследования на электрических сепараторах, аппаратах для гравитационного и флотационного методов обогащения.

Таблица 1

Химический состав различных по цвету обломков в шлаках

Цвет обломков

Содержание

№ К Mg Са Zn Fe SiO2 Ag Аи

5,0 4,0 4,0 9,0 8,0 - 55-65 2446 68

13,0 5,0 2,0 3,3 10,0 - 50,0 6024 180

12,0 4,0 2,0 6,0 15,0 - 60 2153 22

Не опре- 0,5 24,0 4,0 8,5 6,5 40 5000 Не опре-

делено делено

- - - - - - - 367 98

Серые(белые)

Зеленые

Розовые

Кремовые

Черные

Содержание Ag и Аи в граммах на тонну, остальных элементов в процентах.

Таблица 2

Результаты ситового анализа пробы шлаков

Класс крупности, мм Выход класса, % Содержание Распределение, %

Серебро, % Золото, г/т Серебро Золото

+2,5 13,11 2,77 1096,0 22,70 22,99

-2,5+1,6 45,55 1,51 602,4 42,99 43,90

-1,6+1 27,80 1,77 652,2 30,75 29,01

-1+0,063 8,29 0,53 226,2 2,74 3,0

-0,063+0 5,25 0,25 130,9 0,82 1,1

Исходная проба 100,0 1,60 625,0 100,0 100,0

Реализованы двухстадиальные схемы измельчения. Выяснилось, что на первой стадии обогащения исходных шлаков крупностью -2,5 + 1,6 мм отсадочная машина за одну операцию обеспечивает извлечение металлов в тяжелую фракцию на 56-52 %, при степени концентрации металлов около 14. Исследование технологических показателей операции обогащения второй стадии показали, что с помощью концентрационного стола и винтового шлюза нельзя получить концентраты с удовлетворительным извлечением и содержанием в них металлов. Неподвижный шлюз обеспечивает высокое извлечение металлов в тяжелую фракцию, но из-за низкого содержания металлов в ней этот продукт необходимо перечищать, что нецелесообразно.

Операции флотации на второй стадии дают удовлетворительные результаты, %: потери с хвостами серебра 7, золота 16,

суммарное содержание металлов в общем концентрате 13,4.

При измельчении шлака до крупности 18 % класса -0,15 мм можно выделить грохочением на сите в 1 мм металлическую фракцию: извлечение серебра и золота в этот продукт примерно 74 и 67 % соответственно. Операции центробежной сепарации позволяют доизвлечь из минусового продукта грохота около 15 % серебра и 14 % золота. Для повышения эффективности этой операции необходим более тонкий помол.

Итак, лучшие показатели обогащения обеспечивает схема с использованием отсадки и флотации, а также схема с избирательным (селективным) измельчением, грохочением и последующей центробежной сепарацией. Селективное измельчение проводилось на аппарате института. Был проведен ряд экспериментов по измельчению

- 165

Санкт-Петербург. 2008

корки электролизеров, а также успешной овализации шамота и периклаза.

Схема с отсадкой и флотацией позволяет получить концентрат с суммарным содержанием металлов около 13,4 % и извлечением в него 95,5 % серебра и 89,4 % золота.

Итогом проведения исследований явилась разработка двух технологических схем: «мокрой» и «сухой». «Мокрая» схема с отсадкой и флотацией дает возможность получить концентрат с суммарным содержанием металлов 13,4 % и извлечением в него се-

ребра и золота 95,5 % и 89,4 % соответственно. «Сухая» схема с селективным вскрытием зерен металла, последующим грохочением и операциями центробежной сепарации обеспечивает извлечение 94,5 % серебра и 89,8 % золота в концентрат с суммарным содержанием металлов примерно 15,5 %. Первая стадия измельчения и операция грохочения для выделения металлической фракции в этой схеме может быть реализована без применения воды при выходе металлической фракции 1,47 %, извлечении серебра 74 % и золота 67 %.

Научный руководитель канд. техн. наук доц. Н.К.Алгебраистова