К исследованию обогатимости руд, содержащих халькогенидные минеральные комплексы Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

- © Ю.А. Мамаев, Т.Н. Александрова,

Н.Г. Ятлукова, Н.М. Литвинова, 2008

УДК 622.7

Ю.А. Мамаев, Т.Н. Александрова, Н.Г. Ятлукова, Н.М. Литвинова

К ИССЛЕДОВАНИЮ ОБОГАТИМОСТИ РУД, СОДЕРЖАЩИХ ХАЛЬКОГЕНИДНЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Семинар № 25

и елью исследования является разработка безобжиговой технологии переработки золотомышь-яковых руд, основанной на активации измельчением и дающая возможность извлечения ценных компонентов при оставлении мышьяка в твердом остатке в труднорастворимой форме.

Для оценки влияния приложенных воздействий при измельчении руд на технологические показатели, проводили обогащение подготовленного материала методом флотации.

Объект исследования - руда Алба-зинского месторождения. Общим признаком данного типа руд является тонкая прожилково-вкрапленная сульфидная минерализация (пирит, арсе-нопирит). Вещественный состав исследуемой пробы представлен следующими породообразующими минералами (95%): кварц, полевые шпаты, карбонаты, амфиболы, хлориты, слюды, установлено наличие углистого вещества. Среди рудных минералов наиболее распространены пирит, ар-сенопирит, присутствует пирротин, магнетит, ильменит. Циркон, апатит, анатаз, лейкоксен, галенит, хромит -акцессории. Золото тесно ассоциирует с пиритом, арсенопиритом (на 7585 %) и блеклой рудой. При минералогическом анализе установлено наличие свободного (размер частиц менее 0,1 мм, крайне редко - 0,3-0,4

мм) и тонковкрапленного золота в пирите и арсенопирите, золота в сростках (цианируемое), покрытое оксидными пленками и заключенное в карбонатах, в кварце и пустой породе (размер частиц менее 0,001 мм). Характерно преобладание доли тонкого и тонкодисперсного золота над относительно крупным.

Раскрываемые при измельчении частицы золота представлены пластинчатыми, лепешковидными, столб-чатопластинчатыми, иногда изомет-ричными формами. Цвет золотин - от серовато до ярко - желтого, редко с красным налетом. Микропримеси в золоте: БЬ, Дэ, Си, Ре, Нд.

Упорность исследуемой руды обусловлена несколькими факторами: наличием золотоносных сульфидов и арсенидов; углисто-глинистых алевролитов, крайней неравномерностью сульфидной минерализации, что переводит руду в категорию чрезвычайно упорных, требующих особых условий рудоподготовки. Рациональный анализ на золото исходной руды Ал-базинского месторождения показывает, что всего цианируемого золота в руде только 18,5 %, а остальное количество золота находится в весьма упорной форме. Вредной примесью в руде является мышьяк, другие экологически вредные элементы в заметных количествах не обнаружены.

Ro R(t)

1

Концентрат

контрольной

флотации

Рис. 1. Схема исследования: 1 - измельчение на стержневой мельнице; 2 - флотация

Для априорной оценки процесса обогащения руды примем последовательную модель процесса (рис. 1).

Обозначения: Q, C, T- вес соответственно исходного материала, концентрата, хвостов; а, в, 9 - содержание ценного компонента в исходной руде, концентрате, хвостах; ук> ух - выход концентрата и хвостов; \ -извлечение в концентрат, в хвосты.

С использованием методов математической статистики проведена интерпретация экспериментальных данных, которая позволила получить априорные зависимости для оценки содержание золота в концентрате и хвостах:

рк = 0,033-х2 - 4,173- х + 193,29 рх = 0,0018-х2 - 0,295-х + 15,7 где х = 19,5- f0'029-; t - время измельчения.

При а = const = 13 г/т (содержание золота в руде по данным химического анализа), для ук и ух получим расчетные зависимости:

13-Рх

Yk =

Yx =

Рк -Р.в

Р -13

рк-рх

-100%

100%

Учитывая, что ук + ух = 1, решение системы уравнений дает х = 91.9, откуда получаем оптимальное время измельчения с позиции максимального извлечения золота: 1 = ((1п 81.9) --(1п19.5))/ 0.029 = 49.4 мин.

Ранее установлена возможность интенсификации процесса измельчения путем применения химических добавок [2, 3]. Применение трехкомпонентной щелочной добавки, как показано в табл. 1, позволяет повысить содержание золота в черновом концентрате с 72,25 г/т до 103,76 г/т.

Анализ результатов экспериментальных исследований, приведенных на рис. 2, показывает высокую сходимость расчетных и экспериментальных данных.

Механизм воздействия комплексной добавки можно представить следующим образом: на первой стадии происходит адсорбция гидроксил-ионов на поверхности частиц серы. Есть основания полагать, что активация каждого атома серы требует одного гидроксил-иона. Далее в растворе присоединяется еще один гидро-ксил-ион, и весь комплекс (ОН-Б -ОН) претерпевает превращения, включающие перераспределение кислорода:

г/т

46

81

Выход класса -0.1

93

Рис. 2. Графическая интерпретация экспериментальных данных

3(ОН-Б -ОН) = БО32- +2Б2- + ЗН2О.

С повышением концентрации сульфид- и сульфит-ионов возрастает их роль в непосредственной активации поверхности с образованием тиосульфат- и полисульфид-ионов.

Измельчение материала, содержащего золотонесущие пирит и арсено-пирит, при введении в мельницу смеси реагентов: гидроксида натрия (50 г/т), сернистого натрия (50 г/т) и йода (10 г/т), сопровождается локальным нагреванием поверхности минеральных частиц, интенсифицирующим развитие окислительных процессов, что в условиях постоянного обновляющейся поверхности, характерных для процесса измельчения, позволяет получать более однородный гранулометрический состав по готовому классу, способствует снижению доли «трудных классов». Присутствие сернистого натрия в количестве 10 г/т позволяет более эффективно подготовить поверхность халькогени-дов к последующей флотации.

Были проведены также экспериментальные исследования по интенсификации флотационных процессов

с введением новых реагентов в процесс флотации. Наиболее показательные результаты были получены при использовании отходов масложи-рового производства, а именно реагента «ФУЗ».

В табл. 2 представлены результаты флотации с применением нового реагента.

Анализ данных показывает, что замена классического бутилового ксан-тогената названным выше реагентом не дает положительных результатов, а в комплексе эти реагенты дают прирост извлечения золота в черновой концентрат (при соотношении 1:5 соответственно «ФУЗ» и бутилового ксантогената). Следует предположить, что реагент «ФУЗ» обладает определенной селективностью по отношению к золоту. Необходимо продолжить исследования в плане поиска оптимальной концентрации реагентов.

Таким образом, предложена методика априорной оценки технологических свойств рудных золотосодержащих материалов. Выявлено, что наиболее интенсивное воздействие на

Таблица 1

Результаты флотации после измельчения на стержневой мельнице (мест. Албазино, 1 кг)

Способ интенсификации измельчения Выход класса -0,1 мм при измельчении, % Выход продуктов флотации, % Содержание Ре,%/Аи. г/т (данные хим. ан.) Извлечение Ре/Аи, % Содержание Аи,г/т/ Ре,%, в черновом концентрате в хвостах

1. Измельчение без добавок, время измельчения-15 мин Основной концентрат Контрольный концентрат Хвосты 46 1,41 9,2 89,39 6,83/117,5 30,03/65,3 8,36/5,9 0,93/12,80 26,74/46,4 72,33/40,7 72,25/26,94 5,9/14,2

2.Измельчение с добавкой смеси реагентов: №ОН - 50 г/т; На2Б -50 г/т; 12 - 10 г/т, время измельчения-15 мин Основной концентрат Контрольный концентрат Хвосты 90,17 6,06 3,43 90,15 25,2/120 22,77/75 6,33/3,45 19,00/56,08 9,72/19,84 71,28/24,0 103,76/41,3 3,45/12

Таблица 2

Результаты флотации с применением «ФУЗ»

Режим флотации Выход продуктов флотации, % Содержание в черновом концентрате

Ре, % Аи, г/т

Флотация: бутиловый ксантогенат 100 г/т Т-80 40 г/т Концентрат Хвосты 3,27 96,73 29,63 72,86

Флотация: «ФУЗ» 100 г/т Т-80 40 г/т Концентрат Хвосты 3,82 96,18 23,06 31,2

Флотация: бутиловый ксантогенат 100 г/т «ФУЗ» 20 г/т Т-80 40 г/т Концентрат Хвосты 3,12 96,88 29,32 128,9

процессы рудоподготовки и обогащения оказывают реагенты на основе гидроксидов металлов и галогенидов. Показано, что добавка некоторых от-

ходов МЖК к основному собирателю обеспечивает повышение качественно-количественных показателей обогащения.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Букетов Е.А., Угорец М.З. Гидрохимическое окисление халькогенов и халько-генидов. Алма-Ата, «Наука» КазССР, 1975, 326 с.

2. Литвинова Н.М., Ятлукова Н.Г., Мельникова Т.Н., Данилов Е.И. Интенсификация процессов измельчения трудно-обогатимой золотосодержащей руды Алба-зинского месторождения. Горный инфор-

мационно-аналитический бюллютень. Региональное приложение Дальний Восток. 2005, с. 300-306.

3. Мельникова Т.Н., Ятлукова Н.Г., Литвинова Н.М. К вопросу оптимизации процесса измельчения руд. «Обогащение руд», №4, 2006, с. 5-8. Е2Е

— Коротко об авторах

Мамаев Ю.А. - доктор технических наук, профессор, директор ИГД ДВО РАН; Александрова Т.Н. - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник ПИПКРР ИГД ДВО РАН;

Ятлукова Н.Г. - ст. научный сотрудник, и.о. зав. лабораторией «Процессы извлечения

полезных компонентов из руд и россыпей (ПИПКРР)»;

Литвинова Н.М. - научный сотрудник, лаб. ПИПКРР ИГД ДВО РАН.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 25 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.М. Авдохин.