CC BY
90
© В.А. Бочаров, Е.Л. Чантурия, В.А. Игнаткина, 2003
УАК 622.343:622.344
В.А. Бочаров, Е.Л. Чантурия, В.А. Игнаткина
ОСОБЕННОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИАНЫХ МЕАНО-ПИНКОВЫХ РУА*
Пирит и другие дисульфиды железа являются основными рудообразующими минералами многих сульфидных месторождений цветных металлов. Повышенное содержание дисульфидов железа влияет на выбор технологии и показатели обогащения. Масса пирита от всех сульфидов в рудах может достигать 70-90 %. Флотационные свойства пирита и других дисульфидов железа определяют качество медного и цинкового концентратов и полноту попутного извлечения благородных металлов. Благородные металлы в рудах Уральского региона в основной своей массе тесно ассоциированы с пиритом и сульфидами меди. Доля самостоятельных минеральных образований золота незначительна.
По структурным признакам, обусловленным генетическими особенностями формирования месторождения и конкретного типа руд, минеральные агрегаты пирита многих сульфидных месторождений можно выделить в несколько основных генераций
[1, 2, 3]:
1. мелко-неравномернозернистый (0,1-0,5 мм);
2. крупнозернистый (0,2-
2,0 мм), ассоциирующий с халькопиритом;
3. колломорфный, тонко- и скрытокристаллический, ассоциирующий с включениями сфалерита, иногда в сочетании с халькопиритом и блеклой рудой;
4. тонкозернистый во
вкрапленных рудах, имеющий кружевную, иногда пористую структуру.
Крупность зерен и примесный состав генераций пирита неодинаковы, параметры элементар-
ной ячейки, структуры агрегатов, микротвердость, прочность и другие характеристики также различны [1, 4]. Пириты разных месторождений и участков имеют свои отличимые физикохимические свойства.
Во вкрапленных рудах колломорфный пирит содержит больше серебра, чем крупнокристаллический перекристаллизован-ный, в котором много кобальта, и селена; поздний вкрапленный пирит примесей содержит значительно меньше [1].
В колчеданных рудах с разной степенью метаморфизма наблюдается повышенная микротвердость пиритов [4]. Физические и химические свойства пирита руд девяти месторождений разного генезиса изменяются в очень широких пределах, так, микротвердость пиритов находится в пределах от 530 до 1982 кг/мм2 [5, 6]. Неодинакова у пиритов скорость окисления и энергия активации.
Крупнозернистые пириты с низкой степенью дефектности кристаллической решетки, имеют повышенную микротвердость, малую скорость окисления, большую энергию активации. Такие пириты благоприятны при селективной флотации сульфидных руд.
Пириты с высокой степенью дефектности кристаллической структуры, тонкозернистые с пониженной микротвердостью, высокой степенью окисления значительно ухудшают показатели разделения сульфидных медноцинковых руд.
Исследованиями и практикой флотации руд показано, что флотоактивность пиритов является достаточно высокой в ши-
роком диапазоне значений рН (в кислой и щелочной областях), что предопределяет необходимость проведения тщательных исследований по разработке режимов флотации сульфидных руд с учетом технологических особенностей пиритов, которые определяются генезисом их образования.
В руде Гайского месторождения среди морфологических разновидностей пирита наблюдаются угловатообломочные и неполнокристаллические агрегаты, а также кристаллы кубической, октаэдрической и пента-гондодекаэдрической форм. Октаэдрическая и пентагондодека-эдрическая являются генетически золотонесущими; их масса преобладает над кристаллами пирита кубической формы, практически не содержащими золота.
Пириты колчеданных руд Учалинского и Узельгинского месторождений имеют тонкозернистую и колломорфную структуры. Пирит Сибайского месторождения имеет три генерации: колло-
морфные, мелкозернистые агрегаты и крупнозернистые октаэдры и обломки кристаллов.
Пирит в руде Комсомольского [7] месторождения (Блявинская гряда) представлен несколькими генерациями. Первая генерация имеет самую высокую твердость и крупнокристаллическую структуру. Вторая генерация тонкозернистая с меньшей твердостью (в 1,5-2 раза). Третья генерация тонкозернистая переотложенная - ее структура брекчиевидная, пористая, каркасно-ячеистая и губчатая. Пириты первой и второй генераций имеют достаточно хорошую магнитную восприимчивость и могут быть выделены электромагнитной сепарацией. Пирит третьей генерации - колломорфный и слабомагнитен. Содержание марказита в руде около 10 % от массы всех дисульфидов железа. Его кристаллическая структура ромбическая. В меньшем количестве имеется мельниковит со скрытокристаллической структурой; есть промежуточные разновидности: мельниковит - пирит и мельнико-
*Работа выполнена при финансовой поддержке фонда РФФИ
Рис. 1. Схема фракционной доводки грубого сульфидного
медного концентрата_____________
вит - марказит с общей химической формулой пирита, но с разной структурой элементарной ячейки. Пириты некоторых генераций являются носителями золота в руде.
Таким образом, в сульфидных рудах различных месторождений Уральского региона содержится множество различных разновидностей пирита и других дисульфидов железа, имеющих неодинаковые морфологические особенности, что необходимо учитывать при разработке технологии селективной флотации минералов меди, цинка, железа и благородных металлов. Вкрапленность минералов меди, сфалерита и благородных металлов в сульфидные минеральные агрегаты практически всех рудопро-явлений неравномерная и весьма тонкая от микрометров до десятых долей мм. В связи с чем для их раскрытия от сростков с пиритом требуется весьма тонкое измельчение всей рудной массы:
Рис. 2. Схема фракционной доводки грубого сульфидного цинкового концентрата________________________
предусматривать фракционное выделение пирита по всем циклам флотации или же организовывать доводку грубых концентратов. На рис. 1-4 приведены возможные схемы фракционного выделения пиритов в разных циклах флотации [8]. Но все-таки основным направлением в решении этой проблемы является необходимость организации меж-стадиальной флотации, при которой после каждой стадии измельчения на флотацию выводят освободившиеся от сростков с пиритом сульфиды меди, сфалерит, благородные металлы, исключая, тем самым, переизмельчение полезных компонентов, в том числе и пирита. Анализ практики флотации по приведенным схемам показал, что:
Во-первых, пирит однажды уже сфлотированный, в последующих операциях трудно заде-прессировать. Флотоактивность переизмельченных пиритов,
имеющих высокую сорбционную
в сульфидных массивных рудах до 90-95 % кл. - 0,074 мм, а во вкрапленных рудах - до 65-75 % кл. -0,074 мм. Однако, при измельчении до такой крупности значительная часть разновидностей крупного пирита с меньшей микротвердостью раскрывается значительно быстрее и затем пе-реизмельчается (особенно кол-ломорфные пириты): они шламу-ются и приобретают высокую флотоактивность в широких значениях рН среды; значительно повышается сорбционная способность тонких частиц пирита по отношению к собирателю, что затрудняет его подавление таким классическим депрессором как известь. Пирит накапливается в контрольных и перечистных операциях. Циркуляция пирита с промпродуктами этих циклов достигает до 500 % и более; все это приводит к снижению качества концентратов и извлечения в них металлов. В связи с этим в схемах флотации необходимо
Рис. 3. Схема промышленных испытаний с фракционным Рис. 4. Схема межстадиальной флотации массивных
выделением пирита по стадиям флотации_________________________сульфидных руд______________________________________
поверхность, близка к флотоак-тивности сульфидов меди и сфалерита. Поэтому, при доводке грубых концентратов (рис. 1, 2) пирит легче выделить в пенный продукт вместе с сульфидами меди или сфалеритом. При этом возникает проблема дальнейшей переработки этих пенных продуктов. Пока по существующим схемам они направляются в предыдущие циклы флотации.
Во-вторых, пирит разных модификаций можно выделять в камерные продукты отдельных циклов флотации (рис. 3), создавая условия его подавления регулированием значений pH среды, расходов собирателей и тонкой классификацией продуктов, аккумулирующих пирит. Промышленные испытания такой схемы на Гайской фабрике показали возможность стабилизации качества концентратов, однако такая схема сложна по эксплуатационным характеристикам.
В третьих, классическим решением проблемы является применение межстадиальной флотации (рис. 4).
Выведение на флотацию готового по крупности материала, раскрываемого от сростков по стадиям измельчения, снижает ошламование крупнозернистых и хрупких минералов, улучшает условия раскрытия в последующих стадиях измельчения тонкозернистого минерального компонента, снижает расход флотореаген-тов, повышает показатели селективной флотации. Часть крупнокристаллического пирита (0,3-
1,0 мм) можно выделять в цикле измельчения, применяя гравитационные методы обогащения (обогащение в отсадочных машинах, винтовых аппаратах, классификацию в гидроциклонах и др.) с последующей раздельной переработкой пиритных крупнозернистых продуктов для выделения из них цветных металлов и
золота. Создавая благоприятные условия для раскрытия и вывода на флотацию разновидностей пирита, сульфидов меди и цинка, одновременно решается проблема попутного извлечения благородных металлов. Крупность частиц свободного самородного золота в руде близка к крупности основных сульфидов меди и сфалерита, а потому и степень раскрытия благородных металлов сопоставима со степенью раскрытия этих минералов. Так, во вкрапленных рудах золото на 50 % освобождается от сростков при крупности измельчения 60-70 % класса -0,074 мм и в значительной своей массе может быть извлечено гравитационными и частично флотационными методами (золото крупностью >0,1 мм - винтовыми сепараторами, >0,074 мм центробежными концентраторами или винтовыми шлюзами, а крупностью <0,074 мм - флотацией).
В сплошных сульфидных рудах золото в значительной степени тонко вкраплено в пирит и не освобождается от сростков с ним даже при крупности измельчения -0,03 мм. Если во вкрапленных рудах законсервированного в пирите золота около 30-50 % , то в массивных рудах законсервированного в сульфидах золота 60-80 %. Гравитационное или флотационное извлечение такого золота зависит от массы пирита, выделенного в концентрат гравитацией или флотацией.
Законсервированное в пирите золото можно извлечь, применяя интенсивные энергетические методы вскрытия. Таковыми могут быть: окислительный обжиг, автоклавное выщелачивание, электромагнитная или электроимпульсная обработка с последующим цианированием золотосодержащих продуктов. При обычном цианировании пиритных золотосодержащих продуктов в жидкую фазу по разным данным переходит не более 50 % золота. Различного рода энергетические воздействия повышают извлечение золота до 70-95 %.
Учитывая, что в Уральских рудах часть разновидностей пиритов не содержит золота вообще или содержит весьма мало, можно ожидать, что такие пириты различаются как по физико-химическим, так и по электрофизическим характеристикам.
Повышение контрастности свойств таких пиритов с применением физико-химических, электрохимических, электрофизических, электромагнитных и других видов воздействий создает условия для комплексной переработки сульфидных медно-цинковых руд.
1. Изоитко В.М. Технологическая минералогия и оценка руд. - Санкт-Петербург: Недра, 1997, 578С.
2. Пшеничный Г.Н. Принципиальная схема околоруд-
ной зональности и генетических особенностей метасома-тических колчеданных месторождений Южного Урала. Рудоносные метасоматические формации Урала. Т.1. -
Свердловск: УНЦ АН СССР, 1978.
3. Пшеничный Г.Н. Минералого-геохимическая зональность руд Учалинского месторождения. Минералогия, геохимия и полезные ископаемые Урала. - БНЦ Уро РАН-Уфа , 1992 , с. 3 - 13.
4. Коптяев А.Ф, Корюкин Б.М. Изучение метаморфизма колчеданных руд Урала в связи с их обогатимостью. Региональный метаморфизм и метаморфическое рудооб-разование. - Винница , 1982 , с.169.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5. Храменкова Д.П., Борисков Ф.Ф, Самунов В.А, Кучеренко В.А. Изучение типоморфных особенностей пирита. Сборник научных трудов Унипромеди.- Свердловск, 1985, с.82-87.
6. Марфунин А.С. Радиационные центры в минералах //. Изв. АН СССР сер. Геология, 1983 , Ш5 , с.110-112.
7. Бочаров В.А, Акимова Н.П, Доброцветов Б.Л. Разработка принципиальной технологии переработки мед-но-цинково-пиритных руд Комсомольского месторождения. - Москва: фонды Гинцветмета , 2002.
8. Бочаров В.А, Агафонова ГС, Лапшина ГА, Морозов Б.А., Серебрянников Б.Л, Полькин В.Н. Технология флотации медно-цинковых руд с получением концентратов на основе стадиальной депрессии пирита. // Тезисы докладов Ш конгресса обогатителей СНГ. М.: МИСиС, 2001, с.224 - 225.
Бочаров В.А. - Московский институт стали и сплавов.
Чантурия Е.Л, Игнаткина В.А. - Московский государственный горный университет.
© В.В. Кармазин, А.А. Барловский, В.А. Барловский, 2003
УАК 622.7
В.В. Кармазин, А.А. Барловский, В.А. Барловский
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОГРААИЕНТНОГО МАГНИТНОГО СЕПАРАТОРА АЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ОБОГАЩЕНИЯ СЛАБОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ
| МГГУ «Горнообогатительные модульные уста-овкщ разработана принципиально новая физиче-■юдель непрерывной магнитной сепарации в сепараторах кассетного типа, основанная на использовании эффекта «магнитного скольжения»
осевших на ферромагнитные элементы магнитных частиц под действием потока пульпы [1].
Осевшие магнитные частицы формируют магнитный слой в виде прядей, которые, как показали экспериментальные исследования, имеют вид периодических холмиков по длине осадительных пластин. При слабонапорном движении потока пульпы возможно только осаждение частиц на полюсные элементы матрицы, что приводит к постепенному накоплению частиц на пластинах и зарастанию межполюсных зазоров. Когда усилие напорного воздействия потока пульпы на холмики сравняется с усилием сопротивления его сдвигу, происходит сдвиг холмиков с поверхности осадительных элемен-
