Научная статья на тему 'Особенности обогащения высококарбонатных флюоритовых руд месторождений Приморского края методом низкотемпературной флотации'

Особенности обогащения высококарбонатных флюоритовых руд месторождений Приморского края методом низкотемпературной флотации Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
262
74
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Киенко Л. А., Саматова Л. А., Зуев Г. Ю., Шестовец В. З., Плюснина Л. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Особенности обогащения высококарбонатных флюоритовых руд месторождений Приморского края методом низкотемпературной флотации»

© Л.А. Киенко, Л.А. Саматова, Г.Ю. Зуев, В.З. Шестовец,

Л.Н. Плюснина, 2007

УДК 622.7:553.068.5

Л.А. Киенко, Л.А. Саматова, Г.Ю. Зуев,

В.З. Шестовец, Л.Н. Плюснина

ОСОБЕННОСТИ ОБОГАЩЕНИЯ ВЫСОКОКАРБОНА ТНЫХ ФЛЮОРИТОВЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИМОРСКОГО КРАЯ МЕТОДОМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ФЛОТАЦИИ

Обогащение руд методом флотации основано на использовании различий физико-химических характеристик слагающих их минералов. В случае близости свойств поверхности ценного компонента и хотя бы одного из других, присутствующих в руде минералов, неизбежно возникают проблемы с получением качественных концентратов.

К разряду трудноразделимых относится большая группа минералов, содержащих в своей кристаллической решётке катион кальция, обуславливающий схожесть механизма взаимодействия флотационных реагентов с минералами при закреплении их на поверхности минеральной частицы. К наиболее часто встречающимся из кальцийсодержащих минералов относятся кальцит СаСО3 и доломит (Са Мg[СОз]2), которые, как правило, не представляют интереса для их промышленного извлечения. Однако наличие кальцита или доломита в рудах совместно с флюоритом (СаF2), апатитом (Са5[Р04]3^,С1,0Н]), шеелитом (СаWO4), датолитом

(Са2В2^Ю4]2[ОН]2) и другими минералами предполагает усложнение технологии их флотационного обогащения.

При флотации тонковкрапленных карбонатно-флюори-товых руд месторождений Вознесенское и Пограничное Приморского края разделение флюорита и кальцита является одной из наиболее сложных технологических задач. В зависимости от содержания в рудах кальцита и соотношения флюорита и кальцита, выраженное кальцитовым модулем Мк = а CaF2 /а СаС03, руды месторождения подразделяются на слабокарбонатные (Мк > 10), умеренно карбонатные (Мк = 4-10), карбонатные (Мк = 2-4) и высококарбонатные

Мк < 2. Содержание в рудах даже 3-6 % кальцита на 35-40 % флюорита затрудняет получение достаточно чистых флюоритовых концентратов без включения в схему специальных операций с подачей необходимых реагентов, нейтрализующих флотационную активность кальцита.

Существовавшая до августа 2005 г. промышленная схема включала в себя основную флотацию, 6 перечисток пенного продукта и дофлотацию флюорита из сгущёных промпродуктов 1-6 перечисток. Кроме того технология предусматривала двукратный подогрев пульпы: перед основной флотацией до 50-60 °С и после второй перечистки до - 70-85 °С, с подачей в нагретую пульпу (пропарку) кремнефтористого натрия, являющегося депрессором кальцита.

После испытаний предложенной нами технологии низкотемпературной флотации, проводившихся в июне-августе 2005 г., схема и технологический режим были значительно усовершенствованы. В настоящее время подогрев пульпы осуществляется частично, только в голове процесса, до 30-40°С, в основном в зимнее время. С целью селекции флюорита и кальцита в основную флотацию в качестве модификатора подаётся фторид натрия, являющийся одновременно активатором флюорита и депрессором кальцита. Важное значение в усовершенствованной схеме имеет вывод в отвал пром-продукта 1 (камерного продукта первой перечистки), в котором концентрируется значительная часть кальцита. В результате в головной части схемы с камерным продуктом контрольной флотации (хвосты 1) и промпродуктом 1 из схемы выводится до 70-85 % кальцита, что значительно упрощает весь последующий процесс доведения флюоритового концентрата до необходимых кондиций. В старой высокотемпературной технологии аналогичную функцию выполняла пропарка и последующая перечистка пенного продукта. При этом камерный продукт третьей перечистки, являющийся в определённой степени кальцитовым концентратом, объединялся с другими, менее загрязнёнными кальцитом промпродуктами, и после сгущения направлялся на дофлотацию. Сброс большей части кальцита предусматривался с камерным продуктом дофлотации (хвостами 2). Таким образом, значительная часть схемы была нагружена кальцитсодержащими продуктами, что способствовало его накоплению, и в конечном итоге отражалось на качественных показателях обогащения. Переработка по такой схеме руд с высоким

содержанием кальцита, с нашей точки зрения, не могла обеспечить получения удовлетворительных технологических показателей.

Вместе с тем, исследования возможности переработки высококарбонатных руд с кальцитовым модулем менее двух, и даже менее единицы, перешло на сегодняшний день в разряд крайне важных проблем для Русской горно-рудной компании, базирующейся на переработке руд Вознесенского и Пограничного месторождений. Проводимые нами с 2003 г. исследования позволили выявить факторы, оказывающие влияние на степень селективности разделения флюорита и кальцита в рудах с кальцитовым модулем менее двух. Основными из них являются:

1) тонина помола руды и наличие в пульпе тонких шламов;

2) подготовка среды, выбор регулятора рН среды;

3) подбор типа собирателя, определение оптимального соотношения собирателя и модификаторов процесса.

Кроме того, как уже отмечалось выше, важнейшей основой для получения необходимого эффекта является правильный выбор направления движения продуктов в схеме.

Для исследуемых руд характерна высокая степень взаимного прорастания слагающих их минералов, что предопределяет их тонкое измельчение. Необходимое раскрытие зёрен флюорита достигается при помоле руды до 90-95 % класса -0,044 мм. При такой степени измельчении неизбежно образование большого количества шламов, оказывающих крайне отрицательное влияние на процесс флотации вообще, тем более на флотацию минералов с близкими флотационными свойствами. Высокий эффект может дать дешла-мация питания флюоритовой флотации. Вместе с тем, выбор способа дешламации при сверхтонком измельчении руды является непростой задачей, т.к. высокое содержание тонких шламов, в том числе шламообразного флюорита, может привести к существенным потерям. Наиболее распространённые методы обесшламливания с применением аппаратов классификации и гидроциклонирования в данном случае неприемлемы. Исследования показали, что положительный эффект может обеспечить включение в голове схемы операции флотации шламов в «голодном» режиме (т.е. при очень малых дозировках собирателя). Сравнительные опыты флотации высококарбонатной руды показали, что без включения в схему операции обесшламливания удаётся получить концентраты, содержащие 82-90 % СаF2 при извлечении флюорита в открытом цикле не более

50 %, по схеме с предварительным обесшламливанием методом «голодной» флотации были получены концентраты, содержащие 87,0-92,5 % СаF2 при извлечении 50-60 %.

Существенно повысить показатели обогащения удалось после тщательного подбора реагентного режима. Как показали исследования, более эффективно разделение флюорита и кальцита проходит при невысоких расходах регуляторов среды. При этом установлено, что сернистый натрий оказывает негативное влияние на процесс даже при минимальных его до-зировках, поэтому его подача была прекращена. В связи с тем, что одной из функций фтористого натрия является депрессия кальцита, расход его при флотации высококарбонатных руд возрос до 1200-1400 г/т в основную флотацию и дополнительной подачей в 1, 2 перечистки по 200 г/т. При этом расход сложного депрессора силикатных пород (СД-2А) был снижен в 1,3-1,5 раза против обычного. В качестве собирателей в экспериментах использовались аспарал Ф, РКН (реагент из группы нефтяных кислот), олеиновая кислота, обработанная моноэтанола-мином, омыленные жирные кислоты талового масла (ЖКТМ).

Исследования, проведённые на оборотной воде предприятия с применением в качестве регулятора среды кальцинированной соды при минимальных расходах её (300-500 г/т) и использованием олеиновой кислоты, обработанной моноэтаноламином, показали, что из руды с содержанием СаF2 30,0-31,3 % и СаСО3 - 24-31 % без предварительного обесшламливания в открытом цикле флотации удаётся получить концентраты с содержанием 86,77-93,66 % СаF2 при извлечении соответственно 71,10-57,38 %. С введением в схему операции флотации шламов содержание в концентратах возросло до 90,30-94,07 % СаF2, при извлечении флюорита в концентраты высокого качества до 67 %. Замена олеиновой кислоты на жирные кислоты талового масла сопровождалась повышением уровня селективности в условиях низкотемпературной пульпы. В результате даже при флотации по обычной схеме содержание СаF2 в концентратах составило 91,40-95,64 %, с извлечением флюорита в них 73,10-56,52 % соответственно. Обесшламлива-ние питания флотации позволило повысить извлечение в высококачественные концентраты, содержащие 94-95 % СаF2 до 6065 %, в концентраты более низкого качества прироста извлечения флюорита не отмечено: в данном варианте технологии потери флюорита со шламами уже стали достаточно заметными на

фоне высоких показателей селективности флотации тонкоиз-мельчённой руды с применением ЖКТМ.

На основе проведённых исследований был выбран оптимальный режим, который явился базовым для постановки опытов в замкнутом цикле флотации по схеме, имитирующей производственный процесс. Отличие схемы, положенной в основу экспериментов, от схемы фабрики состояло в том, что в отвал выводился не только промпродукт 1, но также и промпродукты 2-3, содержащие свыше 50 % СаСО3 при умеренных потерях с ними флюорита. Сводные результаты экспериментов в замкнутом цикле приведены в таблице.

Результаты флотации высококарбонатных руд в замкнутом цикле

Наименова- Выход, Содержание, % Извлечение, % Условия опыта

ние продукта % CaF2 CaCOз CaF2 CaCOз

Концентрат 24,86 92,41 3,20 74,92 2,82 Измельчение -

Хвост 1 40,19 6,02 23,59 7,89 33,59 50 мин

Промпро- 18,53 10,19 47,07 6,16 30,91 №2С03 в из-

дукт 1 Промпро- 9,76 17,71 56,85 5,64 19,66 мельч. - 300 г/т. Основная флотация:

дукт 2 Промпро- 3,64 22,08 59,06 2,62 7,62 СД-2А - 200 г/т; NaF - 1200 г/т;

дукт 3 Хвосты 2 2,80 27,84 51,52 2,54 5,11 ЖКТМ - 800 г/т. Перечистки:

Шламы 0,22 32,82 37,29 0,23 0,29 1 - СД-2А - 100

Руда 100,00 30,66 28,22 100,00 100,00 г/т, NaF - 200 г/т, 2-6 - без реаген-

тов

Опыты поставлены в условиях исследовательской лаборатории предприятия на оборотной воде в зимнее время. Температура основной флотации - 23-25 °С, температура воды для разбавления и отмыва пенных продуктов в перечистках - 10-12 °С. Проба руды для опытов была отобрана горно-гелогичес-кой службой предприятия из отвалов восьмой площадки карьера, признанных ранее не-обогатимыми.

Полученные результаты можно оценить как вполне удовлетворительные. Из руды с кальцитовым модулем 1,09 по схеме, включающей в себя основную флотацию, шесть перечисток пенного

продукта и дофлотацию флюорита из обезвоженных в сгустителе 4-6 промпродуктов, удалось получить концентрат с содержанием СаБ2 92,41 % при извлечении в него флюорита 74,92 %. Разработанная технология отличается высокой стабильностью и достаточным уровнем селективности. Разделение флюорита и кальцита обеспечивается за счёт выбора схемы, предусматривающей своевременную локализацию кальцийсодержащих продуктов. Подобранный реагентный режим позволяет достичь достаточно хорошей флотируемости флюорита в условиях депрессии кальцита. Жирные кислоты талового масла, представляющие собой побочный продукт деревообрабатывающей промышленности, показали себя, как селективный собиратель, позволяющий успешно проводить флотацию флюорита из высококарбонатных руд в режиме низких температур. вгсга

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------

Киенко Л.А. — старший научный сотрудник,

Саматова Л.А. — кандидат технических наук, заведующая лабораторией, Плюснина Л.Н. — ведущий инженер,

Институт горного дела ДВО РАН, лаборатория ПКПМС.

Зуев Г.Ю. — исполнительный директор,

Шестовец В.З. — кандидат технических наук, главный инженер,

ООО «Русская горно-рудная компания».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.