CC BY
34
СЕМИНАР 23
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001"
МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.
© Т.С. Николаева, 2001
УДК 622.765
Т.С. Николаева
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦИНКОВОЙ ФЛОТАЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА КОМБИНИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОМПРОДУКТОВ
Д
ля повышения эффективности флотационного обогащения руд цветных металлов целесообразно использование методов интенсификации, предусматривающих воздействие на систему минерал -флотационные реагенты различных видов электрических полей [1, 2]. В нашем случае, при разделении цинково-пирит-ных концентратов, значительным оптимизирующим эффектом будет обладать влияние постоянно-токовой диа-фрагменной электрохимической обработки на отдельные продукты технологической схемы флотации.
Одной из причин ухудшения технологических показателей флотации цинково-пиритных концентратов является неадекватная ионному составу жидкой фазы пульпы флотируемость минералов, поступающих в операцию основной флотации из операций контрольной и перечистной флотации. Сфлотированный в операции контрольной цинковой флотации пирит не успевает уменьшить флоти-руемость в операции основной цинковой флотации и извлекается в пенный продукт. Задепрессиро-ванный в операции перечистной цинковой флотации сфалерит не успевает восстановить флотируе-
мость в операции основной флотации и уходит с камерным продуктом в операцию контрольной цинковой флотации.
Для поддержания флотируемо-сти минералов, адекватной ионному составу жидкой фазы пульпы в операции основной флотации, необходимо резко увеличить скорость поверхностных процессов, обеспечивающих переформирование поверхностного слоя на минералах, находящихся в промпро-дуктах флотационной схемы. [3, 4].
Предлагаемый нами метод предполагает для решения поставленной задачи проведение катодной обработки пенных продуктов операций контрольной флотации и анодной обработки камерных продуктов пере-чистных операций.
С целью наибольшего приближения к реальным промышленным условиям изучение процессов электрохимической обработки проводилось на технологических продуктах цинково-пиритного цикла Зыряновской обогатительной фабрики.
Значительные колебания технологического процесса приводят к изменению содержания пирита и сфалерита в цинково-пиритном концентрате, степени активации минералов медью и др. Поэтому
исследование влияния того или иного фактора целесообразно проводить в стандартных условиях, на пробе с неизменным составом и свойствами.
Для проведения флотационных опытов отбирался пенный продукт цинково-пиритной перечистки, представляющий собой цинково-пиритный концентрат, отделялась жидкая фаза, твердая фаза перемешивалась и делилась по навескам. Жидкая фаза равномерно распределялась по навескам твердого.
Цинковая основная и контрольная флотация проводилась в механической машине объемом 1 л, масса навесок составляла 300 г. Реагентный режим флотации включал дозирование извести при расходе 12 ( в первом опыте 26 ) кг на 1 т концентрата. Время агитации с известью - 3 мин., время флотации - 5 мин. В контрольную флотацию подавали медный купорос и бутиловый ксантогенат при расходах, соответственно, 100 и 40 грамм на тонну. Перечистная флотация проводилась в механической флотационной машине объемом 0,5 л. В перечистную флотацию подавали 14 кг/т извести. После проведения первой серии опытов камерный продукт пе-речистной флотации и пенный продукт контрольной флотации загружались в электролизер специальной конструкции, в котором производилась электрохимическая обработка. Затем промпродукты переносились в механическую машину для основной флотации, куда загружалась вторая навеска и проводился процесс флотации второго цикла. Операции второго цикла проводились аналогично первому, за исключением того, что расход извести в основную флотацию снижался до 12 кг/т. После второго следовали совершенно аналогичные 3 -5 циклы после чего замкнутый опыт считался законченным.
Твердая фаза концентрата и хвостов флотации анализировалась рентгеноспектральным анализатором СРМ-18 на медь, свинец, цинк, железо; жидкая фаза после отделения от твердой фазы анализировалась на рН., Е^ X-, НБ-, S2Oз2-, SOз2-, SO42-, Са, CN-.
В табл. 1 приведены результаты замкнутых опытов с электрохимическим кондиционирования промпро-дуктов цинково-пиритного цикла флотации для руд Зыряновского и Орловского месторождений, существенно отличающихся вкрапленностью и активированностью сульфи-
£ 5
5? V
3 40
10
$0
* го
ч
$
о
V» 1
СО •Vу • V °0 О 4° 0
•\ • • ,о\о 01 I* N. 0 ц л к*
1 1 1 1 • Г • # ?*ч, • •
<5.ї /V, О
Н,5 К,О
ця
дов цинка и железа.
Изменение минерального состава перерабатываемого сырья, технологических параметров процессов измельчения и коллективной вызывают значительные колебания концентрации в жидкой фазе ионов ксантогената, гидроксила, реагентов-активато-ров, регуляторов и др. При отсутствии системы регулирования реагент-ного режима на основе измерений и поддержания необходимых концентраций ионов такие колебания приводят к нарушению технологического режима и снижению тех-нико-экономи-ческих показателей обогащения. Изучение влияния колебаний технологического процесса на показатели цинково-пиритной селективной флотации на Бело-усовской и Зырянов-ской обогатительных фабриках [1] показывает, что ионный состав жидкой фазы пульпы является основным параметром. В результате исследования циклов цинковой флотации на Бело-усовской и Зырянов-
і и
ской обогатительных фабриках установлено, что несмотря на различное среднее значение концентрации ионов собирателя, гидроксила, кальция, сульфоксидов в жидкой фазе пульпы, характер флотации сульфидов железа в известковой среде, определяемый в виде зависимости е =/ ^ К, где ^К = ^[Х-] - 5/6рН +
1/6^[Са(ОН)+], остается для обеих фабрик одинаковым, что свидетельствует об общем характере процессов, протекающих на поверхности минералов и универсальности используемого параметра оптимизации - ^ К.
Мы использовали данную модель для оценки эффективности разработанного нами метода в широком диапазоне колебаний параметров ионного состава жидкой фазы пульпы, характерных для промышленных условий. Результаты анализа показывают (см. рис. 1) , что использование разработанного метода приводит к увеличению контрастности флотационных свойств сульфидов цинка и железа во всем интервале изменения параметров ионного состава жидкой фазы пульпы, о чем свидетельствует увеличение разности извлечения цинка и железа при одинаковых значения ^ К.
ЕНТРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМБИНИРОВАННОМ ХЕМЫ ФЛОТАЦИИ
№ опы- та Условия опыта Расход эл/энергии квт. ч/т рН катод. конд. рН анод. конд. Содержание в концентрате Извлечение в концентрат
цинк % железо % цинк % железо %
1 Контрольный опыт на вкрапленной руде Зыряновского месторождения - - - 55,5 10,1 91,9 6,90
2 Опыты с электрохи-мической обработкой 20 12,28 12,1 56,5 8,1 92,0 6,0
3 30 12,40 12,0 57,9 6,3 93,2 5,1
4 40 12,50 11,7 58,2 5,8 93,2 4,2
5 Контрольный опыт на руде Орловского месторождения - - - 53,5 12,4 90,9 11,7
6 Опыты с электрохимической обработкой 20 12,25 12,1 55,5 10,6 91,2 9,5
7 30 12,35 12,0 56,7 9,5 93,8 8,5
8 40 12,45 11,6 57,8 8,2 94,3 8,0
н
Таблица 2 II Рис. 3. Принципиальная схема диафрагменного электролизера для
технологические показатели цинкового ЦикйоМВШЮБОГАШіЮйИ РУДаботки циркулирующих продуктов схемы РЯДОВОЙ ДОБЫЧИ ЗЫРЯЮОВСКОГО МЕСТОРОЖ
Условия опыта Расход электро- энергии, квт.ч/т с^ермий чашта-0 п II гО[йР00ДУ%а контроль ,одсктіерераниіітні!рцилотации “Умоташен трате>%к вь 4 ипвлёЧшиетущиншч °-грувы ообкедй5ённтог8т;р%ук-
та; 6 — инк регулятор пот железо ■ка (пронолжи ельности обрабо Железо тки), / — анод цинк ; 8 — катод; 9 — железо
% .г % % % %
Без электрохимической обработки - 1 4-38 12-35 43-66 6,5-18 78,5-95 3,6-10
.3,3 22,5 54,5 10,5 92,5 6,90
Опыты с электрохимической обработкой 7 1 4-38 12-35 44-69 4,5-13 78-95 3-9,5
3,5 22,4 55,5 9,5 92,7 6,6
10 1 4-38 12-35 45-69 3,9-11 78-96 3-9 6,1
3,4 22,4 55,9 9,3 93,2
15 1 4-38 12-35 46-69 3,4-10 78-96 2,5-9
.3,3 22,5 56,2 8,8 93,5 5,2
Примечание: Мин. - макс. среднее
На Зыряновской обогатительной фабрике в период испытаний перерабатывалась полиметаллическая руда Зыряновского и Грехов-ского месторождений. Содержание цинка составляло от 0,9 до 1,6 %, содержание пирита колебалось от 10 до 20 %. Схема переработки включала коллективную флотацию меди и свинца при депрессии минералов цинка и железа. Медный и свинцовый концентраты разделялись по циа-нидной технологии. Из камерного продукта медно-свинцового цикла извлекались минералы цинка и частично пирит. В качестве акти-
Рис.1. Влияние диафрагменной обработки промпродуктов цинкового цикла флотации на извлечение железа (1,2) и цинка (3,4) в концентрат цинковой флотации при различном ионном составе жидкой фазы пульпы: 1, 3 - без электрообработки; 2,4 - с электрообработкой
ватора использовался медный купорос. Разделение цинкового концентрата и пирита осуществлялось с использованием извести в качестве подавителя флотации пирита.
Электролизер для обработки промпродуктов цинковой флотации был установлен перед операцией основной цинковой флотации внутри первой камеры. Обработке подвергался пенный продукт контрольной цинковой флотации и камерный продукт перечистной флотации (рис. 2).
Принципиальная схема диа-
фрагменного электроли-зера приведена на рис. 3.
Опробование цинкового цикла осуществлялось путем отбора твердой и жидкой фаз продуктов переработки. Регулирование дозирования ксантогената и медного купороса в контрольную цинковую флотацию осуществлялось с физико-химической лаборатории Зыряновского свинцового комбината. Анализ ксан-тогената осуществлялся колориметрическим методом, кальция и сульфоксидных анионов - весовым методом, рН и ЕЙ - потенциометрическим. Анализ твер-
Рис. 2. Принципиальная схема флотационной установки с электролизером для диафрагменной обработки циркулирующих продуктов: 1 - многокамерная флотомашина; 2 - импеллерный блок; 3 - электролизер; 4 - пенный желоб; 5 - исходное питание; 6 -хвосты флотации; 7 - готовый концентрат; 8 - пенный продукт контрольной флотации; 9 - камерный продукт перечистной флотации; 10 - разгрузка электролизера (объединенный продукт)
дой фазы осуществлялся на квантовом рентгеновском фотометре СРМ-18 с предварительной градуировкой по результатам химических анализов исследуемых продуктов. Автоматический отбор проб производился централизованной системой отбора и доставки проб.
Поток пульпы через электролизер в период испытаний составлял 0,3-0,6 м3/мин., время обработки пульпы составляло
0,8-1,5 мин. Сила тока изменялась от 150 до 300 А при напряжении 30-60 В. Средняя потребляемая мощность составила 10 кВт.
Результаты опробования цикла цинковой флотации показали, что использование разработанного метода электрообработки позволяет снизить извлечение пирита в цинковый концентрат, добиться повышения качества цинкового концентрата с 54,5 до 56,2 % и повысить извлечение цинка на 0,7 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамов А.А., Авдохин В.М. Электрохимическая обработка пульпы при флотации. -Цветные металлы. 1978. №8.-С. 105-110.
2. Чантурия В.А., Лунин В.Д. Электрохимические методы интенсификации процесса флотации. - М.: Наука, 1983. - 137 с.
3. Абрамов А.А., Авдохин В.М., Морозов В.В. Исследование и моделирование процесса электрохимической обра-
ботки пульпы.-Проблемы физики горных пород.-Сб.науч.трудов МГИ.-М.: МГИ, 1983.- С.3-8.
4. Чантурия В.А., Вигдергауз В.Е. Электрохимия сульфидов : Теория и практика флотации. - М.: Наука, 1993. -206 с.
СП
КС
Николаева Татьяна Сергеевна — Московский государственный горный университет.
