CC BY
98
- © М.Н. Сабанова, 2015
УДК 669.054.82.622.765
М.Н. Сабанова
ПРИМЕНЕНИЕ СЕЛЕКТИВНЫХ СОБИРАТЕЛЕЙ ПРИ ФЛОТАЦИИ МЕДНЫХ ШЛАКОВ
Представлены результаты изучения возможности использования дополнительного собирателя серии БТФ для повышения показателей извлечения флотацией меди, золота и серебра из труднообогатимых шлаков медной плавки. Представлены результаты замкнутых лабораторных флотационных опытов, прослежено влияние рН пульпы на извлечение металлов. Проанализированы причины прироста извлечения меди при подаче БТФ, определено оптимальное соотношение основного и дополнительного собирателя.
Ключевые слова: техногенное сырье, медь, медный шлак, флотация, пирит, оборотная вода, рН процесса, реагенты-собиратели, диалкилдитиофосфаты, повышение извлечения.
Введение
В условиях систематической не-дозагруженности обогатительных фабрик Южного Урала, перерабатывающих медные и медно-цинко-вые руды, в переработку вовлекаются труднообогатимые шлаки медной плавки, характеризующиеся [1] преобладанием в структуре сростков сульфида меди, оксида железа, сульфида железа размером менее 0,044 мм. Характерным является заключение агрегированной меди внутри сульфидного сростка.
Используемая на фабриках флотационная технология, позволяет наиболее полно и наименее затратно извлекать медь и из легкообогатимых раскристаллизованных шлаков медеплавильного производства [2, 3]. Однако извлечение меди флотацией из труднообогатимых шлаков не превышает 60% [2], а иногда даже потери меди с хвостами флотации превалируют над извлечением меди в концентрат. Очень остро стоит вопрос извлечения, особенно из конвертерных шлаков, золота и серебра, которые числится на балансе (в обороте) металлургического предприятия. Таким образом, задачи повышения извлечения
меди, золота, серебра сохраняют свою актуальность до настоящего времени.
Перспективным для решения данных задач представляется применение диалкил-дитиофосфатов. Для исследований выбраны содержащие вещества данного химического класса реагенты марки БТФ ввиду их доступности и ряда специфических особенностей флотационного действия, зарекомендовавших себя как эффективные дополнительные собиратели при флотации вместе с БКК (бутиловым ксантогенатом калия) на медно-цин-ковых [4] и медно-пиритных [5] рудах, повышающих извлечение драгметаллов. Реагенты БТФ обладают высокой устойчивостью до рН4, хорошо растворимы в воде и просты в обращении.
Изученные конвертерный и отвальный шлаки одного из предприятий Южного Урала отнесены по предложенной нами типизации к фаялит-маг-нетито-пиритовому типу. Содержание сульфидной фазы составляет в среднем 7%, из них 0,5% представлены борнитом, остальная часть - пиритом. Медь находится в металлических сплавах, ас Си в них варьируется от 1,40% до 85,08%. Кроме того, в шлаках присутствуют разноразмерные корольки
металлической меди с аСи до 98%. В виде примеси медь встречается в пирите и пирротине (до 3,23%), в оксидных фазах (магнетит, феррит), фаялите и натровом алюмо-силикате. Основными медными фазами являются халькозин-борнитовый твердый раствор (асрСи - 73,15%), борнит (асрСи -
56,09%), сульфидный Fe-Cu твердый раствор (асрСи - 54,91%), сульфидный Fe-Cu-Zn твердый раствор (а
срСи
16,83%).
Проведенные исследования флотации шлаков показали, что областью эффективного извлечения меди является рН = 5,0-7,5, а максимальные показатели получены при рН = 5,5. То есть флотация идет в диапазоне рН критичном для стабильного состояния основного собирателя - БКК. Это обуславливает необходимость применения дополнительного собирателя, устойчивого в кислой среде. Из реагентов БТФ для эксперимента выбраны модификации: БТФ-163, БТФ-1614, БТФ-1624, БТФ-1522, БТФ-1541, БТФ-1552. Продукты производятся по ТУ 2452-001-51848149-00 под маркой «Флотореагент БТФ». Весь технологический процесс разработан и утвержден ЗАО «Механобр-Оргсинтез-Реагент» г. Санкт-Петербург под руководством доктора технических наук, профессора В.И. Рябого.
Эксперимент
Флотационные опыты проведены по отработанным ранее схемам переработки медного шлака на обогатительной фабрике Сибайского филиала ОАО «УГОК», с применением оборотной воды на оборудовании исследовательской лаборатории.
Постоянные условия проведения опытов: навеска медного шлака Q = 700 г; тонина помола - 98,5% по классу -0,044 мм; % твердого пульпы на флотации 28%, содержание св. СаО в оборотной воде 450-480 г/м3;
время основной флотации - 20 мин. реагент серии БТФ подавался в процесс как дополнительный собиратель последовательно после БКК.
Переменные условия проведения опытов: рН среды в измельчении и на флотации, которая достигалась подачей на процесс фактической высокощелочной оборотной воды и оборотной воды, кондиционированной до кислых рН, расход собирателя, расход вспенивателя, соотношение расхода бутилового ксантогената калия (БКК) и расхода БТФ.
Схема флотации включала следующие операции: медную «головку», перечистку медной головки, основную флотацию, контрольную флотацию до отвальных хвостов. Подача собирателя (сочетания собирателей) проводилась в каждую операцию пофракционно.
Результаты и обсуждение
В процессе эксперимента при флотации конвертерного и отвального шлаков одного и того же предприятия получены тождественные зависимости извлечения меди и драгметаллов от режимов флотации. В статье представлены результаты, полученные при флотации конвертерного медного шлака.
При флотации только с БКК максимальное извлечение меди в концентрат 84,22% и минимальные потери с отвальными хвостами меди 15,78% достигаются при рН 6,5-6,8 в измельчении и рН 5,5-6,0 на флотации при расходе БКК 400 г/т (таблица). Снижение рН процесса увеличивает выход продуктов с «головы».
Анализ результатов сравнительных серий флотационных опытов с применением дополнительного собирателя БТФ на фактической оборотной воде при рН в измельчении 11,0-11,5, рН во флотации 12,0-12,5 выявил, что подача во флотационный процесс любой модификации дополнительного реагента БТФ из изучаемых, позволя-
Результаты замкнутых опытов с применением БКК и комбинации БКК с БТФ 1614 при различных рН процесса
№ оп Наименование Выход, % рС-, % р*-, г/т рАо, г/т 8С-, % е*-, % 8А=, % Условия
9 X Си конц-т 14,17 10,55 1,43 46,4 73,97 48,57 62,99 рН-11-12,512 БКК 400 г/т
Отв. хвост 85,83 0,61 0,25 4,0 26,03 51,43 37,01
Шлак исходный 100 2,01 0,42 11,5 100,0 100,0 100,0
10 X Си конц-т 19,14 9,02 1,15 40,2 84,22 54,18 72,38 рН-5,5-6,8 БКК 400 г/т
Отв. хвост 80,86 0,40 0,23 3,45 15,78 45,82 27,62
Шлак исходный 100 2,05 0,41 10,10 100,0 100,0 100,0
11 X Си конц-т 15,3 9,93, 1,32 44,8 79,02 48,82 64,11 рН-11-12,5 БКК:БТФ 3:1 300 г/т
Отв. хвост 84,7 0,48 0,25 4,53 18,04 51,18 35,89
Шлак исходный 100 1,92 0,41 10,69 100,0 100,0 100,0
12 X Си конц-т 18,01 9,65 1,38 42,9 85,13 60,25 72,92 рН-5,5-6,8 БКК:БТФ 3:1 200 г/т
Отв. хвост 81,99 0,37 0,2 3,53 14,86 39,75 27,08
Шлак исходный 100 2,04 0,41 10,59 100,0 100,0 100,0
ет значительно снизить общий расход собирателя. При этом увеличивается выход продукта с «головы» и выход общего концентрата. Наилучшие показатели получены с применением БТФ 1614. Оптимальное соотношение БКК и БТФ составило 3:1. При этом суммарный расход собирателя сократился на 100 г/т до 300 г/т (таблица).
Использование комбинации собирателей БКК и БТФ, при снижение рН процесса до 6,8-5,5, позволило получить прирост по извлечению меди на 0,91% при повышении качества концентрата по меди на 0,63%, при этом требуемый суммарный расход собирателя снизился на 50% до 200 г/т (таблица).
Выводы
Использование реагента серии БТФ в качестве дополнительного собирателя к ксантогенату бутиловому калия (БКК) при флотации шлака медной плавки в оборотной воде горнообогатительного предприятия позволяет повысить извлечение меди, золота, серебра в концентрат при снижении в
два раза суммарного расхода собирателя по сравнению с традиционно применяемым реагентным режимом.
В щелочной среде (рН более 11), прирост по извлечению меди в концентрат при ожидаемом снижении качества концентрата получен с применением реагентов БТФ: 1541, 163, 1624, 1614.
Наилучшие результаты получены при использовании реагента БТФ1614 в его соотношении БКК: БТФ = 3:1. В щелочной среде (рН более 11) прирост по извлечению в концентрат составил: меди 5,05%, золота 0,25%, серебра 1,12%. Содержание меди в отвальных хвостах снижено с 0,61% до 0,48%. При оптимальном рН флотационного процесса (рН менее 7 до 6,8-5,5 ), прирост по извлечению меди в концентрат относительно эксперимента с использованием только БКК составил 0,91%, вследствие активной флотации медьсодержащих сульфидных сростков с пиритом. Прирост извлечения в концентрат золота 6,07% и серебра 0,54%. Содержание меди в отвальных хвостах при этом снижено до 0,37%.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сабанова М.Н., Савин А.Г., Шадру-нова И.В., Орехова Н.Н. Типизация медных шлаков Уральского региона, практика и перспективы флотационной переработки на действующих обогатительных фабриках // Цветные металлы. - 2013. - № 8. - С. 14-19.
2. Сабанова М.Н., Шадрунова И.В., Орехова Н.Н., Горлова О.Е. Флотация медных шлаков в условиях замкнутого водооборота обогатительной фабрики // Цветные металлы. - 2014. - № 10 (862). - С. 16-24.
3. Газалеева Г.И., Орлов С.Л., Савин А.Г., Закирничный В.Н. Перспективные направления обогащения техногенных отходов // Экология и промышленность России. - 2013. - № 1. - С. 16-21.
4. Производство и применение флотационных реагентов ЗАО «Квадрат Плюс». Сборник. - Тольятти: ЗАО «Квадрат Плюс», 2012.
5. Рябой В.И. Особенности действия и применения флотационных реагентов собирателей производства ЗАО «Квадрат плюс». -http://www.kvadratplus.ru.
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_
Сабанова Маргарита Николаевна - начальник лаборатории Сибайского филиала ОАО «Учалинский ГОК», e-mail: [email protected].
UDC 669.054.82.622.765
APPLYING REAGENTS-COLLECTORS IN FLOTATION OF COPPER SLAG
Sabanova M.N., Head of Laboratory, e-mail: [email protected], Sibay Branch of OJSC «UGOK», Sibay, Russia.
The article presents the results of the study of the possibility of using additional enforcement-gatherers BTF series to increase the extraction of copper, gold, silber from refractory copper smelting slag. The results of open and closed laboratory flotation experiments are given, the influence of the pH of the pulp on extract metals is traced. The reasons of increase of copper recovery when applying BTF are analyzed, the optimal ratio of primary and secondary collector is determined.
Key words: industrial raw materials, copper, copper slag flotation, pyrite, recycled water, the pH of the process, collecting agents, dialkyldithiophosphates increase extraction.
REFERENCES
1. Sabanova M.N., Savin A.G., Shadrunova I.V., Orekhova N.N. Tsvetnye metally. 2013, no 8, pp. 14-19.
2. Sabanova M.N., Shadrunova I.V., Orekhova N.N., Gorlova O.E. Tsvetnye metally. 2014, no 10 (862), pp. 16-24.
3. Gazaleeva G.I., Orlov S.L., Savin A.G., Zakirnichnyi V.N. Ekologiya i promyshlennost' Rossii. 2013, no 1, pp. 16-21.
4. Proizvodstvo i primenenie flotatsionnykh reagentov ZAO «Kvadrat Plyus». Sbornik (The production and use of flotation reagents JSC» Square Plus. Collection), Tol'yatti, ZAO «Kvadrat Plyus», 2012.
5. Ryaboi V.I. Osobennosti deistviya i primeneniya flotatsionnykh reagentov sobiratelei proizvodstva ZAO «Kvadrat plyus» (Features and application of flotation reagents Planning a-lei manufactured by JSC «Square plus»), available at: http://www.kvadratplus.ru.
A
