CC BY
32
- © С.И. Саломатова, А.И. Матвеев, 2014
УДК 622.765
С.И. Саломатова, А.И. Матвеев
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО РАЗДЕЛЕНИЮ ТОНКОИЗМЕЛЬЧЕННЫХ РУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО СТЕПЕНИ ФЛОТОАКТИВНОСТИ*
Представлены результаты экспериментальных исследований флотационного разделения минералов с разной поверхностной активностью (флотоактивностью) по ряду сульфидных минералов (пирит-арсенопирит-антимонит, другие сульфиды). Ключевые слова: тонкоизмельченные геоматериалы, частицы, флотоактивность минералов, поверхность воды, вращающаяся жидкость, центробежная сила, концентрат, содержание.
При флотации в концентрат обычно переходят сульфидные минералы, а так же породообразующие минералы, где свыше 60% материала силикаты и алюмосиликаты. Породообразующие минералы попадают в концентрат в основном в виде шла-мистых частиц, а сульфиды - в силу одинаковой с золотом флотируемости. Для последующей перечистки концентратов от пустой породы иногда применяют комбинированный способ доводки, который сводится к дополнительной классификации материала на песковую и шламовую фракции и в получении в шламовой фракции отвальных хвостов [1].
Снижение доли сульфидных минералов во флотоконцентратах в цикле перечистки проводят в режиме депрессии некоторых из них. При обработке рядовых золотосодержащих руд, где основные сульфидные минералы представлены пиритом и арсенопиритом, процесс селективной флотации часто заключается в разделении именно этих минералов [2].
В ИГДС СО РАН изучен вещественный состав и проведены лабораторные исследования проб продуктов обогащения золото-сурьмяной руды богатых по содержанию полезных
компонентов. Проведена серия экспериментов по перечистке концентратов с использованием центробежных флотомашин конструкции ИГДС СО РАН [3-7].
В обычной ксантогенатовой флотации сурьма в форме минерала антимонита флотируется неудовлетворительно. Для активации флотации антимонита обычно используется азотнокислый свинец. Флотационные исследования коллективной флотации проведены на богатых по содержанию полезных компонентов пробах продуктов обогащения золото-сурьмяной руды, крупностью - 0,1 мм (с предварительным измельчением на шаровой мельнице). Использовался реагентный режим: ксантогенат калия - 150 г/т, азотнокислый свинец -300 г/т, сосновое масло. Повышенное содержание собирателя подается с учетом повышенного содержания сульфидных минералов. Схема флотации представлена на рисунке.
По результатам исследований установлено, сульфиды интенсивно флотируются. Извлечение серы составляет 97,43%. Мышьяк в составе арсе-нопирита флотируется с извлечением 95,22%, железо 81,69%. В качестве активатора сульфидных минералов в
* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 12-05-98514-р_восток_а).
концентрат хвосты концентрат 2
Схема флотации пробы
операции контрольной флотации используется азотнокислый свинец. При этом сурьма (антимонит) флотирует в режиме коллективной флотации сульфидов с извлечением от 55,08 до 72,42%, однако этот показатель недостаточен для получения концентратов с кондиционным содержанием сурьмы. Тем более в последующем проблему обогащения сурьмы необходимо рассматривать в контексте селективного разделения от других сульфидных минералов.
В целом коллективная флотация сурьмы с выделением практически всех сульфидных минералов характеризуется нестабильностью по показателям извлечения практически всех компонентов. В таблице приведены результаты по извлечению сурьмы, мышьяка, железа, серы по трем параллельным экспериментам.
Минералогический анализ и вещественный состав продуктов флотационного разделения проб
Минералогический анализ показывает, что мышьяк представлен арсено-пиритом, сурьма - антимонитом, железо в составе халькопирита, арсенопи-рита, пирита, а также в виде железа техногенного происхождения. Медь в основном в форме халько-пирита. Свинец представлен галенитом. Кобальт и никель в основном находятся в виде примесей, последний, в основном, содержится в пирите. Пирротина наблюдаются единичные зерна. Учитывая минералогическую идентификацию основных полезных и характерных компонентов (с учетом преимущественно простого однофазного минерального состава основных компонентов) была составлена матрица перерасчета элементного количественного состава
Показатели извлечения компонентов по трем параллельным экспериментам
Компоненты 1 эксперимент 2 эксперимент 3 эксперимент
Мышьяк 95,22 91,21 60,3
Сера 97,43 75,43 97,41
Железо 81,69 84,02 82,36
Сурьма 67,77 55,08 72,42
в количественный вещественный состав, где основные породообразующие элементы представлены в виде окислов, основные полезные компоненты -в виде сульфидных минералов. В результате такого расчета вещественного состава продуктов обогащения получается более точная оценка извлекае-мости полезных минералов (перерасчет на минеральную форму).
Проведен расчет извлечения минералов антимонита, арсенопирита, пирита, сфалерита и галенита по схеме селективной флотации (рисунок). Суммарное извлечение антимонита в концентраты составляет 91,41%, при этом 59,98% извлекается во второй концентрат (сурьмяная флотация). Арсенопи-рит селективно не разделяется, 97,9% извлекается в концентраты, при этом распределение арсенопирита между двумя концентратами практически равномерно. Пирит практически весь извлекается на стадии основной флотации (94,06%). Галенит не флотируется на основой стадии, извлекается на контрольной стадии только 1/3 часть, остальное уходит в хвосты. Сфалерит также не флотируется селективно, а перераспределяется равномерно по всем продуктам обогащения. Также инертно флотируется техногенное железо. Халькопирит в основном флотируется на основной стадии флотации (79,51%). Таким образом, не все сульфиды флотируются. Каждый сульфидный минерал по своему флотируется по выбранной схеме флотации.
Благодаря вещественному составу более подробно можно изучить по-
ведение разных компонентов по продуктам разделения, что очень важно для селекции минералов в последующих процессах перечистки.
В операции перечистки концентрат подвергается очистке от сульфидных минералов, в том числе от антимонита (сурьмы), перешедшего во флотационный концентрат основной флотации 15,73%, в результате перечистки в хвосты уходит 12,62%, а в концентрате остается 3,1% от балансового количества сурьмы участвующего в эксперименте.
В результате проведенных испытаний установлен наиболее оптимальный вариант флотации с перечисткой и контрольной флотацией хвостов при использовании реагентного режима: ксантогената калия - 100 г/т, соснового масла - 40 г/т на стадии основной флотации, добавление ксантогената калия (50 г/т) и азотнокислого свинца (300 г/т) для контрольной (сурьмяной) флотации. Перечистка осуществляется центробежной флотацией на поверхности вращающейся жидкости без добавления реагентов. Оптимальные условия селективной флотации антимонита достигаются в схеме контрольной флотации при дробной подаче ксан-тогената 50 г/т с добавлением азотнокислого свинца (300 г/т), при этом в концентрат извлекается 59,96% антимонита. Возможное увеличение селективного извлечения сурьмы (12,62% от балансового количества сурьмы) может быть достигнуто направлением хвостов перечистной флотации на контрольную флотацию.
1. Горбунова Т.Г., Фролов Ю.И. Исследование комбинированной технологии доводки флотационных золото- и серебро-содержащих концентратов / Разработка технологии обогащения рудных и россыпных месторождений: Сб. науч. тр. - Магадан: ВНИИ-1, 1985. - С. 3-9.
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Лодейщиков В. В. Извлечение золота из упорных руд и концентратов. - М.: Недра, 1968. - 201 с.
3. Матвеев А.И., Саломатова С. И., Яковлев В.Б., Монастырев А.М., Еремеева Н.Г., Слепцова Е.С. Патент № 2183998 РФ, 7В03Д 1/02 1/24. Способ флотации и
центробежная флотационная машина; заявитель и патентообладатель ИГДС; заявл. 25.05.2000; опубл. 27.06.2002 // Изобретения. Полезные модели. - 2002. -№ 18. - ч. 2. - С. 170.
4. Матвеев А.И., Саломатова С.И. Флотация золота на поверхности вращающейся жидкости / отв. ред. В.Е. Филиппов, Сиб. отд-ние РАН, Ин-т горн. Дела Севера им. Н.В. Черского. - Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2008. -141 с.
5. Саломатова С.И., Матвеев А.И. Патент № 2460586 Российская Федерация. МПК В03Ш/24. Центробежная флотационная машина; заявитель и патентообладатель Институт горного дела Севера им. Н.В.Черского Сибирского отделения РАН. -2010127600/03; заявл. 2.07.2010.; опубл. 10 09.2012, Бюл. № 25. - 3 с.: 1 ил.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
6. Саломатова С.И. Исследование закономерностей флотационного разделения минералов на поверхности вращающей жидкости / Геомеханические и геотехнологические проблемы эффективного освоения месторождений твердых полезных ископаемых северных и северо-восточных регионов России: труды Всероссийской научно-практической конференции, посвящ. памяти чл.-кор. РАН Новопашина М.Д., г. Якутск, 14-15 сент. 2011. - Якутск: Изд-во Ин-та мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, 2011. - С. 186-189.
7. Саломатова С.И., Матвеев А.И. Разделение тонкодисперсных минеральных частиц методом флотации на поверхности вращающейся жидкости // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2012. - № 10. -С. 238-242. ЕШ
Саломатова Светлана Ивановна - кандидат технических наук, ученый секретарь, e-mail: [email protected],
Матвеев Андрей Иннокентьевич - доктор технических наук, зав. лабораторией, Институт горного дела Севера им. Н.В.Черского СО РАН.
UDC 622.765
THE RESULTS OF EXPERIMENTAL RESEARCHES ON THE SEPARATION OF THE FINELY DIVIDED ORE MATERIALS BY THE DEGREE OF FLOTATION EXPOSE
Salomatova S.I., Candidate of Technical Sciences, Scientific Secretary, e-mail: [email protected], Matveev A.I., Doctor of Technical Sciences, Head of Laboratory,
N.V. Chersky Institute of Mining of the North, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences.
The results of experimental researches of the flotation separation of minerals with different surface activity (flotation response) by a range of sulfide minerals (pyrite-arsenopyrite-antimonite, other sulfides) are represented.
Key words: finely divided geomaterials, particles, flotation response of minerals, water surface, rotating liquid, centrifugal force, concentrate, content.
REFERENCES
1. Gorbunova T.G., Frolov Yu.l. Razrabotka tekhnologii obogashcheniya rudnykh i rossypnykh mestorozh-denii: Sbornik nauchnykh trudov (Exploitation of enrichment technology of ore and placer deposits: collection of scientific papers), Magadan, VNll-1, 1985, pp. 3-9.
2. Lodeishchikov V.V. Izvlechenie zolota iz upornykh rud i kontsentratov (Gold recovery from refractory ores and concentrates), Moscow, Nedra, 1968, 201 p.
3. Matveev A.I., Salomatova S.I., Yakovlev V.B., Monastyrev A.M., Eremeeva N.G., Sleptsova E.S. Patent RU2183998 7V03D 1/02 1/24, 27.06.2002.
4. Matveev A.I., Salomatova S.l. Flotatsiya zolota na poverkhnosti vrashchayushcheisya zhidkosti, otv. red. V.E. Filippov (Flotation of gold on the surface of a rotating liquid, Filippov V.E. (Ed.)), Yakutsk: Izd-vo YaNTs SO RAN, 2008, 141 p.
5. Salomatova S.l., Matveev A.l. Patent RU2460586 MPK B03D1/24, 10 09.2012.
6. Salomatova S.l. Geomekhanicheskie i geotekhnologicheskie problemy effektivnogo osvoeniya mestorozh-denii tverdykh poleznykh iskopaemykh severnykh i severo vostochnykh regionov Rossii: trudy Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashch. pamyati chl.-kor. RAN Novopashina M.D., Yakutsk, 1415 sent. 2011 (Geomechanical and geotechnological problems of the effective exploitation of solid mineral products of the northern and north-eastern regions of Russia: the proceedings of the Russian theoretical and practical conference, dedicated to the memory of RAS corporator Novopashina M.D., Yakutsk, 14-15 Sept. 2011), Yakutsk: lzd-vo ln-ta merzlotovedeniya im. P.l. Mel'nikova SO RAN, 2011, pp. 186-189.
7. Salomatova S.l., Matveev A.l. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten', 2012, no 10, pp. 238-242.
