CC BY
498
Р.Д. Купеева
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД
Проведен комплекс исследований по изучению потерь ценных компонентов при обогащении свинцово-цинковых руд и выявлению основных причин потерь металлов по технологической цепочке.
Ключевые слова: свинцово-цинковые руды, технологии флотации, отвальные хвосты, утилизация лежалых отвалов.
а последние годы в технологию обогащения свинцовоцинковых руд внедрены различные способы и схемы, позволяющие улучшить показатели и комплексность использования сырья.
Однако имеющиеся резервы еще не полностью использованы. Одним из основных резервов комплексного использования минерального сырья и роста технологических показателей флотационной технологии является применение интенсивных методов пуль-поподготовки путем активации окисленных форм минералов цветных металлов, стабилизации процессов измельчения и классификации (снижение переизмельчения и загрубление помола), внедрения современных методов контроля и автоматизации, глубокого обеднения хвостов флотации.
В создании рациональных технологий флотации значительная роль отводится теоретическим исследованиям по изучению вещественного состава руд и продуктов обогащения.
Возможность повышения эффективности обогащения свинцово-цинковых руд, перерабатываемых на Мизурской обогатительной фабрике изучалась с учетом изложенных выше направлений. Мизурская фабрика работает в условиях резкого спада горнообогатительного производства Садонского рудоуправления, входящего в состав ОАО «Электроцинк». Поэтому проблема повышения эффективности обогащения руд на фабрике приобрела особую остроту.
С целью изучения вопросов, связанных с решением этой проблемы проведен комплекс исследований по изучению потерь ценных компонентов при обогащении данных руд и выявлению
основных причин потерь металлов по технологической цепочке. В результате исследований вещественного состава текущих хвостов обогащения, складируемых в хвостохранилище отвалов, изучения технологических режимов обогащения и анализа данных минерального состава руд установлено, что основными причинами потерь свинца и цинка являются несовершенство реагентного режима и нарушение режимов измельчения и классификации. Несмотря на то, что данные руды считаются легко-обогатимыми, т.к. основные металлы в них представлены сульфидами, однако они содержат окисленные минералы свинца к цинка, требующие в отличие от сульфидов специальной реа-гентной подготовки перед флотацией, которая не предусмотрена режимной картой фабрики.
В результате анализа минералогического состава свинцовоцинковых руд различных месторождений установлено, что содержание окисленных минералов в рудах изменяется в широком диапазоне не только в зависимости от месторождений, но и в пределах одного месторождения.
Так, в рудах Архонского месторождения, общее содержание свинца изменяется в интервале 0,5-2,08 %, при этом содержание сульфида свинца колеблется от 0,54 % до "следов", а содержание окисленных форм свинца (церуссит, англезит, плюмбоярозит) - в пределах 0,43-1,44 %. Соотношения сульфидных и окисленных форм цинка в этой же руде более благоприятны для эффективного их извлечения. При суммарном содержании цинка в руде от 1,24 до 4,24 %, содержание сфалерита изменяется в пределах 1,24-3,66 %, а окисленных форм (смитсонит, госларит) - 0,52-0,18 %.
Результаты минералогического анализа отвальных хвостов свидетельствует о том, что более 5-7 % свинца и цинка теряются с окислами (главным образом окислами свинца), что объясняется несоответствием действующего реагентного режима минеральному составу перерабатываемых руд.
Результаты гранулометрического анализа текущих и лежалых хвостов обогащения, химический анализ всех классов крупности и распределение металлов по классам показали, что потери металлов в значительной степени связаны также со шламами и сростками минералов между собой и с минералами пустой породы (крупнозернистые фракции). Эти потери металлов обусловлены нарушениями режимов измельчения и классификации.
Вещественный состав лежалых хвостов значительно отличается от состава текущих по выходу различных фракций, содержанию и распределению в них свинца и цинка.
Изменения гранулометрического и химического состава лежалых хвостов происходят под воздействием различных окислительно-восстановительных процессов (окисление поверхности минералов, выщелачивание металлов и т.д.), происходящих при длительном хранении их в хвостохранилище в контакте с жидкой фазой. Поэтому утилизация лежалых хвостов по сравнению с текущими усложняется и для разработки технологии утилизации необходимо учитывать изменения технологических свойств минералов.
С учетом того, что свинцово-цинковые руды являются комплексными, так как с основными рудными минералами ассоциирована значительная часть ценных спутников цветных, редких благородных металлов (золото, серебро, кадмий, индий и другие) проблема доизвлечения свинца и цинка из исходной руды, текущих и лежалых хвостов приобретает особую значимость.
С целью снижения потерь металлов, обусловленных несовершенством реагентного режима, проведены лабораторные исследования по корректировке его путем подачи в голову основной свинцовой флотации сернистого натрия, активатора окисленных минералов, при различных расходах.
Так как сернистый натрий в зависимости от его концентраций в пульпе проявляет депрессирующие свойства, изменяет рН и окислительно-восстановительный потенциал жидкой фазы пульпы, то необходим тщательный контроль его концентраций в пульпе. Исследованиями, проведенными ранее автором, показано, что параметром, контролирующим незначительные изменения концентраций сернистого натрия в пульпе, является окислительновосстановительный потенциал (ОВП). О тесной связи ОВП и концентрации сернистого натрия в пульпе свидетельствует коэффициент корреляции между ними, который равен 0,72. Значения корреляционных отношений между рН и ОВП, концентрацией сернистого натрия и рН соответственно равны 0,72 и 0,65.
Учитывая взаимосвязь между концентрацией сернистого натрия, рН и ОВП жидкой фазы пульпы и их влияние на флотацию свинцовых минералов, указанные параметры контролировались системой, состоящей из стеклянного, платинового и хлорсеребря-ного электродов.
Технологический режим свинцовой флотации отличался от промышленного только подачей сернистого натрия при изменении его расхода в интервале 30-120 г/т.
В результате лабораторных исследований установлен оптимальный расход сернистого натрия, равный 96 г/т руды, которому соответствуют рН пульпы 9,2 и окислительно-восстановительный потенциал равный - 115.
В этих условиях потери свинца с отвальными хвостами снижены на 3,2 %, содержание свинца в свинцовом концентрате увеличилось на 0,9 %, при снижении содержания в нем железа с 9,6 до 6,75 %.
При оптимизации процесса флотации по концентрации сернистого натрия в пульпе, окислительно-восстановительному потенциалу, и рН пульпы, критерием эффективности процесса в первом приближении может быть величина окислительновосстановительного потенциала.
При управлении процессом необходим автоматический контроль следующих параметров:
1) объемного расхода пульпы;
2) концентрации сернистого натрия;
3) окислительно-восстановительного потенциала;
4) рН пульпы;
5) содержания свинца в свинцовом концентрате и хвостах.
Для автоматического управления процессом датчики входных
параметров необходимо подключать на вход управляющего устройства. Значения окислительно-восстановительного потенциала подаются на регулятор, который сравнивая их с истинными значениями окислительно-восстановительного потенциала воздействует на питатель в нужном направлении.
При отсутствии условий, необходимых для осуществления принципов регулирования процесса по концентрации сернистого натрия, значению окислительно-восстановительного потенциала и рН пульпы, на промышленном процессе контроль и автоматическое управление процессом может осуществляться системой регулирования расхода сернистого натрия в зависимости от расхода пульпы (расхода твердого), так как регулирование отдельных управляющих воздействий в зависимости от изменения основных независимых возмущений также решает задачу частичной автоматизации и может быть достаточно эффективным на данном этапе.
Такая система автоматического регулирования состоит из индикатора расхода твердого (расходомера); вторичного прибора, регистрирующего сигнал пропорциональный количеству твердого; регулятора, управляющего работой питателя, дозирующего сернистый натрий в процессе; вторичного прибора, связанного с датчиком питателя и регистрирующего расход сернистого натрия и направляющего в регулятор сигнал обратной связи.
При изучении возможности использования складируемых в хвостохранилище отвальных хвостов обогащения ставилась задача не только доизвлечения из этого техногенного сырья ценных компонентов, но и использование их в других отрослях промышленности.
Поэтому основной принцип при разработке схемы утилизации лежалых отвалов - получение наряду с дополнительной продукцией, повышающей технико-экономические показатели обогащения, продукта, отвечающего техническим условиям сырья, используемого в других отраслях промышленности, что сократит потери ценных компонентов и объемы хвостовых отвалов хвостохранили-ща и тем самым значительно снизит негативное влияние хвосто-хранилища на окружающую среду. ШИЗ
Kupeeva R.D.
THE CURRENT STATE AND PERSPECTIVES OF PROCESSING OF LEAD-ZINC ORES
A complex of studies on losses ofprecious components during preparation of lead-zinc ores and definition of main causes of metal losses on each stage is carried out.
Key words: lead-zinc ores, flotation technologies, waste tailings, salvage of aged disposals.
— Коротко об авторе ----------------------------------------------
Купеева Р.Д. - Северо-Кавказский горно-металлургический институт (ГТУ)), skgtu@skgtu.ru
