CC BY
72
DOI: 10.25702/KSC.2307-5228.2019.11.4.34-39 УДК 622.7
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ
К ПЕРЕРАБОТКЕ ОЛОВОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ С. А. Корчевенков, С. И. Герасименко
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет», г. Санкт-Петербург
Аннотация
Работа посвящена исследованию доводки объединенного гравитационного оловянного концентрата Солнечной обогатительной фабрики до требований, удовлетворяющих марке КО-1, ГОСТ 22221-76 и выше.
Для достижения заданных показателей проведены опыты флотационного обогащения с получением сульфидного концентрата, шеелитового и камерного продуктов, являющихся касситеритовым концентратом. Проведены эксперименты по высокоинтенсивной магнитной сепарации на камерном продукте. Максимально удалены вредные примеси, получен оловянный концентрат качеством выше ГОСТ 22221-76. Ключевые слова:
касситерит, олово, шеелит, железо, флотация, сепарация, вольфрамит. MODERN APPROACHES TO THE PROCESSING OF TIN-CONTAINING RAW MATERIALS
Stepan A. Korchevenkov, Sergei I. Gerasimenko
Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg
Abstract
The work is devoted to the study of refining the combined gravitational tin concentrate of a Solar concentrator to the requirements that meet the KO-1 mark, GOST 22221-76 and higher. Flotation enrichment experiments were performed to achieve the set parameters with the production of sulfide concentrate, scheelite and chamber products that are cassiterite concentrate. Experiments on high-intensity magnetic separation on a chamber product were performed. Harmful impurities were removed as much as possible, and tin concentrate was obtained with a quality higher than GOST 22221-76.
Keywords:
cassiterite, tin, scheelite, iron, flotation, separation, wolframite.
Введение
Промышленное значение олова — получение белой жести (луженое железо), используемой при изготовлении тары для пищевых продуктов, в припоях для электроники, а также в качестве нетоксичной присадки в металлургии [1]. Основным минералом-концентратором олова является касситерит — тяжелый минерал, с удельным весом около 7 г/см3, с содержанием олова в нем — 78,62 %. Оловянные руды можно обогащать по такой же схеме, что и вольфрамовые. Основными методами обогащения являются гравитационные. Больше всего потерь при гравитационном обогащении приходится на шламы [2]. Если же минералом-концентратором олова являются сульфиды, то оно извлекается при флотации вместе с другими сульфидами, преимущественно в свинцовый концентрат.
Касситеритовые концентраты высшей марки КО-1, ГОСТ № 22221-76 получить путем только гравитационного обогащения не представляется возможным из-за высоких требований по минимальному содержанию примесей, таких как трехокись вольфрама, сера, мышьяк и железо. В большинстве промышленных месторождений касситерита представлены минералы «спутники» касситерита: шеелит — как источник «вредного» компонента вольфрама; арсенопирит — мышьяк, железо, сера; станнин, хоть и являющийся вторым по распространенности минералом олова, тоже несет в себе медь, железо и серу.
Целью данного исследования является разработка комбинированной флотационно-магнитной схемы обогащения для доводки оловянного гравитационного концентрата, чтобы повысить его качество.
Материал и методика исследований
Объектом исследования в данной работе являлся гравитационный оловянный концентрат Солнечной обогатительной фабрики.
Минералогический состав (рис. 1) представлен в основном касситеритом — 69,7 %. Вольфрам представлен двумя минералами — шеелитом и вольфрамитом, до 15 %. Из сульфидных минералов присутствует, арсенопирит и пирит — 1,5 и 1,1 % соответственно. Остальное — обломочные породы, магнетит, кварц, турмалин.
70%
Рис. 1. Минералогический состав оловянного концентрата Fig. 1. Mineral distribution of tin concentrate
На диаграмме (рис. 2) приведено распределение вольфрама по классам крупности. Доизмельчение концентрата необходимо, так как полученный продукт отличается существенной долей сростков (рис. 3).
<и =
Я
а
Н а <и ч о U
Класс крупности, мм
Рис. 2. Содержание WO3 по классам крупности Fig. 2. Grade WO3 distribution by size fraction
Рис. 3. Сросток касситерита с кварцем Fig. 3. Cassiterite and silica aggregate
Результаты и их обсуждение
Исходная навеска измельчалась до крупности 85 % класса -0,074 мм, что обусловлено полным раскрытием касситерита и вольфрамовых минералов (рис. 4).
—х
а
и п о U
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
^ <Р ^ ^
> .О- cnV JÄ- CNV
£ JP" J* ^ J? ^
ъУ Л> <$> J& ^
Свободные зерна Сростки
Классы, мм
Рис. 4. Степень раскрытия сростков Fig. 4. Cassiterite liberation by size
Флотация проводилась при pH, равном 10,5. Чтобы извлечь сульфидные минералы (снижение содержания железа и мышьяка), была проведена сульфидная флотация. Собирателем в данной стадии являлся бутиловый ксантогенат калия, депрессором — жидкое стекло. Регулятор среды — сода [3]. Схема экспериментов представлена на рис. 5.
Результаты сравнения разных расходов бутилового ксантогената калия представлены ниже (рис. 6). Из данной диаграммы видно, что при расходе 100 г/т показатели наиболее оптимальны.
Сульфидная флотация
Рис. 5. Схема проведения флотации сульфидных минералов Fig. 5. Flowsheet of sulfide flotation
о4 «
100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00
Расход собирателя, г/т
Рис. 6. Сравнение расходов собирателя сульфидной флотации Fig. 6. Comparing of collector consumption in sulfide flotation
Шеелитовая флотация
Камерный продукт сульфидной флотации поступает на шеелитовую флотацию (рис. 7).
На основании проведенного обзора для флотации шеелита были выбраны два собирателя: олеат натрия и эмульсия ДТМ с керосином в соотношении 3:1, для них определена дробная подача [4-8].
На рис. 8 представлены диаграммы процесса извлечения триокиси вольфрама и оксида олова в пенный и камерный продукт в зависимости от используемого при этом собирателя. Выбор был сделан в пользу эмульсии, так как ею проявлены более селективные собирательные свойства по отношению к шеелиту. Депрессор касситерита — желтый декстрин. Была использована дробная подача реагентов. Данный вид подачи показал наилучшие результаты, получены три флотационных концентрата; результаты представлены в табл. 1.
Камерный продукт сульфидной флотации
Кассеритовый концентрат
А к
Шеелитовый концентрат
Рис. 7. Схема проведения флотации шеелита Fig. 7. Flowsheet of flotation test
Извлечение при использовании олеата натрия, %
100,00
50,00
0,00
SnO2 WO3
пенный
камерный продукт продукт
Извлечение при использовании эмульсии, %
100,00 75,00 50,00 25,00 0,00
Пенный продукт
Камерный продукт
SnO2 WO3
Рис. 8. Результаты экспериментов по исследованию процесса флотации шеелита Fig. 8. Experimental results of scheelite flotation
Таблица 1 Table 1
Результаты флотации сульфидного и шеелитового циклов Results of flotation of sulfide and scheelite cycles
Концентрат Concentrate Y, % Содержание, % Content, % Извлечение, % Extraction, %
WO3 SnO2 Fe2O3 AS2O3 WO3 SnO2 Fe2O3 AS2O3
Сульфидный Sulfide 6,84 4,30 15,00 27,86 18,80 3,73 1,48 16,61 81,41
Шеелитовый Scheelite 13,37 43,89 23,31 15,82 1,60 74,38 4,51 18,43 13,54
Касситеритовый Cassiterite 79,79 2,16 81,39 9,34 0,10 21,88 94,00 64,96 5,05
Исходное Initial 100,00 7,89 69,08 11,47 1,58 100,00 100,00 100,00 100,00
Полученные данные по химическому составу касситеритового концентрата удовлетворяют требованиям марки КО-2, ГОСТ № 22221-76.
Высокоградиетная сепарация
Для доизвлечения из камерного продукта оксидов железа и вольфрама проведена мокрая высокоинтенсивная магнитная сепарация на лабораторном сепараторе Slon 100 при индукции поля 0,7 Тл, пульсациях воды 250 мин1, расходе воды 10 л/мин; матрица 6 мм. Полученные результаты сепарации приведены в табл. 2.
Таблица 2 Table 2
Результаты магнитной сепарации Results of magnetic separation
Продукт Product Y, %* Содержание, % Content, % Извлечение, % Extraction, %
WO3 SnO2 Fe2O3 AS2O3 WO3 SnO2 Fe2O3 AS2O3
Немагнитный Non-magnetic 62,01 0,70 95,80 1,75 0,07 4,38 68,61 7,55 2,19
Магнитный продукт Magnetic product 37,99 4,55 58,00 21,70 0,15 17,49 25,45 57,32 2,78
Исходное Initial 100,00 2,53 74,15 11,31 0,10 21,87 94,06 64,87 4,97
* Относительно полученного касситеритового концентрата. Заключение
Установлена возможность получения касситеритового концентрата высокого качества — выше требований ГОСТ № 22221-76 — по схеме с предварительной сульфидной флотацией, последующей шеелитовой флотацией и магнитной сепарацией камерного продукта. Немагнитный продукт по качеству превышает требования к касситеритовому концентрату марки КО-1 при содержании оксида олова 95,8 % (74,4 % Sn) и извлечении 68,6 %. Концентрации примесей в виде оксида железа, вольфрама и мышьяка составляют 1,75, 0,70 и 0,07 % соответственно.
Подобранные реагентные режимы и параметры флотации позволяют также получить вольфрамовый концентрат с содержанием 43,9 % WOз.
Комбинация мокрой высокоинтенсивной магнитной сепарации и флотации позволяет технологически эффективно доводить получаемый на фабрике гравитационный оловянный концентрат при малом количестве стадий до высоких содержаний олова, а также минимизировать примеси, что приводит к значительному увеличению стоимости такого концентрата.
ЛИТЕРАТУРА
1. Медведев А., Шкундина С. Иммерсионное олово. Прошлое и будущее // Технологии в электронной промышленности.
2010. №. 3. С. 22-27. 2. Берт Р. О. Технология гравитационного обогащения. М.: Недра, 1990. 572 с. 3. Справочник по обогащению руд: основные процессы / под ред. О. С. Богданова. М.: Недра, 1983. 381 с. 4. Шепета Е. Д., Игнаткина В. А., Саматова Л. А. Повышение контрастности свойств кальцийсодержащих минералов при флотации шеелит-карбонатных руд // Обогащение руд. 2017. №. 3. С. 41-48. 5. Теория и технология флотации руд / О. С. Богданов [и др.]. М.: Недра, 1990. 363 с. 6. Минералого-технологические особенности руд шеелитового месторождения Скрытого и перспективы их обогащения (Приморский край) / Л. А. Саматова [и др.]// Тихоокеанская геология. 2011. Т. 30, № 6. С. 83-95. 7. Саматова Л. А., Шепета Е. Д., Киенко Л. А. Кинетика флотации кальциевых минералов при обогащении комплексных шеелитовых руд // Новые технологии обогащения и комплексной переработки труднообогатимого природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения — 2011).
2011. С. 505-509. 8. Саматова Л. А., Шепета Е. Д. Перспективы применения олеил-саркозинатов в собирательных смесях при флотации бедных шеелитовых руд // Современные методы технологической минералогии в процессах комплексной и глубокой переработки минерального сырья (Плаксинские чтения — 2012). 2012. С. 220-223.
Сведения об авторах
Корчевенков Степан Алексеевич — кандидат технических наук, доцент кафедры обогащения полезных ископаемых Санкт-Петербургского горного университета E-mail: stepan_korcheven@mail.ru
Герасименко Сергей Иванович — студент Санкт-Петербургского горного университета E-mail: gerasimenkosergei777@gmail.com
Author affiliation
Stepan A. Korchevenkov — PhD (Engineering), Associate Professor of the Department of Mineral Processing of the Saint Petersburg Mining University E-mail: stepan_korcheven@mail.ru
Sergey I. Gerasimenko — Student of the Saint Petersburg Mining University E-mail: gerasimenkosergei777@gmail.com
Библиографическое описание статьи
Корчевенков, С. А. Современные подходы к переработке оловосодержащего сырья / С. А. Корчевенков, С. И. Герасименко // Вестник Кольского научного центра РАН. — 2019. — № 4 (11). — С. 34-39.
Reference
Korchevenkov Stepan A., Gerasimenko Sergey I. Modern Approaches to the Processing of Tin-Containing Raw Materials. Herald of the Kola Science Centre of RAS, 2019, vol. 4 (11), рp. 34-39. (In Russ.).
