Способ обогащения металлических полезных ископаемых

 

Изобретение относится к области обогащения руд самородных элементов и природных сплавов - золота, серебра, меди, металлов платиновой группы и других видов полезных минералов, обладающих высокой пластичностью (ковкостью). Способ содержит многоэтапное дробление, измельчение и грохочение горной породы на несколько относительно однородных по крупности продуктов. Наиболее крупную фракцию измельчают ударом и обогощают грохочением до тех пор, пока на просеивающей поверхности останется концентрат вязких (ковких) полезных материалов, а хрупкие, вскрытые при ударе минерала, отойдут в подрешетную фракцию. Операции измельчения и грохочения проводят со следующей более мелкой фракцией до фракции 0,08 или 0,074 мм включительно. Способ позволяет получать концентраты с содержанием полезного компонента, близким к 99 %, за счет укрупнения ковких частиц, является экологически чистым, удешевляет обогащение.

Изобретение относится к области обогащения руд самородных элементов и природных сплавов - золота, серебра, меди, металлов платиновой группы и других видов полезных минералов, обладающих высокой пластичностью (ковкостью).

Применительно к рудам самородных элементов и сплавов во всех технологических схемах обогащения такие операции, как дезинтегрирование, грохочение, дробление, измельчение и классификация по крупности куска являются подготовительными, обеспечивающими последующие основные и дорогостоящие процессы обогащения полезного ископаемого - гравитационные, флотационные, химические, электрические (Горное дело. Терминологический справочник. М., Недра 1990, 694 с.).

Основные недостатки технологических схем и циклов в целом: 1) переизмельчение полезного компонента и усложнение операций по его извлечению; 2) получение коллективного концентрата и необходимость дополнительных операций по его разделению; 3) неизбежность экологически опасных операций и применения комплекса очистных сооружений; 4) во всех флотационных и химических методах обогащения - высокий расход воды, масел, реагентов.

Наиболее близким к изобретению является способ, основанный на использовании разной скорости измельчения компонентов рудного сырья, что приводит к накоплению части свободного золота и золотоносного пирита в циркулирующей нагрузке мельниц на 2-й и 3-й стадиях измельчения и в последующем позволяет произвести гравитационный вывод этой части золота и золотоносного пирита из цикла измельчения в отдельный концентрат (Некрасов Б.Д., Сулина Ю.П., Назарова Е. П. и др. Использование особенностей минералогического состава колчеданной медно-цинковой руды для совершенствования схемы ее обогащения, - В кн. : Вещественный состав и обогатимость минерального сырья. М., Наука, 1978, с. 223 - 225).

Недостатками такого способа являются: нерегулируемость процесса, необходимость применения, после двух - трех стадий измельчения, гравитационного метода обогащения с дальнейшим извлечением золота амальгамацией, цианированием, флотацией.

Цель изобретения - повышение эффективности, экологической безопасности и уменьшение обогащения руд самородных металлов и сплавов и других минералов путем резкого сокращения количества стадий и операций в цикле обогащения и применения такой последовательности измельчения и грохочения, которая позволяет обогащать продукт в ходе просеивания.

Сущность изобретения заключается в том, что горную породу дробят, измельчают, классифицируют на несколько относительно однородных по крупности продуктов; наиболее крупную фракцию измельчают ударом и обогащают грохочением, повторяя измельчение и грохочение до тех пор, пока на просеивающей поверхности остается концентрат вязких (ковких) полезных минералов, а хрупкие нерудные и вновь вскрытые при ударе рудные минералы малых размеров отойдут в подрешетную фракцию; те же операции измельчения и грохочения (обогащения) проводят со следующей, более мелкой фракцией, и так до фракции +0,08 (или +0,074) мм включительно.

Изобретение основано на использовании природных различий в вязкости (хрупкости) полезных минералов, с одной стороны, и минералов, которые не представляют непосредственной практической ценности в заданных условиях - с другой стороны. К числу типичных широко распространенных нерудных хрупких минералов относится большинство породообразующих силикатов - кварц, полевой шпат, амфиболы, пироксены, оливины, почти все сульфиды, сульфосоли, арсениды, оксиды, гидроксиды, карбонаты, сульфаты. Эти минералы при механическом ударном воздействии разрушаются при определенной степени разрушения проходят через сито с заданным диаметром отверстия. В отличие от них, частицы самородных металлов, сплавов и некоторые сульфиды, обладающие высоким значением величины вязкости (пластичностью) при воздействии ударной нагрузки изменяют свою форму (деформируются) без разрыва сплошности; численная характеристика формы куска изменяется в сторону увеличения длины Д и ширины Ш (следовательно, площади сечения) и уменьшения толщины Е. При этом деформированный кусок, в силу увеличения двух параметров, не только не проходит сквозь ячейку сита заданного класса, но и может перейти в более крупный класс.

Благодаря этим различиям в дробимости минералов, полезные компоненты могут быть укрупнены в ходе дробления и измельчения и обогащены при грохочении измельченной горной породы.

В предлагаемом способе горную породу, содержащую самородные минералы, подвергают подготовительному дроблению, измельчению и ситовой классификации с дробностью фракций, зависящей от диапазона размеров полезных частиц в руде. Подготовительное дробление и измельчение производят до максимального размера куска, равного максимальному размеру частиц полезного минерала, содержащегося в руде данного месторождения. Все дальнейшие операции относятся к основным методам обогащения полезного ископаемого: наиболее крупную фракцию подвергают доизмельчению и сбрасывают на ситовой классификатор; полученную надрешетную фракцию вновь измельчают и сбрасывают на тот же классификатор; операции повторяют до получения на просеивающей поверхности первого (сверху) сита вязких (раскованных) полезных минералов или концентрата, содержащего заданное количество полезного минерала; разрушенные при доизмельчении хрупкие нерудные минералы и вскрытые частицы рудного минерала малых размеров уходят в подрешетную фракцию и распределяются по соответствующим гранулометрическим классам. Для обогащения следующей, более мелкой фракции уменьшают зазор измельчающего устройства или используют вторую машину с заранее установленной меньшей величиной зазора; производят доизмельчение и грохочение этой фракции до тех пор, пока на просеивающей поверхности первого (сверху) и второго сита останутся раскованные полезные минералы; таким же образом производят обогащение (доизмельчение и грохочение) третьей, четвертой и всех последующих фракций, вплоть до фракции +0,08 мм включительно.

Применение данного способа в варианте сухого измельчения и грохочения возможно до фракции, включая +0,08 мм; более мелкие фракции обогащают в пневмоциклонах или в замкнутом цикле "пневмоциклон - дробилка - грохот с ситами 0,08 и 0,04 мм".

Пример 1. Проба золото-кварцевой руды жильного месторождения Дукат весом 10 кг с содержанием свободного золота 560 г/т раздроблена на щековой дробилке до -30 мм, измельчена на молотковой дробилке до -3 мм, разделена ситовым классификатором на 6 фракций.

Фракция -3+2 мм измельчена в одну стадию в конусной дробилке марки КИД и пропущена через тот же ситовой классификатор; на сите с диаметром отверстия 2 мм уловлены самородки золота и его сростки с кварцем и галенитом (10 мас.% от всего золота, извлеченного во всем цикле обогащения данной пробы).

Фракций -2+1 мм измельчена в одну стадию в той же конусной дробилке и спущена в классификатор. На сите с d 1 мм уловлены слабо деформированные частицы золота и, кроме того, на сите с d 2 мм - расплющенные самородки (всего 20 мас. %). После уменьшения зазора конуса, фракции -1+0,2 мм измельчена в три стадии до получения чистого концентрата золота на сите с d 0,2 мм (60%) м, кроме того, на сите с d 1 мм уловлены расплющенные частицы золота (5%). После уменьшения зазора конуса, фракция -0,2+0,08 мм измельчена в 4 стадии с получением на сите с d 0,08 мм 2% золота. После уменьшения зазора конуса до минимального, фракция -0,08+0,04 измельчена в 3 стадии с получением на сите с d 0,04 мм 1% золота. После дешламации фракции -0,04 дважды измельчена на конусной дробилке; на сите с d 0,08 мм получено 0,5% золота, на сите 0,04 мм - 0,6% золота. Дешламированная подрешетная фракция содержала коллективный концентрат из сульфидов и золота (0,2% золота от всей массы его в пробе).

Таким образом, 95% всей массы золота уловлено в операциях дроблени-грохоченния во фракциях -2+0,2 мм, 5% - в остальных фракциях.

Пример 2. Кварц-карбонат-медная жильная руда из Кондопожского месторождения базальта весом 10 кг раздроблена на щековой дробилке до -30 мм, разделена ситовым классификатором на 6 фракций. Фракция -30+3 мм измельчена в одну стадию в конусной дробилке марки КИД и спущена в тот же классификатор. На сите с d 3 мм получен 91% самородной меди (от общей извлеченной массы), в том числе расплющенные самородки длиной до 4,5 см. После додрабливания и грохочения фракции -3+1,25 мм, на сите с d 1,25 мм сконцентрировалось 2,5% самородной меди. Кроме того, 2,72% меди задержались на сите с d 3 мм. После додрабливания и грохочения фракции -1,25+0,2 мм вследствие расплющивания и укрупнения части зерен самородной меди на сито с d 1,25 мм перешло 2,13% меди, на сите с d 0,2 осталось 0,4% меди. В последующих операциях осталось на сите с d 0,08 мм 0,15% меди, на сито c d 0,2 мм перешло 0,5% меди; на сите с d 0,04 мм осталось 0,7% меди, на сито 0,08 мм перешло 0,18% меди. В подрешетную фракцию -0,04 мм ушло 0,12% меди при содержании ее в данном продукте 0,025%. После дешламации и двукратного додрабливания, на сите 0,04 мм осталось 0,07% меди, в дешламированном подрешетном концентрате 0,12% меди.

Таким образом, общее извлечение в коллективный продукт +0,08 мм составило 99,67% меди.

Пример 3. Проба весом 2 кг серебряной кварц-мангансидерит-сульфосольной руды одного из месторождений Якутии раздроблена вручную, разделена ситовым классификатором на 6 фракций. Последовательное обогащение способом измельчения-грохочения позволило извлечь самородное серебро в количестве от общей массы извлеченного самородного металла), по группам фракций: -20+1,25 мм - 33%, 1,25+0,08 мм - 59,3%, -0,08+0,04 мм - 4,6:, -0,04 мм - 3,1% ччв

Формула изобретения

Способ обогащения металлических полезных ископаемых, основанный на многоэтапном дроблении, грохочении, измельчении горной породы, получении концентрата с заданным содержанием полезных компонентов, отличающийся тем, что горную породу дробят, измельчают, классифицируют на несколько относительно однородных по крупности продуктов, наиболее крупную фракцию измельчают ударом и обогащают грохочением, повторяя измельчение и грохочение до тех пор, пока на просеивающей поверхности останется концентрат вязких (ковких) полезных минералов, а хрупкие нерудные и вновь вскрытые при ударе рудные минералы малых размеров отойдут в подрешетную фракцию, те же операции измельчения и грохочения (обогащения) проводят со следующей более мелкой фракцией и так до фракции +0,08 (или +0,074) мм включительно.