Способ обогащения минерального сырья

 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при флотационном обогащении труднообогатимых руд цветных металлов, пиритных огарков и пиритсодержащих хвостов. Способ обогащения минерального сырья включает предварительную подготовку его методом сульфоагломерации и последующую флотацию, причем проводят сульфоагломерацию шихты, составленной из обогащаемого минерального сырья, серосодержащего материала и кокса, полученный агломерат подвергают дроблению, измельчению и флотации с выделением медного концентрата, железного концентрата и хвостов. В качестве серосодержащего материала возможно применять пиритсодержащие хвосты обогатительных фабрик, некондиционную колчеданную руду, флотационный пиритный концентрат и др. Изобретение повышает извлечение цветных и драгоценных металлов из труднообогатимого минерального сырья. 10 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при флотационном обогащении труднообогатимых сульфидных, окисленных и смешанных руд цветных металлов, а также при переработке минерального сырья техногенных месторождений, состоящих из отходов и хвостов обогатительных фабрик, перерабатывающих колчеданные руды, отвалов некондиционных руд, пиритных огарков.

Известно, что в техногенных месторождениях сосредоточены большие запасы ценных компонентов: в хвостохранилищах обогатительных фабрик, перерабатывающих колчеданные руды цветных металлов, накоплены десятки миллионов тонн пиритсодержащих хвостов, в которых содержатся в значительных количествах цветные и драгоценные металлы, железо, редкие и рассеянные элементы, отвалы пиритных огарков также содержат ценные компоненты.

Комплексная переработка этих техногенных отходов организована далеко не везде из-за отсутствия эффективной технологии.

Известен способ извлечения металлов из огарков с использованием кислотного выщелачивания и цианирования твердой фазы (Патент России N 2034062, C 22 B 11/00, опубликован 27.04.95).

Известны способы комплексной переработки пиритных огарков, включающие предварительный хлорирующий обжиг материала при 1100^oC с добавлением кокса и хлористого натрия и избытке воздуха, отходящие газы обрабатывают известными способами для извлечения меди, цинка и других металлов (ФРГ, заявка N 2224370, C 22 B 1/08, "Способ полного использования пиритных огарков и устройство для его осуществления", публ. 1974, 8 августа).

Недостатком способов является применение токсичных хлорсодержащих компонентов, кислот и цианидов, сложность технологии.

В качестве прототипа выбраны широко применяемые на практике флотационные способы обогащения минерального сырья, включающие предварительную подготовку сырья к флотации, например дробление, измельчение и обработку реагентами, например сернистым натрием для обеспечения сульфидизации окисленной поверхности минералов, и последующее разделение флотацией.

Исследования по выделению ценных компонентов из пиритных огарков методом флотации с предварительной подготовкой сырья дали неудовлетворительные результаты - извлечение металлов было на низком уровне, железный концентрат получался с высоким содержанием меди, цинка и серы (В.И.Береговский и др. "Комплексное использование пиритных огарков", Металлургиздат, 1963, с. 42) - прототип.

Известный метод флотационного обогащения упорных и окисленных руд с использованием предварительной сульфидизации окисленных медных минералов сернистым натрием или сероводородом не обеспечивает получение удовлетворительных показателей (О.В.Денисова и др. "Комбинированные методы обогащения бедных и труднообогатимых руд за рубежом", Цветметинформация, серия: обогащение полезных ископаемых, М., 1978, с. 4).

В то же время значительные запасы таких руд указывают на важность решения проблемы их комплексного использования.

Существующие способы переработки пиритсодержащих хвостов методом флотации не позволяют получать приемлемые результаты. Извлечение металлов в концентраты низкое (В. И.Демидов и др. "Повторная переработка хвостов флотации, пути снижения потерь металлов", Цветные металлы, N 2, 1980, с. 90-94).

Также известно применение гидрометаллургических методов для извлечения металлов из продуктов флотационного обогащения (Патент России N 2034065, C 22 B 11/08, "Способ переработки продуктов флотационного обогащения, содержащих золото", опубликован 27.04.95, Б.И. N 12), однако их применение требует использования токсичных веществ, например цианидов.

В мировой практике намечается тенденция к применению комбинированных методов при переработке труднообогатимого минерального сырья, например флотационных с использованием предварительной гидрометаллургической или пирометаллургической обработки руды.

При гидрометаллургической обработке руда подвергается выщелачиванию с последующим выделением меди из раствора, например, цементацией и флотацией цементной меди ("Комбинированные методы переработки окисленных и смешанных медных руд", под редакцией С.И.Митрофанова, М., 1978, с. 55-160).

При пирометаллургической предварительной обработке руды известно применение сегрегационно-флотационного процесса, включающего хлорирующий обжиг, восстановление меди и ее флотацию ("Комбинированные методы переработки окисленных и смешанных медных руд", под редакцией С.И.Митрофанова, М., 1978, с. 270-274). Однако их применение требует использования экологически опасных веществ-кислот, хлорсодержащих соединений, а также особого оборудования.

Также известны способы подготовки пиритсодержащего сырья к обогащению путем обжига при температуре 400 - 800^oC в течение 1 - 2 часов с последующим разделением методом магнитной сепарации или флотацией. В зависимости от условий проведения обжига в обрабатываемых продуктах происходит образование минералов, физико-химические свойства которых позволяют разделять их обогатительными методами (Авторское свидетельство СССР N 489382, B 03 D 1/02, "Способ магнитной сепарации пиритсодержащего полиметаллического сырья", опубл. 07.12.83, Б. И. 45/83; Авторское свидетельство СССР N 420338, B 03 D 1/02, "Способ подготовки полиметаллической колчеданной руды к флотации", публ. 25.03.74, Б.И. N 11, 1974, С. 24).

Недостатком известного способа является большая продолжительность процесса обжига, не показано его промышленное воплощение, не исследованы условия его применительно к отходам производства.

Предлагаемое изобретение позволяет достичь технический результат, выраженный в повышении извлечения цветных и драгоценных металлов из труднообогатимого минерального сырья: окисленных медных и колчеданных забалансовых руд, пиритсодержащих хвостов обогатительных фабрик и пиритных огарков.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки минерального сырья, включающем его предварительную подготовку и последующее флотационное обогащение с выделением концентрата, предварительную подготовку минерального сырья проводят методом сульфоагломерации, причем сульфоагломерации подвергают шихту, составленную из обрабатываемого минерального сырья, кокса и серосодержащего материала (сульфидизатора).

В качестве последнего предлагается использовать пиритные хвосты, флотационный пиритный концентрат или бедную колчеданную руду и др. Сульфоагломерацию проводят в течение 15-35 минут при температуре 1200 - 1400^oC. Шихта для сульфоагломерации может содержать, например, окисленную медную руду, пиритсодержащий материал и кокс в соотношении 1 : (0,2 - 1,5) : (0 - 0,3), либо пиритные огарки, пиритсодержащий материал и кокс в соотношении 1 : (0,2 - 2,0) : (0 - 0,3), либо пиритсодержащие хвосты и/или колчеданную руду и кокс в соотношении 1 : (0 - 0,3).

Полученный агломерат подвергают дроблению, измельчению и флотации с использованием известных флотореагентов с получением концентратов. Измельчение агломерата проводят в щелочной среде до крупности, обеспечивающей раскрытие зерен ценных минералов.

Сущность способа заключается в образовании при сульфоагломерации сульфидов меди и других ценных металлов за счет большего по сравнению с железом сродства их к сере. Вновь образованные сульфиды меди и других цветных металлов и ассоциированные с ними драгметаллы флотируют в медный концентрат с использованием известных флотореагентов.

Шихта для сульфоагломерации минерального сырья должна содержать достаточное количество серосодержащего материала с тем, чтобы обеспечить эффективную сульфидизацию меди и других металлов и для поддержания необходимой температуры. Например, при сульфоагломерации окисленной медной руды и при использовании в качестве серосодержащего материала пиритсодержащих хвостов последние добавляются в шихту в соотношении к окисленной медной руде, равном 1 : (0,2 - 1,5). При низком содержании серы в шихте для ее розжига добавляют небольшое количество кокса. Повышение содержание пиритной серы приводит к разубоживанию материала и увеличению потерь металлов с хвостами флотации.

Сульфоагломерацию проводят при температуре 1200 - 1400^oC, более высокие значения температур нарушают нормальную работу агломашин, а при меньших значениях - не будет обеспечена эффективная сульфидизация меди во всем объеме шихты.

Продолжительность сульфоагломерации 15 - 35 минут обеспечивает проведение реакции сульфидизации, при большей продолжительности могут проходить процессы десульфуризации агломерата, что в данном случае нежелательно.

Пример 1. Проводили переработку окисленной медной руды с содержанием меди 0,95% (доля хризоколлы - 38%) с пиритсодержащими хвостами в соотношении 1 : 0,8.

В условиях прототипа при предварительной сульфидизации раскрытых окисленных медных минералов сернистым натрием и последующим флотационным обогащением в щелочной среде с использованием бутилового ксантогената калия получен медный концентрат с содержанием меди - 13%, золота - 1,5 г/т, серебра - 21,8 г/т при извлечении меди - 53%, золота - 18%, серебра - 26%.

В условиях заявляемого способа при сульфидизации медных минералов методом сульфоагломерации получен медный концентрат, содержащий меди 18,5%, золота - 6 г/т, серебра - 78 г/т, при извлечении меди - 85,3%, золота - 61,8%, серебра - 68,4%.

Пример 2.

Проводили переработку пиритсодержащих хвостов с содержанием меди 0,49%, золота 1,18 г/т, серебра 15,7 г/т.

В условиях прототипа при флотационном обогащении в щелочной среде с использованием бутилового ксантогената калия получен медный концентрат с содержанием меди - 12,9%, золота - 1,5 г/т, серебра - 21,8 г/т при извлечении меди - 35%, золота - 26%, серебра - 33,4%.

В условиях заявляемого способа при предварительной сульфоагломерации сырья получен медный концентрат, содержащий меди 18,3%, золота - 5,7 г/т, серебра - 53,2 г/т, при извлечении меди - 76,2%, золота - 68,0%, серебра - 69%.

Пример 3.

Проводили переработку пиритных огарков (содержание меди - 0,65%, золота - 1,92 г/т, серебра - 28,1 г/т, серы - 1,5%, железа 37,8%) в смеси с пиритсодержащими хвостами (содержание меди - 0,47%, золота - 1,28 г/т, серебра 15,6 г/т, серы 37,6%, железа 33%) в соотношении 1 : 1. После сульфоагломерации получен агломерат с содержанием меди 0,56%, железа - 35%, золота - 1,6 г/т, серебра - 21,8 г/т.

При измельчении агломерата до 78% содержания класса - 74 мкм в известковой среде и последующей флотации с использованием бутилового ксантогената калия получены: - медный концентрат с содержанием меди 17,8%, золота 8,1 г/т, серебра - 69,0 г/т при извлечении меди - 75,4%, золота - 65%, серебра - 68,3%; - пиритный концентрат с содержанием железа 43% и серы 48%, при извлечении железа 59% и серы 42%.

В условиях прототипа при флотации пиритных огарков с предварительной сульфидизацией окисленных медных минералов сернистым натрием получен медный концентрат с содержанием меди - 8,25%, золота - 2,6 г/т, при извлечении меди 21,8%, золота - 10,2%, серебра - 11,4%.

Полученные данные позволяют сделать вывод о преимуществе переработки минерального сырья заявляемым способом. Получен более качественный медный концентрат по сравнению с прототипом, а извлечение меди и драгметаллов увеличилось на 30 - 50% и более.

Формула изобретения

1. Способ обогащения минерального сырья, в частности труднообогатимых руд, пиритных огарков и пиритсодержащих хвостов, включающий предварительную обработку материала и последующую флотацию с выделением концентратов, отличающийся тем, что обработку минерального сырья проводят методом сульфоагломерации, причем сульфоагломерации подвергают шихту, составленную из обогащаемого минерального сырья, серосодержащего материала и кокса, полученный агломерат подвергают дроблению, измельчению и флотации с выделением концентратов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфоагломерацию проводят при 1200 - 1400^oС.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сульфоагломерацию проводят в течение 15 - 35 мин.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве серосодержащего материала (сульфидизатора) используют пиритные хвосты, и/или флотационный пиритный концентрат, и/или бедную колчеданную руду.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве минерального сырья используют окисленные медные руды.

6. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве минерального сырья используют пиритные огарки.

7. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве минерального сырья используют пиритсодержащие хвосты и/или некондиционные колчеданные руды.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что шихта для сульфоагломерации содержит окисленную медную руду, пиритсодержащий материал и кокс в соотношении 1:(0,2-1,5):(0-0,3).

9. Способ по п.4, отличающийся тем, что шихта для сульфоагломерации содержит пиритсодержащие хвосты и/или колчеданную руду и кокс в соотношении 1: (0-0,3).

10. Способ по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что шихта для сульфоагломерации содержит пиритные огарки, пиритсодержащий материал и кокс в соотношении 1:(0,2-2,0):(0-0,3).

11. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что проводят дробление и измельчение полученного агломерата и последующую медную флотацию в щелочной среде.