Способ комплексной переработки лежалых хвостов обогащения вольфрамсодержащих руд

Изобретение относится к способу комплексной переработки лежалых отвальных хвостов обогащения руды, содержащих вольфрам и ассоциированное с сульфидами золото. Способ включает винтовую сепарацию с получением коллективного продукта и вторичных отвальных хвостов. Затем проводят разделение коллективного продукта магнитной сепарацией на золотосодержащий сульфидный продукт и вольфрамовый продукт, который подвергают доводке на концентрационных столах с получением чернового вольфрамового концентрата, вольфрамового промпродукта и вторичных отвальных хвостов. Подвергают флотации черновой вольфрамовый концентрат с получением высокосортного кондиционного вольфрамового концентрата и пенного продукта, содержащего вольфрам и золотосодержащий сульфидный продукт. Затем подвергают классификации пенный продукт совместно с вольфрамовым промпродуктом на мелкую и крупную фракции. Измельчают крупную фракцию в замкнутом цикле с классификацией, а из мелкой фракции доизвлекают флотацией золотосодержащий сульфидный продукт с получением низкосортного вольфрамового концентрата. Техническим результатом является повышение глубины переработки, снижение нагрузки на последующие обогатительные операции, снижение капитальных затрат и эксплуатационных издержек. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при переработке хвостов обогащения вольфрамсодержащих руд, содержащих вольфрам, сульфиды и драгоценные металлы.

При переработке вольфрамсодержащих руд, как и хвостов их обогащения, используют гравитационные, флотационные, магнитные, а также электростатические, гидрометаллургические и другие способы (см., например, Берт P.O., при участии К.Миллза. Технология гравитационного обогащения. Пер. с англ. - М.: Недра, 1990). Так, для предварительной концентрации полезных компонентов (минерального сырья) применяются фотометрическая и люмометрическая сортировка (например, обогатительные фабрики «Маунт Карбайн», «Кинг Айленд»), обогащение в тяжелых средах (например, португальская фабрика «Панаскуера» и английская фабрика «Хемердан»), отсадка (в особенности бедного сырья), магнитная сепарация в слабомагнитном поле (например, для выделения пирита, пирротина) или высокоинтенсивная магнитная сепарация (для разделения вольфрамита и касситерита).

Для переработки вольфрамсодержащих шламов известно использование флотации, в частности вольфрамита в КНР и на канадской фабрике «Маунт Плисад», причем на некоторых фабриках флотация полностью заменила гравитационное обогащение (например, фабрики «Йокберг», Швеция и «Миттерсил», Австрия).

Известно также использование винтовых сепараторов и винтовых шлюзов для обогащения вольфрамсодержащих руд, старых отвалов, лежалых хвостов, шламов.

Так, например, при переработке старых отвалов вольфрамовой руды на фабрике «Чердояк» (Казахстан), исходный отвальный материал после дробления и измельчения до крупности -3 мм подвергался обогащению на отсадочных машинах, подрешетный продукт которых перечищался затем на концентрационном столе. Технологическая схема включала также обогащение на винтовых сепараторах, на которых извлекалось 75-77% WO₃ при выходе продуктов обогащения 25-30%. Винтовая сепарация позволила повысить извлечение WO₃ на 3-4%. (см., например, Аникин М.Ф., Иванов В.Д., Певзнер М.Л. «Винтовые сепараторы для обогащения руд». - М.: Недра, 1970 г., 184 с.).

Недостатками технологической схемы переработки старых отвалов являются высокая нагрузка в голове процесса на операцию отсадки, недостаточно высокое извлечение WO₃ и значительный выход продуктов обогащения.

Известен способ попутного получения вольфрамового концентрата путем переработки хвостов молибденитовой флотации (фабрика «Клаймакс молибденум», Канада). Хвосты, содержащие вольфрам, разделяют с помощью винтовой сепарации на отвальные по вольфраму шламы (легкая фракция), первичный вольфрамит - касситеритовый концентрат. Последний подвергают гидроциклонированию и слив шламов направляют в отвальные хвосты, а песковую фракцию - на флотационное выделение пиритного концентрата с содержанием 50% S (сульфидов) и вывод его в отвальные хвосты. Камерный продукт сульфидной флотации перечищают с помощью винтовой сепарации и/или конусов с получением отвальных пиритсодержащих хвостов и вольфрамит-касситеритового концентрата, который подвергают обработке на концентрационных столах. При этом получают вольфрамит-касситеритовый концентрат и отвальные хвосты. Черновой концентрат после обезвоживания перечищают последовательно путем очистки его от железа с помощью магнитной сепарации, флотационного удаления из него монацита (флотация фосфатов) и затем обезвоживают, сушат, классифицируют и разделяют с помощью стадийной магнитной сепарации на концентрат с содержанием 65% WO₃ после I стадии, и 68% WO₃ - после II стадии, а также получают немагнитный продукт - оловянный (касситеритовый) концентрат с содержанием ~35% олова.

Этому способу переработки свойственны недостатки - сложность и многостадийность, а также высокая энергоемкость.

Известен способ обогащения вольфрамсодержащей руды (US 4366050, OLIN et al., 28.12.1982), включающий ее дробление и измельчение, последовательную обработку в контактных чанах рудной пульпы содой, цианидом натрия и едким натром, силикатом натрия, собирателем (коллектором) и затем операции черновой флотации вольфрама, двухстадийной перечистки чернового концентрата с получением высокосортного вольфрамового концентрата.

Недостатком этого способа является применимость его для эффективного флотационного извлечения шеелита без учета необходимости эффективного извлечения также и вольфрамита, использование пяти операций флотации, обезвоживания. Кроме того, способ не предусматривает технических решений по попутному извлечению других полезных компонентов, в частности золота. Следует также отметить, что флотационное доизвлечение вольфрама производится из хвостов, масса которых сопоставима с массой исходной руды.

Известен способ обработки щеелитсодержащих хвостов с целью удаления из них опасных материалов и переработки неопасных и рудных минералов с помощью улучшенного процесса разделения (сепарации) (KR 20030089109, СНАЕ et al., 21.11.2003). Способ включает стадии гомогенизирующего смешивания шеелитсодержащих хвостов, введение пульпы в реактор, «фильтрацию» пульпы с помощью грохота для удаления различных инородных материалов, последующее разделение пульпы путем винтовой сепарации, сгущение и дегидратацию нерудных минералов с получением кека, сушку кека в роторной сушилке, дробление сухого кека с использованием молотковой дробилки, работающей в замкнутом цикле с грохотом, разделение дробленых минералов с помощью «микронного» сепаратора на фракции мелких и грубых зерен (гранул), а также магнитную сепарацию грубозернистой фракции с получением магнитных минералов и немагнитной фракции, содержащей шеелит.

Недостатком этого способа являются многооперационность, использование энергоемкой сушки влажного кека.

Наиболее близким к патентуемому техническому решению является способ извлечения вольфрама из лежалых хвостов обогащения вольфрамсодержащих руд (Артемова О.С. Разработка технологии извлечения вольфрама из лежалых хвостов Джидинского ВМК. Автореферат дисс. кандидата технических наук, Иркутский государственный технический университет, Иркутск, 2004 г. - прототип).

Технология извлечения вольфрама из лежалых хвостов по этому способу включает операции получения черновых вольфрамсодержащих концентрата и промпродукта, золотосодержащего продукта и вторичных отвальных хвостов с помощью гравитационных методов мокрого обогащения - винтовой и центробежной сепарации - и последующей доводки полученных черновых концентрата и промпродукта с помощью гравитационного (центробежного) обогащения и магнитной сепарации с получением кондиционного вольфрамового концентрата с содержанием 62,7% WO₃ при извлечении 49,9% WO₃.

Согласно этому способу лежалые хвосты подвергаются первичной классификации с выделением 44,5 мас.% во вторичные отвальные хвосты в виде фракции +3 мм. Фракцию хвостов крупностью -3 мм разделяют на классы -0,5 и +0,5 мм и из последнего с помощью винтовой сепарации получают грубый концентрат и хвосты. Фракцию -0,5 мм разделяют на классы -0,1 и +0,1 мм. Из класса +0,1 мм с помощью центробежной сепарации выделяют грубый концентрат, который как и грубый концентрат винтовой сепарации подвергают центробежной сепарации с получением чернового вольфрамового концентрата и золотосодержащего продукта. Хвосты винтовой и центробежной сепарации доизмельчают до -0,1 мм в замкнутом цикле с классификацией и затем разделяют на классы -0,1+0,02 и -0,02 мм. Класс -0,02 мм выводят из процесса как вторичные отвальные хвосты. Класс -0,1+0,02 мм обогащают путем центробежной сепарации с получением вторичных отвальных хвостов и вольфрамового промпродукта, направляемого на доводку магнитной сепарацией вместе с концентратом центробежной сепарации, доизмельченным до крупности -0,1 мм. При этом получают вольфрамовый концентрат (магнитная фракция) и промпродукт (немагнитная фракция). Последний подвергается магнитной сепарации II с выделением немагнитной фракции во вторичные отвальные хвосты и вольфрамового концентрата (магнитная фракция), который обогащают последовательно путем центробежной, магнитной и вновь центробежной сепарации с получением кондиционного вольфрамового концентрата с содержанием 62,7% WO₃ при выходе 0,14% и извлечении 49,9%. При этом хвосты центробежных сепарации и немагнитная фракция направляются во вторичные отвальные хвосты, суммарный выход которых на стадии доводки чернового вольфрамового концентрата составляет 3,28% при содержании в них 2,1% WO₃.

Недостатками этого способа являются многооперационность технологического процесса, включающего 6 операций классификации, 2 операции доизмельчения, а также 5 операций центробежной и 3 операции магнитной сепарации с использованием сравнительно дорогостоящих аппаратов. При этом доводка чернового вольфрамового концентрата до кондиционного связана с получением вторичных отвальных хвостов со сравнительно высоким содержанием в них вольфрама (2,1% WO₃).

Задача настоящего изобретения состоит в усовершенствовании способа переработки хвостов обогащения, преимущественно лежалых отвальных хвостов обогащения руды, содержащих вольфрам и ассоциированное с сульфидами золото, в получении как высокосортного кондиционного, так и низкосортного вольфрамовых концентратов и попутно золотосодержащего сульфидного продукта при уменьшении содержания вольфрама во вторичных отвальных хвостах.

Патентуемый способ комплексной переработки лежалых отвальных хвостов обогащения руды, содержащих вольфрам и ассоциированное с сульфидами золото включает винтовую сепарацию с получением коллективного продукта, магнитную сепарацию коллективного продукта, классификацию, измельчение и доводку с получением высокосортного кондиционного и низкосортного вольфрамовых концентратов, золотосодержащего сульфидного продукта и вторичных отвальных хвостов.

Способ отличается тем, что винтовой сепарации подвергают исходные отвальные хвосты с получением вторичных отвальных хвостов и коллективного продукта. Полученный коллективный продукт магнитной сепарацией разделяют на золотосодержащий сульфидный продукт и вольфрамовый продукт, далее вольфрамовый продукт подвергают доводке на концентрационных столах с получением чернового вольфрамового концентрата, вольфрамового промпродукта и вторичных отвальных хвостов. Черновой вольфрамовый концентрат подвергают флотации с получением высокосортного кондиционного вольфрамового концентрата и пенного вольфрам- и золотосодержащего сульфидного продукта. Пенный продукт подвергают классификации совместно с вольфрамовым промпродуктом на мелкую и крупную фракции, крупную фракцию измельчают в замкнутом цикле с классификацией. Из мелкой фракции флотацией доизвлекают золотосодержащий сульфидный продукт с получением низкосортного вольфрамового концентрата, которые перерабатывают известными способами.

Способ может характеризоваться тем, что пенный продукт подвергают классификации совместно с вольфрамовым промпродуктом на фракции, преимущественно крупностью -74 мкм и +74 мкм.

Технический результат патентуемого способа состоит в повышении глубины переработки при сокращении количества технологических операций и нагрузки на них вследствие выделения в голове процесса более 90% исходных хвостов во вторичные отвальные хвосты, резко снизить нагрузку на последующие обогатительные операции, а также капитальные затраты и эксплуатационные издержки, что обеспечивает оптимизацию процесса обогащения.

Блок схема патентуемого способа представлена на чертеже.

Способ комплексной переработки начинают с выделения в голове технологического процесса во вторичные отвальные хвосты около 92% исходных хвостов вследствие переработки последних путем винтовой сепарации. Это позволяет, соответственно, резко снизить нагрузку на последующие операции, капитальные затраты и эксплуатационные издержки.

Полученный с помощью винтовой сепарации коллективный продукт подвергают магнитной сепарации с выделением золотосодержащего сульфидного продукта и вольфрамового продукта. Последний подвергают доводке на концентрационных столах с выделением дополнительного количества (~3%) вторичных отвальных хвостов и получением чернового вольфрамового концентрата и сравнительно бедного вольфрамового промпродукта.

Черновой вольфрамовый концентрат доводят затем с помощью флотации до высокосортного кондиционного вольфрамового концентрата (73,5% WO₃) с получением при этом пенного продукта, содержащего некоторое количество вольфрама и золота. Пенный продукт совместно с вольфрамовым промпродуктом, полученным на концентрационных столах, разделяют на мелкую и крупную фракции, преимущественно крупностью -74 мкм и +74 мкм, доизмельчают крупную фракцию преимущественно до -74 мкм в замкнутом цикле с классификацией для раскрытия сростков минералов и подвергают мелкую фракцию -74 мкм флотации с выделением низкосортного вольфрамового концентрата и золотосодержащего сульфидного продукта, который объединяют с золотосодержащим сульфидным продуктом магнитной сепарации.

Таким образом, из вольфрамсодержащих хвостов выделяют высокосортный (73,5% WO₃) кондиционный и дополнительно низкосортный вольфрамовый концентраты при достижении высокого суммарного извлечения в них W03, составляющего -83% и сравнительно низкого содержания вольфрама (0,1% WO₃) во вторичных отвальных хвостах.

Полученные низкосортный вольфрамовый концентрат и золотосодержащий сульфидный продукт перерабатывают известными способами. Высокосортный кондиционный вольфрамовый концентрат является высоколиквидным товарным продуктом.

Как следует из примера осуществления патентуемого способа, схема которого представлена на чертеже, и результатов переработки (см. таблицу), его эффективность по сравнению с прототипом состоит в получении более высокосортного (73,5% WO₃) кондиционного вольфрамового концентрата, а также дополнительно низкосортного вольфрамового концентрата, в повышении суммарного извлечения вольфрама в вольфрамовые концентраты более чем на 6% (до ~83%), в значительном снижении содержания вольфрама во вторичных отвальных хвостах (до 0,1% WO₃), в сокращении количества технологических операций и уменьшении нагрузки на большинство из них вследствие выделения в голове технологического процесса более 90% исходных хвостов во вторичные отвальные хвосты с использованием достаточно простой и малозатратной винтовой сепарации. Это позволяет снизить капитальные затраты на приобретение оборудования и эксплуатационные издержки.

Результаты переработки лежалых хвостов, содержащих вольфрам и ассоциированное с сульфидами золото, по предлагаемому способу
Наименование продукта	Выход, %	Содержание WO3, %	Извлечение WO3, %
Высокосортный кондиционный вольфрамовый концентрат	0,30	73,50	43,30
Низкосортный вольфрамовый концентрат	1,40	14,20	38,90
Золотосодержащий сульфидный продукт*	3,20	0,17	1,10
Вторичные отвальные хвосты	95,10	0,09	16,70
Исходные хвосты, содержащие вольфрам и ассоциированное с сульфидами золото	100,00	0,51	100,00
*содержание золота в продукте составляет 2,8 г/т

1. Способ комплексной переработки лежалых отвальных хвостов обогащения руды, содержащих вольфрам и ассоциированное с сульфидами золото, включающий винтовую сепарацию с получением коллективного продукта и вторичных отвальных хвостов, разделение коллективного продукта магнитной сепарацией на золотосодержащий сульфидный продукт и вольфрамовый продукт, доводку вольфрамового продукта на концентрационных столах с получением чернового вольфрамового концентрата, вольфрамового промпродукта и вторичных отвальных хвостов, флотацию чернового вольфрамового концентрата с получением высокосортного кондиционного вольфрамового концентрата и пенного продукта, содержащего вольфрам и золотосодержащий сульфидный продукт, классификацию пенного продукта совместно с вольфрамовым промпродуктом на мелкую и крупную фракции, измельчение крупной фракции в замкнутом цикле с классификацией, доизвлечение из мелкой фракции флотацией золотосодержащего сульфидного продукта с получением низкосортного вольфрамового концентрата.

2. Способ по п.1, в котором классификацию пенного продукта совместно с вольфрамовым промпродуктом проводят на фракции крупностью -74 и +74 мкм.