Способ обогащения полиметаллических руд, содержащих сульфидные минералы никеля, меди и железа

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых методом пенной флотации, в частности к обогащению полиметаллических руд, содержащих сульфидные минералы никеля, меди и железа, и может быть использовано для других материалов, содержащих сульфиды никеля, меди и железа. Способ обогащения полиметаллических руд включает измельчение исходных рудных компонентов, коллективную флотацию сульфидных минералов в присутствии сульфгидрильных собирателей - ксантогената и аэрофлота, с получением коллективного сульфидного концентрата пенным продуктом и породных хвостов камерным продуктом. Полученный коллективный сульфидный концентрат подвергают десорбции последовательно в две стадии. На первую стадию десорбции в пульпу вводят сульфид натрия, на вторую стадию - активированный уголь, в количестве, обеспечивающем массовое соотношение введенного на стадии коллективной флотации упомянутого сульфгидрильного собирателя, сульфида натрия и углерода в диапазоне 1:(4-18):(4-18). Затем коллективный сульфидный концентрат доизмельчают до содержания 80% и более класса крупности частиц менее 30 мкм, подвергают щелочной обработке реагентом-регулятором среды (до pH не менее 11,5 ед.) и направляют на селективную медно-никелевую флотацию с использованием свежей и/или осветленной воды, осуществляемую в несколько стадий. При этом пульпу коллективного сульфидного концентрата с десорбированным сульфгидрильным собирателем сначала предварительно аэрируют и затем проводят флотацию медных минералов в присутствии собирателя минералов меди группы дитиофосфатов и вспенивателя, с сульфидизацией медных минералов сульфидом натрия и активацией путем ввода в пульпу сульфидизирующего(-их) агента(-ов)-активатора(-ов) флотации медных минералов, обладающих кислотными свойствами до достижения уровня значения pH пульпы 10÷10,5 ед. В начале каждой последующей стадии флотации снижают pH на 1÷1,5 ед. до значения pH на стадии выделения готового медного концентрата 5,5÷8 ед. Камерным продуктом селективной медно-никелевой флотации является никель-пирротиновый продукт, который перед флотационным разделением доизмельчают до содержания 80% и более класса крупности частиц менее 30 мкм. Выделение никельсодержащих сульфидов железа с высоким содержанием никеля осуществляют в присутствии диметилдитиокарбамата, и сульфгидрильного собирателя при массовом соотношении (3÷15):1. Значения pH на стадиях отделения никельсодержащих сульфидов железа от малоникелистого пирротина поддерживают в диапазоне от 9,5 до 11 ед. Камерный продукт начальных стадий разделения с низким содержанием никеля подвергают контрольному разделению и получают малоникелистый пирротин камерным продуктом. Камерный продукт последующих стадий разделения направляют на контрольную флотацию с получением пирротинового концентрата пенным продуктом. Технический результат - повышение степени разделения коллективного сульфидного концентрата. 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых методом пенной флотации, в частности к обогащению полиметаллических руд, содержащих сульфидные минералы никеля, меди и железа и может быть использовано для других материалов, содержащих сульфиды никеля, меди и железа.

Известен способ селективной флотации минералов меди из труднообогатимых сульфидно-окисленных медных руд, заключающийся в измельчении руды, флотационном выделении сульфидных минералов меди в концентрат последовательным добавлением реагентов - собирателя и вспенивателя и флотационном выделении из оставшейся пульпы в другой концентрат окисленных минералов меди последовательным добавлением реагентов - сульфидизатора, вспенивателя, собирателя, модификатора жидкого стекла, при этом при флотационном выделении сульфидных и окисленных минералов меди после добавления каждого из реагентов проводят кондиционирование в течение 1-3 мин, причем в качестве собирателя используется бутиловый ксантогенат, а в качестве вспенивателя - реагент Т-80 в количестве 30-60 г/т (RU 2352402, B03D 1/02, опубл. 20.04.2009).

Недостатком известного способа является сравнительно низкое извлечение меди в медный концентрат - на уровне 60%.

Известен способ флотационного обогащения сульфидных медно-никелевых руд, включающий двухстадиальное измельчение руды в щелочной среде, коллективную флотацию сульфидных минералов в присутствии сульфгидрильных собирателей с получением коллективного медно-никелевого концентрата и отвальных хвостов, доводку черновых концентратов с доизмельчением коллективного концентрата. Пенный продукт I основной флотации поступает на десорбцию, отмывку, сгущение, классификацию, доизмельчение песков классификации, механохимическую активацию измельченного продукта в присутствии диспергатора, подогрев, контактирование с реагентами: диспергатором и депрессором. Пенный продукт I основной флотации поступает в цикл перечистных операций флотации, проводимых в присутствии сульфгидрильного собирателя и вспенивателя с получением 1-го коллективного концентрата и хвостов, которые направляются на классификацию перед II стадией измельчения. Хвосты I основной флотации поступают на II стадию измельчения до крупности не менее 90% класса - 74 мкм, контактирование с реагентами вспенивателем, депрессором, далее поступают на II основную флотацию, проводимую в присутствии сульфгидрильного собирателя и вспенивателя с получением коллективного концентрата II основной флотации и отвальных хвостов. Пенный продукт II основной флотации поступает на десорбцию, отмывку, сгущение, классификацию, доизмельчение песков классификации, механохимическую активацию измельченного продукта в присутствии диспергатора, подогрев, контактирование с реагентами: диспергатором и депрессором, далее пенный продукт II основной флотации поступает в цикл перечистных операций, проводимых в присутствии сульфгидрильного собирателя и вспенивателя с получением 2-го коллективного концентрата (RU 2404858, B03D 1/02, В03В 9/00, опубл. 27.11.2010).

Способ позволяет эффективно осуществить флотацию сульфидных медно-никелевых руд с получением высококачественного коллективного концентрата с содержанием никеля не менее 15% и меди не менее 5% при извлечении 75% и 75,5% соответственно. Недостатком способа является громоздкость технологической схемы, необходимость проведения операции десорбции, отмывки и частичного удаления жидкой фазы перед механохимической активацией, высокий расход диспергируещего вещества (до 2,7 кг/т), энергозатраты на подогрев пульпы до 80°C перед циклами перечистных операций.

Известен способ флотационного обогащения сульфидных медно-никелевых руд, включающий двухстадиальное измельчение руды в щелочной среде, коллективную флотацию сульфидных минералов в присутствии сульфгидрильных собирателей с получением коллективного медно-никелевого концентрата и отвальных хвостов, доводку черновых концентратов с доизмельчением коллективного концентрата. Пенный продукт I основной флотации поступает на десорбцию, отмывку, сгущение, классификацию, доизмельчение песков классификации, механохимическую активацию измельченного продукта в присутствии диспергатора, подогрев, контактирование с реагентами: диспергатором и депрессором. Пенный продукт I основной флотации поступает в цикл перечистных операций флотации, проводимой в присутствии сульфгидрильного собирателя и вспенивателя с получением 1-го коллективного концентрата и хвостов, которые направляются на классификацию перед II стадией измельчения. Хвосты I основной флотации поступают на II стадию измельчения до крупности не менее 90% класса - 74 мкм, контактирование с реагентами: диспергатором и депрессором, затем поступают на II основную флотацию, проводимую в присутствии сульфгидрильного собирателя и вспенивателя с получением коллективного концентрата II основной флотации и отвальных хвостов. Объединенные пенные продукты I и II основной флотации поступают на десорбцию, отмывку, сгущение, классификацию, доизмельчение песков классификации, механохимическую активацию измельченного продукта в присутствии диспергатора, подогрев, агитацию и контактирование с реагентами: диспергатором и депрессором, затем пенный продукт поступает в цикл перечистных операций, проводимых в присутствии сульфгидрильного собирателя и вспенивателя с получением готового коллективного медно-никелевого концентрата (RU 2398636, B03D 1/02, В03В 9/00, опубл. 10.09.2010).

Способ позволяет эффективно осуществить флотацию сульфидных медно-никелевых руд с получением высококачественного коллективного концентрата с содержанием никеля не менее 15% и меди не менее 5% при извлечении 75,5% и 76,5% соответственно. Результат достигается за счет осуществления рудного измельчения и доизмельчения в присутствии реагента-депрессора, сочетания операций доизмельчения и оттирки, подогрева пульпы в перечистных операциях. Недостатком способа является многостадиальность, наличие циркулирующих материалов между разными ветвями технологической схемы, необходимость подогрева пульпы. Другим недостатком является высокие расходы реагентов: депрессора модифицированного полиакриламида Aero 8860GL и диспергатора силиката натрия.

Известен способ флотационного разделения сульфидных медно-никелевых пирротинсодержащих руд, включающий измельчение руды, проведение коллективной флотации в присутствии сульфгидрильных собирателей с предварительным получением коллективного медно-никелевого концентрата, никель-пирротинового продукта и породных хвостов. Медно-никелевый концентрат подвергают последующему доизмельчению до содержания 90% класса менее 44 мкм, подготовленный материал аэрируют в присутствии собирателя и реагента-модификатора, содержащего серу в сульфидной форме. Селективное разделение медных и никелевых минералов проводят в сильнощелочной среде после обработки пульпы реагентом-модификатором, содержащим серу в составе сульфоксидного комплекса, и собирателем. При этом в качестве реагента-модификатора, содержащего серу в сульфидной форме, используют сернистый натрий - Na₂S, а в качестве реагента-модификатора, содержащего серу в составе сульфоксидного комплекса, используют сульфит натрия (среднюю соль) - Na₂SO₃ (Блатов И.А. Обогащение медно-никелевых руд. - М.: ГУП Издательский дом «Руда и металлы», 1998. - С. 98÷99).

Достоинством способа является возможность сравнительно грубого помола исходной руды (до содержания 80% класса крупности менее 74 мкм), что минимизирует выход шламистых фракций, избирательное выделение основной массы минералов меди и никеля в коллективный концентрат непосредственно в «голове» технологического процесса и удаление на этой стадии процесса камерным продуктом большей части пирротина и пустой породы. Основным недостатком способа является относительно низкая контрастность флотационных свойств разделяемых минералов - сульфидов меди (халькопирита, кубанита) и никельсодержащих сульфидов железа (пентландита, никеленосного пирротина) - на стадии селекции коллективного медно-никелевого концентрата. Следствие этого - низкое отношение массовой доли меди к никелю в получаемом селективном медном концентрате. При содержании меди в пенном продукте на уровне 29,30%, массовая доля никеля в нем составляет 1,93%, а получаемый никелевый концентрат имеет крайне низкое содержание никеля, не превышающее ~4%. При этом эффективность разделения коллективного концентрата не превышает 70% (сумма распределений относительных извлечений никеля и меди в селективные концентраты относительно коллективного концентрата за минусом 100%).

Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности признаков и достигаемому результату является способ флотационного разделения сульфидных медно-никелевых пирротинсодержащих руд, включающий измельчение руды, коллективную флотацию в присутствии сульфгидрильных собирателей с получением коллективного медно-никелевого концентрата, никель-пирротинового продукта и породных хвостов. Коллективный медно-никелевый концентрат доизмельчают и проводят постадиальное кондиционирование промежуточных продуктов флотации с серосодержащими реагентами-модификаторами, один из которых содержит серу в сульфидной форме, а другой - в составе сульфоксидного комплекса. Пульпу материала подвергают промежуточной аэрации и последующему флотационному выделению минералов меди в селективный медный концентрат, проводимому в присутствии сульфгидрильного собирателя. Никель-пирротиновый продукт направляют на флотационное разделение в присутствии реагента-регулятора среды, сульфгидрильного собирателя и реагента-депрессора пирротина с получением селективного никелевого концентрата и никельсодержащего пирротинового концентрата. В качестве реагента-модификатора, содержащего серу в составе сульфоксидного комплекса, используют водорастворимые неорганические и/или органические соединения, содержащие в своем составе химическую группу SO₃H. При этом массовое отношение сульфидной серы одного реагента-модификатора к химической группе SO₃H другого реагента-модификатора составляет 1:(0,5÷14,5), а значение рН на заключительной стадии кондиционирования поддерживают в диапазоне 5,9÷8,2 ед. (RU 2320423, B03D 1/02, опубл. 27.03.2008) - прототип.

Важным достоинством прототипа является более глубокий вывод бедного пирротина в отвальный продукт обогащения без увеличения потерь ценных компонентов. При этом также достигается высокое целевое извлечение никеля и меди в селективные концентраты на уровне 80%. Также важным преимуществом способа является возможность получения высококачественного никелевого концентрата с массовой долей никеля ~10% при эффективности разделения общего коллективного концентрата ~75%. При необходимости способ позволяет получать никелевый концентрат с содержанием никеля ~15%, но при этом извлечение его в целевой концентрат не превышает 73,5%, а эффективность разделения общего коллективного концентрата снижается до 62%.

Недостатком способа является то, что породные минералы, содержащиеся в исходной руде, выводятся на стадии выделения никель-пирротинового концентрата, что значительно увеличивает необходимый парк флотационного оборудования. Следствием этого также является необходимость измельчения всей массы руды перед ее обогащением до крупности 68-72% класса менее 0,045 мм, что приводит к повышенному выходу труднофлотируемых шламистых классов легкоизмельчаемых сульфидов - халькопирита и пентландита. Другим недостатком способа является относительно низкая контрастность флотационных свойств разделяемых минералов - пентландита и халькопирита на стадии разделения медно-никелевого концентрата: так в черновой медный концентрат переходит практически 35% никеля, содержащегося в исходном медно-никелевом концентрате.

Задача, решаемая заявленным изобретением, заключается в упрощении технологической схемы обогащения полиметаллических руд, содержащих сульфидные минералы никеля, меди и железа, повышении степени разделения коллективного сульфидного концентрата.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе обогащения полиметаллических руд, содержащих сульфидные минералы никеля, меди и железа, включающем измельчение исходных рудных компонентов, коллективную флотацию сульфидных минералов в присутствии сульфгидрильных собирателей, доизмельчение полученного концентрата, постадийное кондиционирование промежуточных продуктов флотации, промежуточную аэрацию пульпы и последующее выделение минералов меди флотацией в присутствии сульфгидрильного собирателя в селективный медный концентрат, флотационное разделение никель - пирротинового продукта в присутствии реагента-регулятора среды, сульфгидрильного собирателя и реагента-депрессора пирротина с получением селективного никелевого концентрата и никельсодержащего пирротинового концентрата, согласно изобретению коллективную флотацию проводят в присутствии сульфгидрильных собирателей, например ксантогената и аэрофлота, с получением коллективного сульфидного концентрата пенным продуктом и породных хвостов камерным продуктом, полученный коллективный сульфидный концентрат подвергают десорбции последовательно в две стадии, при этом на первую стадию десорбции в пульпу вводят сульфид натрия, на вторую стадию - активированный уголь, в количестве, обеспечивающем массовое соотношение введенного на стадии коллективной флотации упомянутого сульфгидрильного собирателя, сульфида натрия и углерода в диапазоне 1:(4-18):(4-18), затем коллективный сульфидный концентрат доизмельчают до содержания 80% и более класса крупности частиц менее 30 мкм, подвергают щелочной обработке реагентом-регулятором среды (до рН не менее 11,5 ед.) и направляют на селективную медно-никелевую флотацию, которую проводят с использованием свежей и/или осветленной воды, в несколько стадий, где сначала пульпу коллективного сульфидного концентрата с десорбированным сульфгидрильным собирателем предварительно аэрируют и затем проводят флотацию медных минералов в присутствии собирателя минералов меди группы дитиофосфатов и вспенивателя, с сульфидизацией медных минералов сульфидом натрия и активацией путем ввода в пульпу сульфидизирующего (-их) агента (-ов)-активатора (-ов) флотации медных минералов, обладающих кислотными свойствами до достижения уровня значения рН пульпы 10÷10,5 ед., а в начале каждой последующей стадии флотации снижают рН на 1÷1,5 ед. до значения рН на стадии выделения готового медного концентрата 5,5÷8 ед., камерным продуктом селективной медно-никелевой флотации при этом получают никель-пирротиновый продукт, который перед флотационным разделением доизмельчают до содержания 80% и более класса крупности частиц менее 30 мкм, причем выделение никельсодержащих сульфидов железа с высоким содержанием никеля осуществляют в присутствии диметилдитиокарбамата, и упомянутого сульфгидрильного собирателя при массовом соотношении (3÷15):1, при этом значения рН на стадиях отделения никельсодержащих сульфидов железа от малоникелистого пирротина поддерживают в диапазоне от 9,5 до 11 ед., камерный продукт начальных стадий разделения с низким содержанием никеля подвергают контрольному разделению и получают малоникелистый пирротин камерным продуктом, а камерный продукт последующих стадий разделения направляют на контрольную флотацию с получением пирротинового концентрата пенным продуктом.

Другим отличием заявляемого способа является то, что в качестве реагента-регулятора среды используют оксиды, гидроксиды и другие соединения щелочных и/или щелочноземельных металлов, а также их сложные соли, образующие при взимодействии с водной средой свободные гидроксил-ионы.

Следующее отличие предлагаемого способа заключается в том, что в качестве сульфидизирующего агента-активатора флотации медных минералов, обладающего кислотными свойствами, используют пиросульфит натрия и/или бисульфит натрия (водный раствор).

Также в качестве сульфидизирующего агента-активатора могут быть использованы сульфокислоты и/или их производные, тиолы, олеум, а также смесь указанных веществ с пиросульфитом натрия и/или бисульфитом натрия (водный раствор).

Наряду с этим способ характеризуется еще и тем, что при выделении малоникелистого пирротина камерным продуктом на стадии контрольного разделения продукта с низким содержанием никеля дополнительно подают органическую серосодержащую добавку, в качестве которой могут быть использованы сульфосоединения и их смеси, в том числе сульфосодержащие нефтепродукты.

Экспериментально доказано, что предлагаемый способ позволяет повысить эффективность разделения коллективного сульфидного концентрата до 80÷90%, выделить медный и никелевый концентраты, массовые доли целевых металлов, в которых составляют в пределах 29÷30 и 10÷15% соответственно, при их извлечении на уровне 87-95% и 77-84% соответственно.

Близость флотационных свойств халькопирита, пентландита и пирротина в коллективном сульфидном концентрате, осложняющая процесс разделения этих минералов, обусловлена, с одной стороны, особенностями физико-химических свойств сульфидов и структуры минеральных комплексов, с другой, - окислительным характером флотационной среды в результате ее насыщения кислородом воздуха при аэрации.

Высокая флотоактивность сульфидных минералов позволяет получить высокую степень извлечения их в коллективный сульфидный концентрат путем применения сульфгидрильных собирателей, а также вывести камерным продуктом практически все минералы пустой породы. Измельчение исходных рудных компонентов достаточно при этом проводить до высвобождения сульфидов от минералов пустой породы, а дальнейшее разделение сростков сульфидов между собой осуществлять на стадии доизмельчения коллективного сульфидного концентрата.

Для дальнейшего успешного разделения полученного коллективного сульфидного концентрата необходимо не только десорбировать собиратель с поверхности сульфидных минералов, но и добиться эффективной депрессии пирротина и пентландита при одновременной активации скорости флотации медных минералов.

Экспериментально установлено, что добиться поставленной цели можно путем осуществления двухстадиальной десорбции: на первой стадии добавление сульфида натрия позволяет перевести сорбированный на поверхности минералов ксантогенат в жидкую фазу пульпы, который полностью сорбируется вводимым на второй стадии активированным углем. При этом массовое соотношение введенного на стадии коллективной флотации ксантогената (по активному веществу), сульфида натрия и углерода должно находиться в диапазоне 1:(4-18):(4-18). Данное соотношение получено экспериментально на основании зависимости остаточной концентрации ксантогената в жидкой фазе на стадиях десорбции от дозирования десорбента и сорбента (остаточную концентрацию ксантогената определяли экстракционно-фотометрическим методом).

На последующем этапе с целью подготовки коллективного сульфидного концентрата к успешной селекции создается высокощелочная среда путем добавления извести до рН 11,5 ед. и выше, что способствует эффективной депрессии пентландита и пирротина, при этом флотируемость халькопирита не изменяется.

Хорошо известно, что по убыванию скоростей окисления железа и серы кислородом сульфидные минералы образуют ряд: гексагональный пирротин, моноклинный пирротин, пентландит, борнит, халькопирит, кубанит, талнахит, пирит (Шнеерсон Я.М., Митенков Г.А., Ивановский В.В. // Журнал прикладной химии, 1974, т. 48, вып. 7, с. 1896). Пирротины окисляются значительно быстрее и легче, чем другие сульфиды, составляющие основу медно-никелевых руд, в частности значительно быстрее, чем пентландит.

Максимальная флотоактивность минералов проявляется при создании условий сохранения на их поверхности максимального гидрофобного покрытия элементной серой. Это положение хорошо объясняет необходимость аэрации пульпы для повышения эффективности флотации во многих случаях, особенно для сульфидов меди. Известно также, что избыточное окисление понижает флотоактивность сульфидных минералов, т.е. при окислении элементной серы на поверхности необходимо предотвращать образование окислов серы высшей валентности, особенно сульфатов металла.

Количество элементной серы на различных минералах не одинаково, что обеспечивает возможность их селективной флотации путем регулируемого окисления (или восстановления) серосодержащих ионов в поверхностном слое (Л.А. Глазунов, ГНЦ РФ «Гинцветмет», Гидрофобизация минералов при флотации сульфидных руд, доклад на симпозиуме «Неделя горняка-99»). На практике не всегда бывает достаточно для эффективной флотации того количества элементной серы, которая образуется за счет окисления сульфидных минералов. Поэтому возникает необходимость в добавлении сульфидсодержащих реагентов типа сернистого натрия, сульфита, тиосульфата натрия, пиросульфита, полисульфида и других.

Таким образом, высокая степень разделения коллективного сульфидного концентрата основана на повышении скорости флотации медных минералов, за счет сульфидизации сульфидом натрия с одной стороны и активацией с другой путем ввода в пульпу сульфидизирующего агента-активатора, обладающего кислотными свойствами, что позволяет одновременно сдерживать восстановление поверхности никельсодержащих сульфидов железа, за счет постепенного «пошагового» понижения значения рН среды жидкой фазы пульпы до оптимального значения, за счет чего удается избежать «скачкообразного» повышения соизвлечения никельсодержащих сульфидов железа в пенные продукты на стадии селекции.

Выделение в голове процесса практически всего объема компонентов пустой породы, позволяет значительно сократить флотационный парк последующих операций.

Общедоступные сведения об уровне техники заявляемого способа обогащения полиметаллических руд, содержащих сульфидные минералы меди, никеля и железа при изучении научно-технической и патентной литературы не выявлены, что свидетельствует о соответствии заявляемого способа критерию «Новизна».

Технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого изобретения, не выявлены. Не подтверждена известность влияния отличительных признаков на технический результат, заявляемый изобретением, что свидетельствует о соответствии заявляемого способа критерию «Изобретательский уровень».

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную смесь рудных компонентов (полиметаллическую руду), содержащую сульфидные минералы никеля, меди и железа измельчают до содержания 63÷67 класса крупности менее 44 мкм с использованием оборотной воды и проводят коллективную флотацию сульфидных минералов в присутствии сульфгидрильных собирателей - бутилового дитиофосфата натрия и ксантогената. При этом получают коллективный сульфидный концентрат и породные хвосты. Далее проводят десорбцию в две стадии: на первой стадии в коллективный сульфидный концентрат вводят сульфид натрия, на второй - уголь, после чего коллективный сульфидный концентрат подвергают доизмельчению до содержания не менее 80% класса крупности частиц менее 30 мкм. При этом массовое соотношение введенного на стадии коллективной флотации ксантогената (по активному веществу), сульфида натрия и углерода поддерживают в диапазоне 1:(4-18):(4-18). После доизмельчения в пульпе коллективного сульфидного концентрата создают высокощелочную среду до рН 11,5 ед. и выше путем добавления извести, осуществляют промежуточную аэрацию пульпы и последующее выделение минералов меди флотацией в присутствии сульфгидрильного собирателя группы дитиофосфатов (например, бутилового аэрофлота) в готовый медный концентрат с использованием свежей/осветленной воды. Промежуточные пенные продукты флотации (черновые медные концентраты) подвергают постадиальному кондиционированию в присутствии кислорода воздуха с сульфидизацией медных минералов сульфидом натрия и активацией за счет ввода в пульпу пиросульфита/бисульфита натрия или сульфокислот и/или их производные или тиолов, или олеума, или смесей вышеперечисленных агентов-активаторов флотации медных минералов, агент-активатор или смесь агентов-активаторов дозируют до достижения уровня рН 10÷10,5 ед. на начальной стадии, на каждой последующей стадии флотации снижая рН на 1÷1,5 ед. до значения рН на стадии выделения готового медного концентрата 5,5÷8 ед., выделенный камерным продуктом селективной медно-никелевой флотации никель-пирротиновый продукт, перед флотационным разделением подвергают доизмельчению до содержания не менее 80% класса крупности частиц менее 30 мкм, выделение никельсодержащих сульфидов железа с высоким содержанием никеля (обогащенного пентландитом никелевого концентрата) осуществляют в присутствии диметилдитиокарбамата, и сильного сульфидгидрильного собирателя класса ксантогенатов, при этом значения рН на стадиях отделения никельсодержащих сульфидов железа в пенные продукты (никелевый и пирротиновый концентраты) от малоникелистого пирротина поддерживают в диапазоне от 9,5 до 11 ед., полученный на первой стадии (основная никелевая флотация) обогащенный пентландитом никелевый концентрат перечищают, камерный продукт перечистки совместно с камерным продуктом основной никелевой флотации объединяют и осуществляют конечную стадию отделения малоникелистого пирротина в виде камерного продукта, при этом дополнительно может применяться органическая серосодержащая добавка; концентрат перечистки при необходимости перечищают повторно с выделением пенным продуктом высококачественного никелевого концентрата, камерный продукт вторичной перечистки подвергают контрольной флотации с получением пирротинового концентрата, содержащий в основном высоконикелистый пирротин.

Предлагаемый способ описан в конкретных примерах и его результат приведен в таблице.

Эксперименты проводили на промышленной сульфидной медно-никелевой пирротинсодержащей руде, поступающей в переработку на Талнахскую обогатительную фабрику (ТОФ) ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель». Содержание основных компонентов в исходной руде составляло, %: 2,27 никеля; 3,37 меди; 20,46 серы.

Пример 1 (опыт 1 таблицы) - реализация способа прототипа.

Исходную смесь рудных компонентов (полиметаллическую руду), содержащую сульфидные минералы никеля, меди и железа измельчали до содержания 70% класса крупности менее 44 мкм с использованием оборотной воды ТОФ при отношении Ж:Т=1,5:1, после чего проводили коллективную флотацию сульфидных минералов никеля, меди и железа в присутствии сульфгидрильных собирателей - бутилового дитиофосфата натрия (20 г/т) и ксантогената (6 г/т) с получением коллективного медно-никелевого концентрата и никель-пирротинового продукта. Полученный коллективный концентрат доизмельчали до содержания 90% класса крупности менее 44 мкм, после чего кондиционировали с сернистым натрием (600 г/т) и активированным углем (170 г/т). Подготовленный к разделению медно-никелевый концентрат, аэрировали в течение 10 минут, затем флотацией, проводимой в присутствии сульфгидрильного собирателя, выделяли минералы меди в пенный продукт - черновой медный концентрат с использованием свежей/осветленной воды. Полученный черновой медный концентрат кондиционировали с двумя реагентами-модификаторами - сульфидом и бисульфитом натрия при поддержании массового соотношения сульфид- и бисульфит-ионов (химической группы SO₃H), равном 1:7,5 и подвергали двухстадиальной перечистке. Расходы сульфида и бисульфита натрия в первую перечистную медную флотацию составили 200 и 2360 г/т, во вторую - 100 и 1170 г/т соответственно. При этом на заключительной стадии кондиционирования поддерживали рН на уровне 7,1 ед. Бисульфит натрия получали по известной методике путем обработки содового раствора диоксидом серы.

Никель-пирротиновый продукт, полученный на стадии селективной медно-никелевой флотации, поступал в цикл коллективной никель-пирротиновой флотации, которую проводили при подаче ДП-4 (25 г/т) и собирателей: бутилового ксантогената (130 г/т) и аэрофлота (15 г/т) в слабощелочной среде. В результате получали коллективный никель-пирротиновый концентрат, а камерным продуктом выделяли породные хвосты. Полученный коллективный концентрат доизмельчали до 88% содержания класса менее 44 мкм, после чего данный продукт подвергали предварительной щелочной обработке (рН=10,2÷10,5) для депрессии пирротинсульфидов и проводили флотацию пентландита в присутствии дитиокарбамата натрия (250 г/т), в результате чего получали черновой никелевый концентрат и бедный пирротиновый продукт 1.

Черновой никелевый концентрат объединяли с камерным никель-пирротиновым продуктом медной селекции и направляли на перечистную операцию, которую проводили после кондиционирования пульпы в течение 10 минут с дитиокарбаматом натрия (200+100 г/т). В результате чего получали черновой никелевый концентрат и никель-пирротиновый продукт, из которого при подаче дитиокарбамата натрия (50 г/т) и бутилового ксантогената (25 г/т), выделили готовый пирротиновый концентрат и бедный пирротиновый продукт 2. Полученный черновой концентрат после обработки пульпы известью до рН=10,2÷10,5 ед. в присутствии дитиокарбамата натрия (200+200+150 г/т), подвергали второй перечистке. После объединения фракционных концентратов второй перечистки получали готовый никелевый концентрат.

Эффективность обогащения оценивали по химическому составу получаемых продуктов, уровню извлечения цветных металлов в медный, и суммарный никель-пирротиновый концентрат, безвозвратным потерям ценных компонентов с отвальными хвостами обогащения.

Результаты опыта приведены в таблице. Содержание металлов в селективных концентратах составило, %: в никелевом - 10,31 никеля и 3,32 меди; в медном концентрате - 0,72 никеля и 29,22 меди. При этом было достигнуто следующее извлечение металлов, %: в никелевый концентрат - 80,19 никеля и 17,39 меди; в медный концентрат - 2,93 никеля и 80,56 меди. Извлечение металлов в суммарный никель-пирротиновый концентрат, составило 84,35% никеля и 17,86% меди. Выход общих хвостов составил 69,53%.

Пример 2 (опыт 2 таблицы) - предлагаемый способ.

Исходную смесь рудных компонентов (полиметаллическую руду), содержащую сульфидные минералы никеля, меди и железа измельчали до содержания 65% класса крупности менее 44 мкм с использованием оборотной воды ТОФ при отношении Ж:Т=1,5: 1, после чего проводили коллективную флотацию медно-никелевых минералов в присутствии сульфгидрильных собирателей - бутилового дитиофосфата натрия (85 г/т) и ксантогената (75 г/т) с получением коллективного сульфидного концентрата и породных хвостов. Далее осуществляли десорбцию в две стадии: на первой стадии в коллективный сульфидный концентрат вводили сернистый натрий (700 г/т), на второй - активированный уголь (660 г/т), после чего доизмельчали до содержания 80% класса крупности менее 30 мкм. Далее в пульпу коллективного сульфидного концентрата добавляли известь до уровня рН 12 ед. Подготовленный к разделению коллективный сульфидный концентрат, аэрировали в течение 10 минут, затем флотацией, проводимой в присутствии изобутилового аэрофлота, в течение 10 минут, затем флотацией, проводимой в присутствии изобутилового аэрофлота, выделяли минералы меди в пенный продукт (первая медно-никелевая селекция), полученный продукт аэрировали в присутствии сульфида натрия (100 г/т) и смеси бисульфита натрия и ингибитора солеотложений, представляющего собой смесь сульфокислот (соотношение в смеси ингибитора к бисульфиту натрия - 1:50), смесь бисульфита натрия и ингибитора дозировали до достижения уровня рН 10,2 ед. затем флотацией, проводимой в присутствии сульфгидрильного собирателя, выделяли минералы меди в пенный продукт (вторая медно-никелевая селекция). Полученный продукт аэрировали в присутствии сульфида натрия (6,5 г/т) и смеси бисульфита натрия и ингибитора солеотложений, смесь бисульфита натрия и ингибитора дозировали до достижения уровня рН 9,2 ед. затем флотацией, проводимой в присутствии бутилового аэрофлота и вспенивателя - соснового масла, выделяли минералы меди в черновой медный концентрат. Перечистку чернового медного концентрата проводили в присутствии бутилового аэрофлота и вспенивателя (соснового масла) в две стадии после проведения предварительных аэрации: на первой стадии подавали сульфид натрия (6,5 г/т) смесь бисульфита натрия и ингибитора дозировали до достижения уровня рН 8 ед., на второй до рН 7,2 ед.

Никель-пирротиновый продукт, полученный камерным продуктом на стадии селективной медно-никелевой флотации, поступал в цикл никелевой, которую проводили после предварительного доизмельчения до 80% содержания класса менее 30 мкм и предварительного кондиционирования пульпы в присутствии диметилдитиокарбамата натрия (450 г/т) в щелочной среде создаваемой известью (рН=10,3 ед.) с применением ксантогената (25 г/т).

В результате получали черновой никелевый концентрат, который перечищали в две стадии с получением высококачественного никелевого концентрата - первую перечистную флотацию осуществляли после предварительного кондиционирования пульпы с диметилдитиокарбаматом натрия (ДМДК) (200 г/т) в щелочной среде (рН=10,3) в присутствии ксантогената (26 г/т) и дополнительной подачей диметилдитиокарбамата (ДМДК) (120 г/т) после кондиционирования, перечистку концентрата первой перечистной флотации (вторую перечистную флотацию) проводили после дополнительной подачи ДМДК (220 г/т). Камерный продукт второй перечистной флотации подвергали контрольной перечистной флотации с получением пирротинового концентрата.

Камерный продукт основной никелевой флотации объединяли с камерным продуктом первой перечистной флотации и после подачи органической серосодержащей добавки ДП-4 (25 г/т), бутилового ксантогената (12 г/т) диметилдитиокарбамата (210 г/т) в щелочной среде (рН=10,3 ед.) проводили контрольную флотацию.

Результаты опыта приведены в таблице. Содержание металлов в селективных концентратах составило, %: в никелевом - 13,67 никеля и 1,51 меди; в медном концентрате - 0,88 никеля и 30,35 меди.

При этом было достигнуто следующее извлечение металлов, %: в никелевый концентрат - 77,73 никеля и 5,38 меди; в медный концентрат - 4,02 никеля и 93,21 меди. Извлечение металлов в суммарный расчетный никель-пирротиновый составило 84,23% никеля и 5,94% меди. Выход общих отвальных хвостов составил 72,68%.

Потери ценных металлов с общими хвостами по сравнению с прототипом снизились, на %: 0,97 никеля; 0,73 меди. Извлечение серы в отвальные хвосты увеличилось по сравнению с прототипом на 7,17% и составило 57,46%. Достигнуто сокращение сульфидной массы концентратов на 3,15% абс. (~10% отн.). Индекс селективности возрос до 89,5% (прототип - 78,5%).

1. Способ обогащения полиметаллических руд, содержащих сульфидные минералы никеля, меди и железа, включающий измельчение исходных рудных компонентов, коллективную флотацию сульфидных минералов в присутствии сульфгидрильных собирателей, доизмельчение полученного концентрата, постадийное кондиционирование промежуточных продуктов флотации, промежуточную аэрацию пульпы и последующее выделение минералов меди флотацией в присутствии сульфгидрильного собирателя в селективный медный концентрат, флотационное разделение никель-пирротинового продукта в присутствии реагента-регулятора среды, сульфгидрильного собирателя и реагента-депрессора пирротина с получением селективного никелевого концентрата и никельсодержащего пирротинового концентрата, отличающийся тем, что коллективную флотацию проводят в присутствии сульфгидрильных собирателей, например ксантогената и аэрофлота, с получением коллективного сульфидного концентрата пенным продуктом и породных хвостов камерным продуктом, полученный коллективный сульфидный концентрат подвергают десорбции последовательно в две стадии, при этом на первую стадию десорбции в пульпу вводят сульфид натрия, на вторую стадию - активированный уголь, в количестве, обеспечивающем массовое соотношение введенного на стадии коллективной флотации упомянутого сульфгидрильного собирателя, сульфида натрия и углерода в диапазоне 1:(4-18):(4-18), затем коллективный сульфидный концентрат доизмельчают до содержания 80% и более класса крупности частиц менее 30 мкм, подвергают щелочной обработке реагентом-регулятором среды (до pH не менее 11,5 ед.) и направляют на селективную медно-никелевую флотацию, которую проводят с использованием свежей и/или осветленной воды, в несколько стадий, где сначала пульпу коллективного сульфидного концентрата с десорбированным сульфгидрильным собирателем предварительно аэрируют и затем проводят флотацию медных минералов в присутствии собирателя минералов меди группы дитиофосфатов и вспенивателя, с сульфидизацией медных минералов сульфидом натрия и активацией путем ввода в пульпу сульфидизирующего(-их) агента(-ов)-активатора(-ов) флотации медных минералов, обладающих кислотными свойствами до достижения уровня значения pH пульпы 10÷10,5 ед., а в начале каждой последующей стадии флотации снижают pH на 1÷1,5 ед. до значения pH на стадии выделения готового медного концентрата 5,5÷8 ед., камерным продуктом селективной медно-никелевой флотации при этом получают никель-пирротиновый продукт, который перед флотационным разделением доизмельчают до содержания 80% и более класса крупности частиц менее 30 мкм, причем выделение никельсодержащих сульфидов железа с высоким содержанием никеля осуществляют в присутствии диметилдитиокарбамата, и упомянутого сульфгидрильного собирателя при массовом соотношении (3÷15):1, при этом значения pH на стадиях отделения никельсодержащих сульфидов железа от малоникелистого пирротина поддерживают в диапазоне от 9,5 до 11 ед., камерный продукт начальных стадий разделения с низким содержанием никеля подвергают контрольному разделению и получают малоникелистый пирротин камерным продуктом, а камерный продукт последующих стадий разделения направляют на контрольную флотацию с получением пирротинового концентрата пенным продуктом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве реагента-регулятора среды, обеспечивающего щелочную обработку, используют гидроксид и/или оксид кальция в свободном или химически связанном состоянии.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве реагента-регулятора среды, обеспечивающего щелочную обработку, используют оксиды, гидроксиды и другие соединения щелочных и/или щелочноземельных металлов, а также их сложные соли, образующие при взаимодействии с водной средой свободные гидроксил-ионы.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сульфидизирующего агента-активатора флотации медных минералов, обладающего кислотными свойствами, используют пиросульфит натрия и/или бисульфит натрия (водный раствор).

5. Способ по п. 1 или 4, отличающийся тем, что в качестве сульфидизирующего агента-активатора флотации медных минералов, обладающего кислотными свойствами, используют сульфокислоты и/или их производные, тиолы, олеум, а также смесь указанных веществ с пиросульфитом натрия и/или бисульфитом натрия (водный раствор).

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве собирателя группы дитиофосфатов используют бутиловый аэрофлот.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выделении малоникелистого пирротина камерным продуктом на стадии контрольного разделения продукта с низким содержанием никеля дополнительно подают органическую серосодержащую добавку.

8. Способ по пп. 1. и 7, отличающийся тем, что в качестве серосодержащей добавки используют сульфосоединения и их смеси, в том числе сульфосодержащие нефтепродукты.