Методические указания по самостоятельной работе, контрольноизмерительные материалы Техно логия обогащения руд цветных металлов. Банк тестовых заданий
 Скачать 2.26 Mb.
|
|
Лабораторная работа 1. ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНОЙ МЕДНО-ПИРИТНОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕДНОГО И ПИРИТНОГО КОНЦЕНТРАТОВ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 16 , 10 000 a b q c ⋅ = ⋅ (1.1) где a – масса навески руды, г; b – расход реагента по технологической схеме, г/т; с – концентрация реагентов, %. Рис. 1.2. Схема флотации сульфидной медно-пиритной руды 3. Флотировать руду по схеме, приведенной на рис. 1.2 . Следует пом- нить, что перемешивание с реагентами осуществляется без подвода воздуха в блок-аэратор. Классификацию производить по классу –0,074 мм в батарей- ном стакане. Скорость падения зерен вычислить по формуле Стокса. 4. Измельчение осуществить в мельнице с массой дробящей среды, объем которой составляет 50 % объема барабана мельницы. Пески классифи- кации переносить в мельницу без потерь и с минимальным количеством воды. 5. Полученные продукты подписать, высушить и взвесить с точностью до 0,1 г. 6. Отобрать пробы на химический анализ от полученных продуктов. Для этого раздавить куски пробы в продуктах, перемешивая их методом «пе- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 1. ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНОЙ МЕДНО-ПИРИТНОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕДНОГО И ПИРИТНОГО КОНЦЕНТРАТОВ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 17 рекатывания на клеенке», отобрать пробу для химического анализа методом «квадратования». Обработка результатов опытов 1. Для каждого продукта рассчитать выход. 2. Определить массовую долю металла в руде. 3. Вычислить извлечение металла в продукты. 4. Результаты занести в табл. 1.6 Таблица 1.6 Технологические показатели обогащения Продукты, % Выход Массовая доля металла, % Извлечение металла, % г % Концентрат медный Промпродукт 1 Промпродукт 2 Концентрат пиритный Промпродукт 3 Хвосты Исходная руда Контрольные вопросы и задания 1. Каково назначение флотационных реагентов? Опишите механизм их действия. Напишите формулы, расходы в применяемой схеме. 2. Перечислите способы повышения флотируемости ранее задепресси- рованного пирита. 3. Какие требования предъявляются к медным и пиритным концентратам? 4. Чем определяется массовая доля металлов в концентратах? 5. Какие схемы и их режимы используются при обогащении медно- пиритных руд? 6. Какие минералы меди относятся к первичным сульфидным, вторич- ным, окисленным? 7. Как влияет фазовый состав меди на технологию обогащения? 8. Перечислите условия, которые необходимо соблюдать при выполне- нии операции классификации. 9. Какой должна быть последовательность включения и отключения флотационной машины? 10. Какая информация должна быть указана на пакете, в который по- мещают продукт флотационного опыта? 11 . Перечислите способы перемешивания пробы. 12 . Назовите способы сокращения проб. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 1. ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНОЙ МЕДНО-ПИРИТНОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕДНОГО И ПИРИТНОГО КОНЦЕНТРАТОВ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 18 13 . Какие технологические показатели достигаются при обогащении сульфидных медных и медно-пиритных руд? Лабораторная работа 2 ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНО-ОКИСЛЕННОЙ МЕДНОЙ РУДЫ МЕТОДОМ ФЛОТАЦИИ Цель работы: провести флотацию смешанной сульфидно-окисленной медной руды с получением медного концентрата. Краткие теоретические сведения Медные окисленные и смешанные руды находятся в верхних горизон- тах сульфидных месторождений. Эти руды имеют сложный минеральный со- став не только вмещающих, но и рудных пород. В них, как правило, одно- временно присутствуют карбонаты (малахит и азурит), оксиды (куприт и те- норит), силикаты (хризоколла) и сульфаты (брошантит и халькантит) меди. Окисленные руды характеризуются хрупкостью, землистостью, колломорф- ной структурой медных минералов. Все это способствует образованию вто- ричных шламов, которые оказывают отрицательное действие на флотацию. Между ионами кристаллической решетки окисленных медных минералов существует в основном ионная связь, что значительно затрудняет гидрофоби- зацию поверхности и флотируемость минералов. В зависимости от минерального состава окисленные медные руды можно классифицировать на легкообогатимые (основные медные минералы – малахит и азурит), среднеобогатимые (содержащие оксиды и карбонаты) и труднообогатимые (основные медные минералы – хризоколла и куприт). Основными методами переработки смешанных и окисленных руд яв- ляются: флотация сульфгидрильными собирателями после сульфидизации поверхности окисленных медных минералов; флотация медных минералов карбоновыми кислотами; комбинированные обогатительно-металлургичес- кие процессы; чисто гидрометаллургические процессы. Метод переработки смешанных и окисленных медных руд, основанный на предварительной сульфидизации поверхности окисленных минералов меди, пригоден лишь для легко- и среднеобогатимых руд. Объясняется это тем, что хорошо сульфидизируется поверхность только малахита, азурита и брошан- тита, которые затем флотируются обычными сульфгидрильными собирателями, например ксантогенатами, с длиной углеводородного радикала 4–6 атомов уг- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 2. ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНО-ОКИСЛЕННОЙ МЕДНОЙ РУДЫ МЕТОДОМ ФЛОТАЦИИ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 19 лерода. Слабо сульфидизируются руды, содержащие только окисленные ми- нералы. Совсем не поддаются сульфидизации хризоколла и другие минералы меди, входящие в состав труднообогатимых руд. Для сульфидизации поверхности окисленных минералов наиболее ши- роко применяется сернистый натрий, иногда сульфид бария или сероводород. Многочисленными исследованиями доказано, что сульфид натрия может об- разовывать прочные сульфидные пленки при рН не более 7. Гидроксидные ионы, образующиеся при гидролизе сернистого натрия, а также карбонаты и гидроксиды натрия, образующиеся при взаимодействии сернистого натрия с поверхностью окисленных минералов меди, повышают щелочность пульпы и ухудшают процесс сульфидизации. Поэтому серни- стый натрий подается в процесс порционно по всему фронту флотации. Ос- новная его часть (около 60 % общего расхода) поступает обычно в контакт- ный чан, в котором пульпа не должна интенсивно перемешиваться, чтобы не разрушалась образованная сульфидная пленка. Улучшают процесс сульфиди- зации соли аммония, например сульфат аммония, понижающий щелочность пульпы и ускоряющий образование прочной сульфидной пленки. Флотацию окисленных минералов меди карбоновыми кислотами мож- но применять для кварц- и силикатосодержащих руд. Однако наличие карбо- натных минералов пустой пароды и гидроксидов железа снижает эффектив- ность этого метода, так как жирно-кислотные собиратели хорошо флотируют минералы пустой породы и не флотируют хризоколлу. Если в перерабатываемых смешанных рудах повышенное содержание карбонатов, то руду перерабатывают по схеме с раздельной флотацией суль- фидов меди и окислов. Примером может служить технология обогащения смешанных медных руд на фабрике «Сакатон» (США) производительностью 9 тыс. т/сут. Руда содержит 0,96 % Cu в виде халькозина, азурита, малахита и хризоколлы. По- сле измельчения до крупности 50–55 % класса –0,074 мм руда направляется на сульфидную медную флотацию. В качестве собирателя применяются ами- ловый ксантогенат калия и «Аэрофлот 238», в качестве вспенивателя – смесь метилизобутилкарбинола (75 %) и аэрофроса (25 %). После активации окис- ленных минералов меди гидросульфидом натрия проводится их флотация реагентом 404 (производные меркаптобензотиазолов), подаваемым порцион- но по всему фронту флотации. Для руд, содержащих большое количество меди в виде хризоколлы, ку- прита, алюмосиликатов, а также «связанную» медь, применяются комбиниро- ванные методы, включающие процессы гидро- и пирометаллургии и флотации. Среди этих методов наибольшее распространение получил метод ВЦФ (выще- лачивание – цементация – флотация), разработанный в СССР В.Я. Мостови- чем и В.А. Ванюковым. Сущность метода ВЦФ заключается в том, что руда измельчается до крупности, при которой происходит вскрытие медных минералов. Верхний ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 2. ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНО-ОКИСЛЕННОЙ МЕДНОЙ РУДЫ МЕТОДОМ ФЛОТАЦИИ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 20 предел крупности обычно не превышает 1 мм. Затем измельченную руду выщелачивают в контактных чанах растворами серной кислоты (0,5–3,0 %). Обычно расход кислоты составляет 3–5 кг на 1 кг выщелачиваемой меди. Ес- ли в руде присутствуют труднорастворимые медные минералы, то пульпу при выщелачивании можно подогреть до 45–70 °С, что увеличивает извлече- ние меди в раствор на 6–10 %. Остаточная концентрация серной кислоты к концу процесса не должна быть более 0,05–0,1 %, так как ее избыток ухуд- шает последующие процессы цементации и флотации меди. При таком процессе выщелачивания окисленные минералы меди рас- творяются и медь переходит в раствор в виде медного купороса: Сu 2 СО 3 ( ОН) 2 + 2H 2 SO 4 = 2CuSO 4 – 3H 2 O + C О 2 Затем медь цементируется губчатым железом, стружкой или железным скрапом непосредственно в пульпе с получением цементной меди: CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Сu Расход железа на цементацию составляет 1,5–3,5 кг на 1 кг извлекаемой меди. Для полного извлечения меди из раствора (90–97 %) подается некото- рый избыток (10–20 %) осадителя. Количество железа, применяемого для це- ментации меди, зависит от остаточной концентрации кислоты в пульпе, из- быток которой можно перед цементацией нейтрализовать известью. Время цементации обычно составляет от пяти до нескольких десятков минут. Цементная медь, полученная в пульпе, флотируется сульфгидрильными собирателями или продуктами их окисления. Наиболее эффективными соби- рателями цементной меди являются реагенты СЦМ, представляющие собой органические дисульфиды с кислородсодержащими радикалами, а также диксантогениды. Лучше всего цементная медь флотируется в кислой среде. Из диксантогенидов наиболее эффективным является октиловый, затем гек- силовый, этиловый и бутиловый. Расход этих собирателей обычно не пре- вышает 80–200 г/т, а оптимальное значение рН составляет 4,5–4,7. Получаемая таким образом цементная медь содержит 75–85 % Cu. Применение такого комбинированного метода переработки упорных медных окисленных руд обеспечивает прирост извлечения меди по сравнению с ме- тодом прямой флотации на 30–40 % при повышении содержания меди в по- лучаемых концентратах в 2 раза. По комбинированной технологии ВЦФ обогащались упорные окислен- ные и смешанные руды на одной секции Алмалыкской медной фабрики. От- носительное содержание сульфидной меди в окисленной руде не превышало 25 %, а в смешанных – 30–70 %. Окисленные минералы меди были представ- лены азуритом, малахитом, купритом и хризоколлой. Окисленные руды ха- рактеризовались неравномерной вкрапленностью с прожилками. Для окисленных упорных руд возможно также применение схемы обо- гащения с классификацией измельченной руды на пески и шламы. Пески, в которых содержатся в основном сульфидные минералы меди и легкофлоти- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 2. ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНО-ОКИСЛЕННОЙ МЕДНОЙ РУДЫ МЕТОДОМ ФЛОТАЦИИ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 21 руемые окисленные минералы, доизмельчаются и флотируются с подачей сульфидизатора и собирателя. Шламы, в которых содержатся окисленные труднофлотируемые медные минералы, перерабатываются комбинирован- ным методом с применением серно-кислотного выщелачивания, цементации и последующей флотации цементной меди. Для окисленных медных руд с высоким содержанием карбонатов, для которых неэффективно применение процессов флотации и серно-кислотного выщелачивания, возможно использование сегрегационно-флотационного процесса, который освоен на фабриках «Катанга» (Заир) и «Акжут» (Маври- тания). Этот процесс, предусматривающий хлорирующий обжиг измель- ченной руды, восстановление меди и ее флотацию, осуществляется следую- щим образом. Руда, содержащая 5,0–5,5 % Cu, после измельчения и классификации до крупности 0,2 мм сгущается, фильтруется и направляется в шахтную су- шилку, откуда воздухом подается в специальный подогреватель, который со- стоит из циклонов и воздухонагревателя. Руда отделяется от потока воздуха в 8 циклонах (высотой 1 м) и поступает в бункер, а воздух выбрасывается в ат- мосферу через трубу. Из бункера руда подается питателем в циклоны, где на- гревается воздухом, имеющим температуру 1 100 °С. Руда из циклона, нагретая до 800 °С, направляется вместе с измельчен- ным хлористым натрием и коксом во вращающуюся печь. В печи за 20 мин при температуре 650 °С образуется хлорид меди, который восстанавливается коксом до металлической меди. Материал из печи репульпируется и на- правляется на флотацию с использованием амилового ксантогената калия, реагента Z-200 и соснового масла. Получаемый медный концентрат содер- жит 53–58 % Cu при извлечении 80 % [ 1 , 12 , 13 ]. Требования, предъявляемые к медным концентратам, представлены в табл. 1.3 Материалы, приборы и оборудование Навеска медной смешанной руды массой 100 г, весы электрические, флотационные реагенты заданной концентрации Na 2 S, NH 4 SO 4 , CaO, Na 2 SiO 3 , T-80, бутиловый ксантогенат, амиловый ксантогенат, клеенки, шпатели, чашки емкостью 400 мл, мерные цилиндры объемом 5, 10 мл, лабораторная флотационная машина механического типа с вместимостью камеры 0,5 л (см. рис. 1.1 , табл. 1.5 ). Порядок выполнения работы 1. Получить навеску смешанной медной руды и перечень реагентов. Выбрать реагентный режим по схеме, приведенной на рис. 2.1 , и после согла- сования с преподавателем приступить к работе. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 2. ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНО-ОКИСЛЕННОЙ МЕДНОЙ РУДЫ МЕТОДОМ ФЛОТАЦИИ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 22 Руда крупностью 85 % кл. -0,074 мм Рис. 2.1. Схема флотации смешанной медной руды 2. Промыть мельницу, загрузить в нее руду, реагенты. При этом долж- но выполняться соотношение Т:Ж:С = 1:0,5:8. Количество загружаемых реа- гентов вычислить по формуле ( 1.1 ) . Измельченную руду в виде пульпы за- грузить в камеру флотационной машины, измерить значение рН и после по- дачи реагентов в соответствии с режимом осуществить флотацию с обяза- тельным определением времени флотации в каждой операции и значения рН. 3. Все полученные продукты собрать в отдельные приемники, подпи- сать, высушить и взвесить с точностью до 0,1 г. 4. Отобрать пробы на химический анализ полученных продуктов. Для этого продукты флотации перемешать методом «перекатывания на клеенке» и методом «квадратования» отобрать пробу. Обработка результатов опытов 1. Осуществить расчет основных технологических показателей. 2. Составить баланс металла, который оформить в виде табл. 1.6. Контрольные вопросы и задания 1. Назовите основные минералы меди, имеющие промышленное значе- ние и их флотационные свойства. 2. Перечислите основные требования, которым должен удовлетворять медный концентрат. Измельчение Перемешивание с реагентами Флотация сульфидной меди Флотация окисленной меди Концентрат Хвосты ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 2. ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНО-ОКИСЛЕННОЙ МЕДНОЙ РУДЫ МЕТОДОМ ФЛОТАЦИИ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 23 3. Расскажите о поведении благородных металлов при флотационном обогащении медных руд. 4. Какие применяются реагенты при флотации смешанной медной руды, каков механизм их действия? 5. Перечислите преимущества (недостатки) применения сульфгидриль- ных и оксигидрильных собирателей при флотации медных руд. 6. Обоснуйте необходимость дробной подачи сернистого натрия в процесс. 7. Для флотации каких руд рекомендуют применять жирно-кислотные собиратели? 8. Перечислите основные методы переработки окисленных и смешан- ных медных руд. 9. Назовите причины трудной обогатимости смешанных медных руд. 10. Какой должна быть крупность пробы, направляемой на химический анализ? 11. Каковы назначение флотационных реагентов, механизм их действия, формулы, расходы в применяемой схеме? 12. Перечислите достоинства и недостатки гидрометаллургических способов переработки окисленных медных руд. 13. Какие технологические показатели достигаются при обогащении смешанных и окисленных медных руд? 14. Какая технология извлечения халькантита является наиболее эко- номически выгодной? 15. Расскажите о технологии кучного выщелачивания меди. Лабораторная работа 3 ОБОГАЩЕНИЕ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ КОЛЛЕКТИВНОГО МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА И РАЗДЕЛЕНИЕМ ЕГО СЕРНИСТЫМ НАТРИЕМ Цель работы: получить коллективный, медный и молибденовый концентраты из медно-молибденовой руды. Краткие теоретические сведения Молибден относится к группе редких металлов, мало распространен в земной коре. В первичных рудных месторождениях молибден представлен четырех- валентным сульфидным соединением – минералом молибденитом MoS 2 , а в |