Методические указания по самостоятельной работе, контрольноизмерительные материалы Техно логия обогащения руд цветных металлов. Банк тестовых заданий
 Скачать 2.26 Mb.
|
|
24 зоне окисления – кислородными шестивалентными соединениями, например минералом повеллитом СаМоО 4 В рудах известно около 20 молибденовых минералов, но промышлен- ное значение имеют лишь четыре ( табл. 3.1 ): молибденит, повеллит, ферри- молибдит (молибдит), вульфенит. Причем мировая добыча молибдена при- мерно на 98 % осуществляется за счет молибденита. Таблица 3.1 Характеристика основных минералов молибдена Минерал Формула Массовая доля молибдена, % Плотность, г/см 3 Твер- дость Молибденит Повеллит Ферримолибдит (молибдит) Вульфенит MoS 2 CaMoO 4 3MoO 3 ·Fe 2 O 3 ·7H 2 O PbMoO 4 59,94 48,2 39,7 26 4,7 4,5 4,5 6,8 1,3 3,5 1,5 3 Молибденит – самый распространенный молибденовый минерал. Он характеризуется сложной кристаллической решеткой, его кристаллы имеют слоистую структуру, в которой каждый атом молибдена окружен шестью атомами серы по вершинам тригональной призмы с расстоянием между ними 2,35·10 -10 м, т. е. каждый слой из атомов молибдена расположен параллельно между двумя слоями атомов серы. В слое действуют сильные атомные связи, а между слоями – слабые молекулярные силы. Поэтому молибденит обладает совершенным расщеплением и относится к минералам с аполярной поверх- ностью кристаллов. При измельчении молибденит расщепляется в виде чешуек или листо- видных частиц, поэтому он обладает высокой природной гидрофобностью. Частицы молибденита трудно смачиваются водой, но легко взаимодействуют с углеводородными маслами, поэтому типичными собирателями для молиб- денита являются аполярные углеводородные реагенты – керосин, трансфор- маторное масло, машинные масла и др. При этом установлено, что фракции, обладающие более высокой температурой кипения, имеют больший угол смачивания на поверхности молибденита. Для эффективной флотации молибденита в большинстве случаев дос- таточно небольших загрузок аполярного собирателя. При этом флотационная активность аполярного собирателя обычно тем выше, чем больше содержа- ние в нем непредельных соединений и ароматических углеводородов, чем лучше он эмульгирован и чем выше исходная гидрофобность флотируемых частиц. Исходная гидрофобность, определяемая соотношением гидрофобных и гидрофильных участков на поверхности молибденита, зависит, в свою оче- редь, от крупности его кристаллизации, совершенства кристаллических форм, степени измельчения и окисления, характера включений пустой породы. Под действием растворенного кислорода воздуха поверхность молиб- денита несколько окисляется и смачиваемость его водой улучшается. Основ- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 3. ОБОГАЩЕНИЕ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 25 ным продуктом окисления является гидратированный триоксид молибдена ( МоО·Н 2 О), образующийся по краям незавершенных плоскостей роста и тор- цевым участкам кристаллов. При значительной доле активно взаимодейст- вующих с водой окисленных участков на поверхности средняя гидрофоб- ность частиц становится невысокой. Для гидрофобизации полярных участков необходима добавка гетерополярных реагентов, роль которых при флотации сульфидных руд выполняют сульфгидрильные собиратели. Вследствие высокой природной гидрофобности молибденита, резко от- личающейся от гидрофобности сопутствующих минералов, при флотации его с аполярными собирателями в слабощелочной среде (рН 8,0–8,5) достигается высокое извлечение молибдена (95 %), несмотря на низкое содержание в ис- ходной руде. Предварительная обработка молибденита аполярным реагентом умень- шает адсорбцию анионных собирателей. Анионные собиратели десорбиру- ются с поверхности молибденита ионами ОН - , HS - и S 2- при высокой их кон- центрации. Подавителями молибденита являются крахмал, декстрин и другие ор- ганические коллоиды. Его флотационная способность полностью подавляет- ся после высокотемпературного окислительного обжига. Подавление флотации молибденита сопровождается сорбцией органи- ческих депрессоров без вытеснения собирателя с поверхности. Гидрофилиза- ция поверхности обусловлена тем, что размеры гидрофильных молекул де- прессора значительно превышают размеры углеводородных радикалов соби- рателя и экранируют их при закреплении на поверхности аналогично тому, как это предполагается для жидкого стекла. Избыточный расход декстрина и особенно крахмала приводит к де- прессии флотации и других сульфидов. Сорбция крахмала и декстрина на поверхности минералов обусловлена водородными связями. Поскольку в закреплении участвует большое число полярных групп каждой молекулы депрессора, то достигается прочная связь депрессора с минералом, хотя энергия единичной водородной связи и не ве- лика. Например, показано, что сорбция декстрина на молибдените протекает по механизму физической адсорбции. Достаточная прочность закрепления его на поверхности – следствие значительной величины свободной энергии адсорбции, составляющей 5,4 ккал на 1 моль мономера декстрина. Декстрин является эффективным депрессором молибденита, если его поверхность еще не покрыта аполярным собирателем. В противоположном случае (например, при подаче декстрина после загрузки собирателя) декст- рин не обеспечивает депрессии флотации молибденита, что объясняют влия- нием изменения состояния двойного электрического слоя, соотношения дей- ствующих на поверхности сил Ван-дер-Ваальса, степени гидратации, а также возможностью частичного растворения декстрина в масляной фазе и замеще- нием адсорбированного декстрина маслом. По этой причине коллективный медно-молибденовый концентрат перед его разделением, основанным на де- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 3. ОБОГАЩЕНИЕ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 26 прессии молибденита декстрином или крахмалом, подвергается низкотемпе- ратурному обжигу для удаления с его поверхности собирателя. Флотируемость молибденита довольно резко ухудшается тонкими шламистыми частицами слоистых алюмосиликатов (сланцев, талька, бенто- нитовых глин и др.), обладающих гидрофобностью по плоскостям спайности, и гидрофобизированными шламами сульфидных минералов (например, халь- копирита). Депрессорами молибденита являются также красители с несколь- кими группами -N=О, -N=NH, -ОН, -NH 2 , -NHR и некоторые другие реагенты. Однако гораздо чаще при селективной флотации используются реагентные режимы, основанные на флотации молибденита и депрессии других суль- фидных минералов. Эффективная депрессия сульфидных минералов меди, особенно вторичных, может быть достигнута в присутствии феррицианида калия (красной кровяной соли). Промышленное содержание молибдена в перерабатываемых рудах ко- леблется в широких пределах. В чисто молибденовых рудах обычно содержится 0,1–0,5 % Мо и более, а в медно-молибденовых, вольфрамо-молибденовых и других, включающих два и более ценных компонентов, – 0,01 % и менее. В то же время в процессе обогащения необходимо получать концентраты с высоким содержанием молибдена – 45–50 % и более. Флотация сульфидных молибденовых руд. Этот тип руд относится к наиболее легко обогатимым. Руды содержат незначительное количество сульфидов тяжелых металлов, молибденит в них тесно ассоциирует с квар- цем и вкраплен очень неравномерно, что требует применения многостади- альных схем измельчения и флотации: I стадия основной флотации осущест- вляется после грубого измельчения (примерно до –0,1–0,2 мм), а последняя перечистная, или контрольная, флотация – после измельчения до –0,044 мм. Концентрат основной флотации часто перечищается 3–6 раз. В качестве собирателей молибденита обычно применяются аполярные реагенты – керосин, трансформаторное масло (100–200 г/т) и другие углево- дородные масла, а также ксантогенаты, в качестве пенообразователей – со- сновое масло, ксиленол и др. Молибденит флотируется в щелочной среде (рН 7,5–8,0), создаваемой содой (1–2 кг/т). При повышенном содержании сульфидов меди и железа их подавляют сульфидом натрия, подаваемым в цикл доизмельчения концентрата, и цианидами, подаваемыми в перечистные операции и операции доводки. При повышенном содержании шламов применяют жидкое стекло (0,5–2,0 кг/т). Расход подавителей определяется содержанием и характером сульфидов и обычно колеблется от 3 до 30 кг/т концентрата сульфида натрия и от 0,3 до 3 кг/т цианидов. Фабрика «Тендерсон» компании «Клаймакс молибденум Ко» (штат Коло- радо, США) была введена в эксплуатацию в 1976 г. и имеет производительность 30 тыс. т/сут. Руда, перерабатываемая на фабрике, содержит 0,295 % Мо. При обогащении получается молибденовый концентрат, содержащий 91 % мо- либденита (54,5 % Мо). ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 3. ОБОГАЩЕНИЕ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 27 Медно-молибденовые руды перерабатывают обычно по схеме коллек- тивной флотации с последующим разделением коллективного концентрата на медный и молибденовый, иногда получают и пиритный концентрат. Наи- большее значение имеют порфировые медно-молибденовые руды, характери- зующиеся как крупной вкрапленностью молибденита и пирита, так и наличи- ем тонковкрапленных минералов меди, молибдена и пирита. К таким рудам целесообразно применять стадиальные схемы обогаще- ния с выделением коллективного медно-молибденового концентрата и от- вальных хвостов при грубом измельчении руды до 45–55 % класса –0,074 мм. Коллективный концентрат после классификации и доизмельчения песков классификатора до 90–95 % класса –0,074 мм подвергается перечистке. В ряде случаев при флотации медно-молибденовых порфировых руд применяют схемы, предусматривающие контрольную флотацию хвостов ос- новной коллективной флотации с перечисткой концентрата получаемого в контрольной флотации (с предварительным доизмельчением этого концен- трата или без него). Такие схемы используются на фабриках Балхашская, «Пинто Вэлли» и др. Разделение медно-молибденовых концентратов – основная проблема при обогащении медно-молибденовыхруд. Оно может быть осуществлено подавлением медных минералов и флотацией молибденита или наоборот. Разделение коллективного концентрата осуществляется обычно после его сгущения с последующей репульпацией. Сгущение позволяет удалить часть реагентов, что создает определенную независимость и стабильность работы цикла доводки молибденового концентрата. В настоящее время в промышленной практике нашли применение не- сколько методов разделения коллективных медно-молибденовых концентратов. 1. Пропарка в среде сернистого натрия. Сернистый натрий (3–5 кг/т кол- лективного концентрата) подают в перечистные операции, а хвосты перечист- ки поступают в начало основной молибденовой флотации, что обеспечивает поступление реагента по всему фронту флотации. В условиях «паровой» флотации молибденита сульфиды меди и пирит деперссируются. Темпера- тура процесса 80–90 °С создается «острым» паром непосредственно во фло- тационных машинах. Замечено, что при нагреве пульпы до 80–90 °С резко усиливается де- сорбция собирателя сернистым натрием со всех сульфидов, кроме молибде- нита (и повеллита). Это объясняется более замедленным окислением (разло- жением) сернистого натрия, так как в условиях «паровой» флотации снижа- ются доступ кислорода в пульпу (пар содержит меньше кислорода, чем ок- ружающий воздух) и окисление сернистых и гидросернистых ионов (до ио- нов SO 4 2- , не являющихся десорбентами собирателя). При нагреве пульпы уменьшается растворимость газов в ее жидкой фа- зе. Поэтому они выделяются в виде микропузырьков, которые закрепляются в первую очередь на молибдените как наиболее гидрофобном минерале, что улучшает флотируемость его наиболее мелких частиц. Для увеличения коли- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 3. ОБОГАЩЕНИЕ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 28 чества газов, выделяющихся из раствора, в пульпу вводится бикарбонат на- трия NaHCO 3 (около 150–200 г/т), который при повышенной температуре разлагается с выделением углекислого газа. Применение «паровой» флотации позволило в 5–6 раз снизить расход сернистого натрия и значительно повысить технологические показатели се- лективной флотации. Этот метод нашел широкое применение при разделении коллективных медно-молибденовых концентратов на обогатительных фабри- ках. На Балхашской обогатительной фабрике при содержании в коллек- тивном концентрате 18 % Cu и 0,1–0,15 % Мо получают кондиционный мо- либденовый концентрат при извлечении молибдена около 60 %. При разделении медно-молибденового концентрата расход реагентов составляет, г/т коллективного концентрата: 150 кальцинированной соды (в основную и контрольную флотации); 312 керосина; 2 700–3 000 сернистого натрия (в основную, контрольную и I и III перечистные флотации); 250 жидкого стекла (в основную, I и III перечистные флотации). 2. Флотация молибденита и подавление сульфидов меди и пирита после окислительной пропарки коллективного концентрата (в течение 40–60 мин) в известковой среде в плотной пульпе (55–65 % твердого). Для интенсифика- ции пропарки в процесс иногда дополнительно подается воздух. Пропарка в известковой среде способствует разрушению и снятию с поверхности суль- фидов меди и пирита пленки собирателя и окислению поверхности этих сульфидов. На Алмалыкской обогатительной фабрике пропарка проводилась «ост- рым» паром в контактных чанах при температуре 70–80 °С и содержании свободной СаО 800–1 000 г/м 3 . После пропарки пульпа поступала в отдель- ный чан для разбавления свежей водой до 20–27 % твердого. Содержание свободной СаО снижалось до 200–300 г/м 3 Молибденит флотируется нейтральными маслами (керосин или вере- тенное масло и др.), которые подаются перед пропаркой в основную и в I и V перечистные операции. Сернистый натрий также поступает (до 3–5 кг/т концентрата) в различные операции флотации. В таком же количестве в про- цесс флотации добавляется жидкое стекло. Для дополнительного подавления сульфидов меди и пирита иногда добавляются цианиды. При содержании молибдена в коллективном концентрате около 0,1 % в готовом молибденовом концентрате после селективной флотации содержа- лось молибдена не ниже 40 %. 3. Флотация молибденита и подавление сульфидов меди и пирита после низкотемпературного окислительного обжига коллективного концентра при 260– 330 °С. В процессе обжига окисляется поверхность сульфидов меди и железа, разрушается пленка собирателей на всех сульфидах (в том числе пленка аполярного реагента на поверхности молибденита) без окисления са- мой поверхности. После обжига проводится репульпация концентрата с по- следующей флотацией молибденита нейтральными маслами. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 3. ОБОГАЩЕНИЕ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 29 4. Подавление сульфидов меди и железа гидросульфидом натрия NaHS, сульфидом аммония (NH 4 ) 2 S или гидросульфидом аммония NH 4 HS самостоя- тельно или в сочетании Na 2 S с NaHS и с (NH 4 ) 2 S без пропарки. Например, на фабрике «Бренда» (Канада) медно-молибденовый концентрат разделялся с помощью гидросульфида натрия (около 10 кг/т коллективного концентрата), а на фабрике «Гибралтар» (Канада) – сульфида аммония (4 кг/т) и гидро- сульфида натрия (8 кг/т). Гидросульфид натрия используется также на фаб- риках «Миши» и «Айленд» (Канада). 5. Флотация молибденита и подавление сульфидов меди и железа реа- гентом «Ноукс». Разделение коллективного концентрата осуществляется при рН 8,0–10,5 и расходе реагента «Ноукс» около 5–8 кг/т коллективного кон- центрата. Возможно совместное использование этого реагента с сернистым натрием. Разделение медно-молибденового концентрата с применением реа- гента «Ноукс» осуществляется на фабриках «Пима», «Эль-Сальвадор», «Пинто Вэлли» (США) и др. 6. Подавление сульфидов меди и железа реагентом «Анимол Д» Расход реагента составляет около 6–8 кг/т коллективного концентрата. Применяется он на фабрике «Чукикамата» (Чили). Реагент «Анимол Д» в сочетании с циа- нидом натрия используется при селекции медно-молибденового концентрата на фабрике «Лорнекс» (Канада). 7. Флотация молибденита и подавление сульфидов меди и железа фер- рицианидами (1,0–1,5 кг/т) или цианидом натрия (около 0,5 кг/т) в слабоще- лочной среде совместно с сульфатом цинка. Этот метод применяется на фаб- риках «Моренси» (США), «Гаспе» (Канада) и др. 8 . Подавление сульфидов меди и железа с помощью окислителей – пе- рекиси водорода (0,5–1,0 кг/т), гипохлорида натрия (около 2 кг/т) и др. Эти окислители применяются на фабрике «Сан-Мануэль» (США). 9. Подавление молибденита органическими коллоидами (крахмал, дек- стрин) и флотация сульфидов меди. Этот метод используется на фабриках «Магна», «Артур» и «Сильвер-Белл» (США). Коллективный концентрат пе- ред флотацией сульфидов меди сгущается для удаления в слив аполярных реагентов, избыток которых и наличие их на поверхности молибденита за- трудняют подавление молибденита крахмалом или декстрином. Далее кол- лективный концентрат репульпируется свежей водой до 20 % твердого; в пульпу добавляется 600–900 г/т крахмала или декстрина (в виде 10 %-го раствора) и флотируется медный концентрат в известковой среде (рН = 11,5–12,0) для по- давления пирита. Перечищают медный концентрат также при добавлении из- вести и декстирна (или крахмала). Хвосты медной флотации обезвоживаются и подвергаются обжигу при 300 °С для разрушения пленки декстрина, после чего флотируют молибденит с аполярными маслами и пенообразователем. Для очистки молибденового концентрата от сульфидов меди в перечистные операции подают цианиды (500–700 г/т концентрата). Для разделения очень сложных по вещественному составу медно- молибденовых концентратов применяют сочетание 2–3 и более перечислен- ных выше методов. |