Методические указания по самостоятельной работе, контрольноизмерительные материалы Техно логия обогащения руд цветных металлов. Банк тестовых заданий
 Скачать 2.26 Mb.
|
|
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 6. ОБОГАЩЕНИЕ СУЛЬФИДНОЙ МЕДНО-ЦИНКОВО-ПИРИТНОЙ РУДЫ ПО КОЛЛЕКТИВНО-СЕЛЕКТИВНОЙ СХЕМЕ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 55 3. Все продукты собрать в отдельные приемники, подписать, высушить, взвесить, отобрать пробы на химический анализ. Обработка результатов опытов 1. Рассчитать основные технологические показатели. 2. Составить баланс металлов, который оформить в виде табл. 1.6. Контрольные вопросы и задания 1. Назовите основные минералы меди и цинка, имеющие промышлен- ное значение и их флотационные свойства. 2. Назовите основные свойства (требования), которым должны удовле- творять медный, цинковый, пиритный концентраты. 3. Каковы основные трудности технологии обогащения медно-цинково- пиритных руд? 4. Перечислите способы активации цинковой обманки. 5. Назовите реагенты-собиратели, которые используются при обогаще- нии на отечественных и зарубежных фабриках. 6. Охарактеризуйте режим Шеридана – Гризвольда, расходы реагентов. Когда он используется? Лабораторная работа 7 ОБОГАЩЕНИЕ ОКИСЛЕННЫХ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД ПО СЕЛЕКТИВНОЙ СХЕМЕ С СУЛЬФИДИЗАЦИЕЙ В СВИНЦОВОМ И ЦИНКОВОМ ЦИКЛАХ ФЛОТАЦИИ Цель работы: получить свинцовый и цинковый концентраты из свинцово-цинковой руды. Краткие теоретические сведения Свинец входит в состав 144 минералов, но только немногие из них имеют промышленное значение ( табл. 7.1 ). ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 7. ОБОГАЩЕНИЕ ОКИСЛЕННЫХ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД ПО СЕЛЕКТИВНОЙ СХЕМЕ С СУЛЬФИДИЗАЦИЕЙ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 56 Таблица 7.1 Характеристика основных минералов свинца Минерал Формула Массовая доля свинца, % Плотность, г/см 3 Твердость Галенит Церуссит Англезит Вульфенит Пироморфит PbS PbCO 3 PbSO 4 PbMoO 4 Pb 5 (PO 4 ) 3 Cl 86,6 77,5 68,3 55,8 76,1 7,4–7,6 6,4–6,6 6,1–6,4 6,3–7,0 6,7–7,1 2–3 2,5–3,0 2,5–3,0 3 3,5–4,0 Галенит, или свинцовый блеск, PbS – основной свинцовый минерал во всех промышленных свинецсодержащих рудах. Спайность галенита весьма совершенная по кубу. Поэтому разрушение кристалла галенита происходит по плоскостям спайности без разрыва ионных связей, вследствие чего по- верхность свежеобнаженного галенита является гидрофобной. Основные примеси в галените – серебро, висмут, кадмий, сурьма, медь, олово, иридий, железо, марганец, цинк – могут значительно изменять его электропроводность и флотационные свойства. Церуссит РbСО 3 в зоне окисления сульфидных минералов ассоциирует обычно с англезитом и лимонитом. Имеет несовершенную спайность и обра- зует землистые или натечные агрегаты белого иногда желтоватого или серого цвета. Содержит в незначительных количествах примеси кальция, цинка, стронция, магния. Англезит PbSO 4 образуется преимущественно в зонах окисления свин- цово-цинковых сульфидных месторождений, а также гидротермальным пу- тем при взаимодействии рудоносных растворов с поверхностными водами, насыщенными свободным кислородом. Англезит образует обычно плотные зернистые или землистые массы, имеющие цвет от белого до серого, желтого или бурого. Англезит хрупкий и при измельчении легко шламуется. Пироморфит Pb 5 (PO 4 ) 3 Cl кристаллизуется в гексагональной сингонии. Крупных скоплений не образует, встречается в зонах окисления сульфидных месторождений вместе с англезитом, миметизитом, вульфенитом. В качестве примесей содержит кальций, мышьяк, хром, ванадий. При замещении фосфора в структуре пироморфита мышьяком образуется миметизит Pbs(AsO 4 ) 3 Cl, а ва- надием – ванадинит Рb 5 (V О 4 ) 3 С1. Из всего многообразия свинцовых минералов к сравнительно легкофло- тируемым относятся галенит, церуссит, англезит и вульфенит. Пироморфит, миметизит, ванадинит, деклуазит, крокоит – труднофлотирумые, а плюмбояро- зит, биверит, коркит, бэдантит – практически нефлотируемые минералы. Достоверные результаты определения минеральных форм свинца при фазовом анализе могут оказать значительную помощь при выборе техноло- гического режима обогащения или переработки исследуемой руды. Наиболее целесообразный метод извлечения окисленных минералов свинца из окисленных и смешанных свинцово-цинковых руд – их флотация после предварительной сульфидизации. Наблюдаемые при этом закономер- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 7. ОБОГАЩЕНИЕ ОКИСЛЕННЫХ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД ПО СЕЛЕКТИВНОЙ СХЕМЕ С СУЛЬФИДИЗАЦИЕЙ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 57 ности близки в значительной мере закономерностям флотации данных мине- ралов при обогащении свинцовых и свинцово-медных руд. Лучшие результаты при флотации сильножелезистых руд получают при подаче 35–45 % сернистого натрия в измельчение и 65–55 % – в основ- ную флотацию. При очень большом содержании в руде гидроксидов не толь- ко железа, но и марганца (как, например, в окисленных рудах месторождений Маджарово, КенЧаку, Гульшадское и др.) основную часть сульфидизатора (до 90 %) необходимо подавать в измельчение. При флотации маложелезистых окисленных и смешанных руд более целесообразной является обычно не единовременная, а дробная подача суль- фидизатора и собирателя. В этом случае если свинец представлен легкофло- тируемыми минералами, сульфидизатор подается непосредственно в камеры флотационных машин, если труднофлотируемыми, – в контактные чаны, ус- танавливаемые по фронту флотации, как, например, на фабрике «Сартори». Весьма важным условием эффективного извлечения окисленных свин- цовых минералов при флотации является поддержание рН в пределах 9,2–9,8 содой, сернистым натрием и жидким стеклом. При этих значениях рН обес- печивается: наиболее высокая скорость сульфидизации и флотации сульфидизиро- ванных свинцовых минералов при наименьшем расходе сернистого натрия; наиболее успешное подавление флотоактивных силикатов породы при подаче КМЦ, жидкого стекла или гексаметафосфата. Так, применение КМЦ в цикле основной окисленной свинцовой флотации при обогащении окислен- ных и смешанных руд с большим содержанием серицито-хлоритовых слан- цев позволяет повысить содержание свинца в окисленных свинцовых кон- центратах на 7–12 %. Расход КМЦ в условиях Зыряновской обогатительной фабрики при этом составляет 300–500 г/т; наиболее эффективная нейтрализация вредного действия растворимых солей. Применение для этих целей сульфата аммония на нерчинских фабри- ках позволяет повысить извлечение свинца из руд на 3–8 % при улучшении или сохранении качества концентратов и в ряде случаев сократить до 50 % расход сульфидизатора. Чем больше в руде карбонатов кальция, магния, раствори- мых солей и выше содержание церуссита, тем больше эффект от применения сульфата аммония. Причем единовременная подача его в процесс основной флотации почти всегда предпочтительнее дробной. Применение сульфата аммония в цикле свинцовой флотации практически не влияет на результаты последующей цинковой флотации. Руды, отличающиеся значительным содержанием в них пироморфита, плюмбоярозита, миметизита, англезита и небольшим содержанием церуссита и галенита (например, перерабатываемые на фабриках «Кличкинская», «Сар- тори» и др.), обогащаются с получением довольно низких технологических показателей. Так, извлечение свинца на фабрике «Сартори» в концентрат, со- держащий 45 % Pb и 200–300 г/т Ag, обычно не превышает 40 %. Применение высших ксантогенатов или их смесей с низшими ксанто- генатами позволяет повысить извлечение свинца из них на 6–8 % по сравне- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 7. ОБОГАЩЕНИЕ ОКИСЛЕННЫХ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД ПО СЕЛЕКТИВНОЙ СХЕМЕ С СУЛЬФИДИЗАЦИЕЙ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 58 нию с использованием только низших ксантогенатов. Наиболее высокое из- влечение свинца, например, при флотации окисленных руд месторождений Маджарово и Устрем получается при использовании гептилового, октилово- го или гексилового ксантогенатов. Одновременно возрастает извлечение зо- лота и серебра в свинцовый концентрат. Использование высших ксантоге- натов ИМ-68 и ИМ-79 в качестве собирателей позволило получить из нер- чинских руд сложного состава концентраты, содержащие 40–43 % Pb, на 85– 88 % представленного ранее не извлекаемыми минералами типа мимети- зита. При этом извлечение свинца в концентрат практически равно максималь- но возможному, определенному при изучении вещественного состава руд. В ряде случаев целесообразно к основному собирателю добавлять аэ- рофлот, меркаптобензотиозол и другие реагенты для повышения извлечения свинца, благородных металлов и улучшения селективности процесса и пено- образователя. Использование реагента Р-10 (типа меркаптана) обеспечило, например, получение устойчивых технологических показателей по извлече- нию окисленных минералов свинца на фабрике «Межица». На фабрике «Сартори» предпочтительнее оказалась смесь дитиофосфа- тов с тиокарбонилидом. Ее применение обеспечило удовлетворительные гидрофобизацию сульфидизированных свинцовых минералов и пенообразо- вание при их флотации, сокращение потерь окисленных минералов цинка в свинцовом концентрате, резко возрастающих при использовании ксантогена- тов с большей длиной углеводородной цепи, чем у этилового ксантогената. В некоторых случаях (если порода представлена в основном силиката- ми) целесообразно применение смеси жирных кислот и высших ксантогена- тов. Извлечение свинца в концентрат (при использовании такой смеси в ка- честве собирателя) из труднообогатимых окисленных руд Болгарии, в кото- рых свинец на 80–85 % представлен минералами типа пироморфита, состави- ло 86–87 %. Основная причина потерь свободных окисленных свинцовых минера- лов в хвостах флотации – большие отклонения концентрации сульфидных и ксантогенатных ионов от оптимальной из-за резких изменений вещественно- го состава перерабатываемых руд. Оптимальные условия ведения процесса сульфидизации и флотации различных окисленных свинцовых минералов из руд могут быть обеспечены при осуществлении на фабрике системы автома- тизации. Повысить качество окисленных свинцовых концентратов, загрязнен- ных пиритом, можно перефлотацией их в кислой среде (рН = 1,5–2,0) без со- бирателя и пенообразователя. Решить данную проблему применением гидро- циклонов для удаления пирита в песковую фракцию обычно не удается из-за значительных потерь свинца с пиритным продуктом. Для извлечения окисленных минералов цинка из руд в промышленных условиях используются два метода: Андреевой – Девиса и Рея. Метод Андреевой – Девиса заключается в предварительной сульфидиза- ции и активации медным купоросом обесшламленного материала при 50–70 °С и последующей флотации амиловым или изоамиловым ксантогенатом и ди- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 7. ОБОГАЩЕНИЕ ОКИСЛЕННЫХ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД ПО СЕЛЕКТИВНОЙ СХЕМЕ С СУЛЬФИДИЗАЦИЕЙ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 59 тиофосфатом. При этом важно обеспечить максимальную плотность мате- риала, поступающего на «горячую» сульфидизацию. Обязательны также предварительное удаление сульфидов железа и шламов и использование для стабилизации пены, особенно в операциях перечистки концентратов, пенообра- зователей типа соснового масла, иногда с добавками аполярных масел. До- рогостоящий изоамиловый ксантогенат можно заменить, например, смесью высших ксантогенатов С 6 – С 8 . Одинаковые технологические показатели по- лучаются при равных расходах собирателей. Извлечение цинка в обоих слу- чаях в 36–37 %-е окисленные цинковые концентраты составляет 77–78 % от исходного питания. При содержании в пульпе шламов небольшие добавки ще- лочи перед подачей собирателя повышают извлечение смитсонита. Метод Андреевой – Девиса успешно применяется на фабрике «Ризо» ( рис. 7.1 ) для извлечения окисленных минералов цинка из руд, характери- зующихся крупной вкрапленностью смитсонита и почти полным отсутствием гидроксидов железа и пропитки ими извлекаемых минералов. Циклу флотации окисленных цинковых минералов предшествуют сульфидно-окисленная флотация свинцовых минералов и сульфидная цинко- вая флотация с применением общепринятых реагентов. Хвосты сульфидной цинковой флотации обесшламливаются в гидроциклонах по классу -0,01 мм и поступают на трехступенчатое перемешивание с реагентами при 50 °С. Пред- варительное обесшламливание в гидроциклонах не только уменьшает вредное влияние шламов на флотацию окисленных минералов цинка, но и позволяет снизить расход медного купороса для их активации с 2,43 до 1,32 кг/т. Принятые технологический режим и схема дают возможность получать при хорошем качестве концентратов довольно высокое извлечение как обще- го (79–82 %), так и окисленного (76–78 %) цинка. Высокие технологические показатели по извлечению окисленного цинка достигаются тщательным кон- тролем операций обесшламливания и кондиционирования исходного питания окисленной цинковой флотации, в первую очередь регулированием концен- трации сернистого натрия в операциях сульфидизации и активации цинковых минералов. Удаление избытка сернистого натрия в пульпе к моменту подачи медного купороса производится с помощью раствора ацетата свинца. Метод Андреевой – Девиса оказался, однако, непригодным для руд со значительным содержанием гидроксидов железа. Сближение флотационных свойств смит- сонита и оксидов железа (а также марганца) в условиях данного метода, по мнению Л.И. Гросмана, определяется резким депрессирующим действием лимонита на окисленные цинковые минералы, которое преодолевается лишь при значительном увеличении концентрации собирателя. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 7. ОБОГАЩЕНИЕ ОКИСЛЕННЫХ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД ПО СЕЛЕКТИВНОЙ СХЕМЕ С СУЛЬФИДИЗАЦИЕЙ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 60 Рис. 7.1. Технологическая схема обогащения руд на фабрике «Ризо» К недостаткам этого метода следует также отнести необходимость по- догрева всей пульпы до 50–70 °С и тщательного регулирования соотношения между концентрациями одновременно присутствующих ионов собирателя, сульфида и медного купороса. Кроме того, можно отметить недостаточную эффективность данного процесса в применении его к флотации силикатов цинка. Метод Рея, заключающийся во флотации цинковых минералов пер- вичными алифатическими аминами после перемешивания пульпы с серни- ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа 7. ОБОГАЩЕНИЕ ОКИСЛЕННЫХ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД ПО СЕЛЕКТИВНОЙ СХЕМЕ С СУЛЬФИДИЗАЦИЕЙ Технология обогащения руд цветных металлов. Лаб. практикум 61 стым натрием при обычной температуре, более селективен по отношению к гидроксидам железа и более эффективен при флотации силикатных минера- лов цинка. Он не требует подогрева пульпы и тщательного регулирования концентрации сульфидных ионов. Избыток сернистого натрия не депресси- рует, как при ксантогенатной флотации, а активирует окисленные цинковые минералы при флотации катионным собирателем. Применимость процесса ограничивается лишь степенью рассеянности полезных минералов в породе и эффективностью предотвращения вредного влияния растворимых солей и шламов при флотации. По этим причинам он является основным при извле- чении окисленных минералов цинка из руд в промышленных условиях, на- пример на фабриках «Галетти», «Буггеру», «Сартори», «Монт-Агруксо», «Сан-Джиованни», «Мацуа». Циклу флотации окисленных цинковых минералов на всех фабриках предшествует флотационное удаление оксидов и сульфидов свинца, а также сульфидов цинка и железа, что позволяет предотвратить загрязнение окис- ленных цинковых концентратов и сократить расход реагентов. После пере- мешивания пульпы с реагентами-регуляторами, ее обесшламливания или то- го и другого вместе подается сернистый натрий и немедленно вслед за ним катионный собиратель с пенообразователем. Даже незначительное превыше- ние оптимального времени перемешивания с сульфидизатором перед пода- чей собирателя ухудшает результаты флотации окисленных цинковых мине- ралов. Как и при флотации свинцовых минералов, они определяются в ос- новном расходом сульфидизатора и собирателя. Оптимальный расход суль- фидизатора при этом тем больше, чем выше содержание в руде оксидов же- леза, глины и рудных карбонатов, и может достигать в ряде случаев 6–10 кг/т. Оптимальное значение рН окисленной цинковой флотации находится в пре- делах 10,5–11,1. При этом флотация цинковых минералов протекает тем эф- фективнее, чем выше концентрация сульфидных ионов в жидкой фазе пуль- пы. Замена даже части сернистого натрия в промышленных условиях едким натром (при оптимальных значениях рН) приводит к ухудшению технологи- ческих показателей. Эффективная депрессия минералов породы сравнительно легко дости- гается с помощью жидкого стекла или гексаметафосфата. Причем для силь- ножелезистых глинистых руд, особенно если цинк представлен в основном каламином, рациональнее применять более мягкий депрессор – жидкое стек- ло, а для руд с низким содержанием железа – небольшую подачу фосфата. Катионные собиратели – амины – используются в виде растворимых солей (уксусно- или соляно-кислых), а также в виде эмульсии в воде или ка- ком-нибудь органическом растворителе. Хорошие результаты получены только с первичными алифатическими аминами С 12 –C 18 . Вторичные и тре- тичные амины, четвертичные аммониевые соли, ароматические амины и амиды не обладают коллектирующими свойствами по отношению к окислен- ным цинковым минералам. В России для их флотации предложены близкие по составу катионные реагенты из хлор-парафинов (ИМ-11) и нитропарафи- нов (АНП). Реагент АНП состоит из хлоргидратов первичных аминов С 13 –C 15 , |