Обогащение медно-цинковых руд
Медно-цинковые руды являются наиболее сложным объектом для флотационного обогащения. Объясняется это сложностью их вещественного состава, характером вкрапленности минералов меди, цинка, пирита, близостью флотационных свойств сульфидов меди, цинка и железа.
Основным сульфидным минералом цинка является сфалерит или цинковая обманка ZnS. (табл. 82).
Таблица 82. Характеристика основных цинковых минералов
| Минерал | Формула | Содержание цинка,% | Плотность, кг/м3 | Твердость |
| Сфалерит | ZnS | 67,1 | 3500…4200 | 3…4 |
| Смитсонит | ZnCO3 | 59,5 | 3500…3800 | 2,5 |
| Каламин | 2ZnO ·SiO2 ·H2O | 3400…3500 | 4…5 | |
| Цинкит | ZnO | 80,3 |
Основной изоморфной примесью в цинковой обманке является железо, содержание которого может доходить до 26%. Богатая железом разновидность сфалерита – марматит, которая обладает бурым, коричневым и даже черным цветом; бесцветная или слабоокрашенная разновидность сфалерита, мало содержащая железа, - клейофан. Разновидность сфалерита, обогащенная марганцем называется вюрцит.
Флотируемость сфалерита зависит от его вещественного состава и элементов, которые присутствуют в нем в виде изоморфных примесей, и особенно железа. Лучше всего флотируется маложелезистый сфалерит. Увеличение содержания железа в кристаллической решетке сфалерита повышает его способность к окислению и к снижению флотируемости неактивированного сфалерита.
Неактивированный сфалерит хорошо флотируется ксантогенатами, однако для повышения его флотируемости сфалерит перед подачей собирателя подвергают активации медным купоросом, которая происходит в результате обмена катионов цинка кристаллической решетки сфалерита на катионы меди с образованием на поверхности слоя CuS. Предварительная активация сфалерита ионами меди увеличивает сорбцию собирателя и повышает прочность его закрепления. Природная активация сфалерита происходит как в самом месторождении в результате окисления сульфидных медных минералов, особенно вторичных, так и при измельчении. Способствуют такой активации и водорастворимые минералы меди, например, халькантит CuSO4· 5H2O.
Депрессорами цинковой обманки являются цианид с цинковым купоросом, сернистый натрий в сочетании с цинковым купоросом, сульфит и тиосульфат натрия в сочетании с сернистым натрием и цинковым купоросом.
Получаемые при флотации цинксодержащих руд цинковые концентраты обычно содержат от 45 до 56% цинка, не более 1…3,5% меди и 5…12% железа.
В зависмости от минерального состава и содержания полезных компонентов медно-цинковые руды принято классифицировать на:
- сплошные (колчеданные) сульфидные руды с содержанием сульфидных минералов 75…95%;
- вкрапленные руды с содержанием сульфидных минералов 20…30%.
Медно-цинковые руды, перерабатываемые на уральских обогатительных фабриках (Гайская, Учалинская, Сибайская и др) являются в основном колчеданными. Эти руды сильно различаются по минеральному составу, характеру вкрапленности ценных минералов, содержанию меди, цинка, серы, их соотношением. Для них характерно преобладание сульфидов железа (пирита, пирротина, марказата, суммарное содержание которых может достигать 90%. В рудах помимо халькопирита и сфалерита могут содержаться борнит, халькозин, ковеллин, блеклые руды. Минералы пустой породы представлены серицитом, хлоритом, кварцем, баритом.
Все колчеданные руды отличаются разнообразной текстурой, структурой и степенью метаморфизма. Один и тот же минерал может быть представлен несколькими генерациями, отличающимися формой, размером зерен, содержанием примесей.
Наличие в руде различных сульфидов меди,, а также сульфатов и оксидов меди, присутствие сфалерита, обладающего различной флотируемостью, и флотоактивного пирита, неблагоприятное соотношение в руде меди и цинка (от 1:2 до 1:0,3) создают значительные трудности в осуществлении селективной флотации.
Медно-цинковые руды в зависимости от вещественного состава и особенно содержания в них сульфидной серы обогащаются по схеме прямой селективной флотации или коллективно-селективной флотации.
При прямой селективной флотации вся руда измельчается до крупности 85…95% класса минус 0,074 мм, когда происходит раскрытие основной массы тонковкрапленных зерен халькопирита, сфалерита и пирита.
На Сибайской обогатительной фабрике перерабатываются колчеданные и вкравпленныемедно-цинковые руды, отличающиеся тонкой взаимной вкрапленностью сульфидных минералов. Отделение их возмодно лишт при измельчении до крупности 95…100% класса минус 0,044. Руды этого месторождения обогащаются по трехстадиальной прямой селективной флотации (рис. 200).
Рис. 200. Схема селективной флотации медно-цинковых руд
Для подавления сфалерита в мельницы подается сульфит натрия (50 г/т) и цинковый купорос (50 г/т), для депрессии пирита- известь. Медная флотация проводится в присутствии бутилового ксантогената (90…150 г/т) и пенообразователя. В цинковую флотацию для активации сфалерита подается медный купорос (400 г/т). Щелочность пульпы для депрессии пирита в основной циоковой флотации составляет 800…900 г/м3 свободной СаОи в перечистных повышается до 1300 г/м3. Цинковый концентрат с содержанием цинка до 30…40% цинка подвергается операции обезмеживания и обезжелезнения, которая включает сгущение до 75% твердого, десорбцию ксантогената сернистым натрием и перемешивание с железным или цинковым купоросом. Медно-пиритная флотация осуществляется с подачей ксантогената (до 570 г/т). Получаемый при этом цинковый концентрат в виде камерного продукта содержит до 52% цинка при содержании в нем меди до 0,6%. Медно-пиритный продукт присоединяется к медному концентрату, содержащему 19…20% меди при извлечении меди до 85%.
Коллективно-селективная схема флотации медно-цинковых руд применяется на Гайской и Учалинской обогатительных фабриках, где перерабатываются сплошные и вкрапленные рудыв основном медно-цинковые.
На Гайской обогатительной фабрике в настоящее время перерабатываются шахтные сплошные и вкрапленные медные и медно-цинковые руды, а также привозные руды.
Эти руды отличаются тесной ассоциацией сульфидов при весьма неравномерной вкрапленности их, большим многообразием руд (медные, медно-цинковые, серноколчеданные, сплошные медные) с различным содержанием металлов, разнообразием состава медных минералов (первичные и вторичные сульфиды, оксиды), высокой флотационной активностью части пирита. На фабрике применяются для обогащения этих руд две разновидности схемы: коллективно-селективная схема с доизмельчением грубого медно-цинкового концентрата и коллективно-селективная с депрессией пирита в основной флотации и получением медно-цинкового концентрата.
На фабрике применяется четырехстадиальная схема измельчения исходной руды крупность которой после трехстадиального дробления составляет 20% класса плюс 20 мм. После третьей стадии измельчения до крупности 70…75% класса минус 0,074 мм проводится межстадиальная флотация (рис.201),
где извлекаются в основном вторичные сульфидные минералы меди, которые флотируются также после IV стадии измельчения при крупности 75…78% класса минус 0,074 мм при небольшом расходе ксантогената (5…10 г/т). Камерный продукт медной флотации является питанием основной медно-цинковой флотации, которая проводится после перемешивания с медным купоросом (10…50 г/т). Расход ксантогената в медно-цинковой флотации уже составляет 120…170 г/т. Отвальные хвосты выделяются в виде камерного продукта контрольной медно-цинковой флотации. При содержании в руде пиритной серы более 38% эти хвосты являются пиритным концентратом.
Грубый медно-цинковый концентрат, содержащий 3% меди и 2% цинка после доизмельчения до крупности 92…95% класса минус 0,074 мм трижды перечищается в известковой среде пири рН до 12 для депрессии пирита. После перечисток медный концентрат, который содержит 13% меди и 9% цинка, направляется на десорбцию в присутствии NaHS и на медно-пиритную флотацию. Получаемый медно-пиритный концентрат присоединяется к медному концентрату, который содержит 14% меди и 2…3% цинка. Камерный продукт медно-пиритной флотации – это цинковый концентрат, в котором содержание цинка составляет 50% и меди 1%. Дкпрессия сфалерита проводится цинковым купоросом, который подается в медно-пиритную флотацию.
Медно-цинковые руды, перерабатываемые на Учалинской фабрике, относятся к труднообогатимым, отличаются сложностью минерального состава, высокой флотационной активностью сфалерита, неравномерной вкрапленностью сульфидных минералов и повышенным содержанием цинка. В сплошных рудах содержание пирита доходит до 86%, содержание халькопирита составляет 2% и сфалерита – 5,5%. Вторичные сульфиды меди (от 10 до 60% от содержания общей меди) представлены ковеллином и халькозином. Присутствует в руде и теннантит.
Обогащение руды на фабрике проводится по коллективно-селективной схеме (рис. 202). Измельчение руды перед коллективной флотации осуществляется до крупности 85…90% класса минус 0,074 мм. Для активации сфалерита в коллективную флотацию подается медный купорос (70…100 г/т). Депрессия сфалерита и пирита при разделении коллективного концентрата достигается подачей в измельчение этого концентрата сочетания сернистого натрия и цинкового купороса при соотношении 1:2.5. Подаются эти реагенты и при доизмельчении грубого медного концентрата до крупности 100% класса минус 0,074 мм перед перечистными операциями. Из хвостов медной флотации извлекается цинковый концентрат при активации цинковой обманки медным купоросом. Хвосты коллективной и цинковой флотации являются пиритным концентратом. Цинковый концентрат с содержанием железа 10…13% подвергается операции обезмеживания и обезжелезнения после десорбции ксантогената сернистым натрием в присутствии активированного угля. Цинковый концентрат выделяется при этом в камерный продукт с депрессией сфалерита сернистым натрием и цинковым купоросом при рН 9,0…9,2. Выделяемый медно-пиритный продукт после трех перечисток направляется в цикл селективной флотации. Получаемый медный концентрат содержит 16…18% меди при извлечении до 80%. Цинковый концентрат при извлечении цинка 75% содержит 48…49% цинка. На фабрике в качестве собирателя применяется бутиловый ксантогенат, пенообразователя метилизобутилкарбинол (МИБК).
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 160; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!