Время чтения статьи, примерно 10 мин.

Сулина Р.И., Шабалин А.В. Бециановая технология разделения коллективных медно-цинково-перитных концентратов 1965 год. Ленинград, 1965. БЕСПЛАТНО.

Государственный комитет по черной и цветной металлургии при Госплане СССР. Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых

Доклад к У Научно-технической сессии института Механобр Сулина Р.И., Шабалин А.В. (июнь 1965 г.) Ленинград, 1965 год.

В течение многих лет проблема флотационного выделения цинка в самостоятельный концентрат из сплошных медно-цинково-пиритных руд Дегтярского месторождения не получала практического разрешения, хотя длительные исследования в этом направлении проводились рядом научно-исследовательских лабораторий (институты Гинцветмет, Уралмеханобр, лаборатория Среднеуральского медьзавода).

В 1954 г. Министерство цветной металлургии поручило Механобру, Гинцветмету и Уралмеханобру выполнить параллельные исследования по разработке технологии обогащения этих руд с получением медных, цинковых и пиритных концентратов.

В 1955 г. Г.С. Стрельцыным (Механобр) впервые в лабораторных условиях из этих руд, содержащих вторичные сульфиды меди (25 %), был получен цинковый концентрат. Этими исследованиями было доказано, что основным условием получения цинкового концентрата из данных руд является полное раскрытие сростков сульфидов и что наличие вторичных сульфидов меди (ковеллина) не является препятствием для получения флотацией кондиционного цинкового концентрата, как это утверждалось во всех предыдущих исследованиях.

Последующими исследованиями, проведенными в разное время, была подтверждена возможность выделения цинковых концентратов из руды Дегтярского месторождения.

В 1959 г. на Среднеуральской обогатительной фабрике по разработанной институтом Гинцветмет технологии прямой селективной флотации впервые в промышленных условиях из руда Дегтярского месторождения (шахта Капитальная I) был получен цинковый концентрат. На фабрике была осуществлена схема, приведенная на рисунке I.

В результате промышленных испытаний схемы прямой селективной флотации в первом полугодии 1960 г. на фабрике, при производительности секции ниже плановой на 20 %, были получены: медный концентрат с содержанием меди 14,49 %, цинка – 8,51 %, при извлечении меди в медный концентрат 75,94 %,и цинковый концентрат с содержанием цинка 16,67 % при извлечении цинка в него 27,64 %. Указанные технологические показатели получены при переработке руды с повышенным содержанием меди по сравнению с рудами, перерабатываемыми в последующие годы.

Главными недостатками технологии прямой селективной флотации были: низкое извлечение цинка в цинковый концентрат, большой расход реагентов, а также неустойчивость процесса с изменением рационального состава руды.

Институт Уралмеханобр разработал схему коллективно-селективной флотации Дегтярских медно-цинковых руд, которая, начиная с 1960 года, прошла промышленные испытания и внедрение на третьей секции фабрики. Коллективный медно-цинково-пиритный концентрат разделяется с применением цианида и цинкового купороса. Осуществленная в настоящее время на фабрике схема коллективно-селективной флотации представлена на рисунке 2.

В результате совершенствования данной технологии на смеси руд шахты Капитальная I и Капитальная 2 на секции фабрики с сентября 1963 г. по март 1964 г. (т.е. за семь месяцев работы) получен медный концентрат с содержанием меди 17,65 %, цинка 8,26 %, при извлечении меди 72,5 % и цинковый концентрат с содержанием цинка 47,5 %, меди 2,23 %, при извлечении цинка в концентрат 47,5 %.

В институте Механобр в последние годы также проводились лабораторные исследования по разработке технологии обогащения медно-цинково-пиритных руд нескольких месторождений Урала.

Исследовалась руда Дегтярского месторождения (шахта Капитальная I), руда зоны цементации Учалинского месторождения и в настоящее время проводятся исследования руды Сибайского месторождения (5 линза). Руды указанных месторождений относятся к сплошным сульфидным рудам и характеризуются тонким взаимным прорастанием сульфидов. Целесообразность применения схемы коллективной флотации для обогащения руд этих месторождений определяется тем, что пирит в этих рудах более крупно вкраплен по сравнению с сульфидами меди и цинка и поэтому для отделения значительной части его от сульфидов меди и цинка исходную руду можно измельчать несколько более крупно, чем это требуется для раскрытия сростков сульфидов меди и цинка.

Наиболее детально в институте в лабораторных условиях исследовалась руда Дегтярского месторождения шахты Капитальная I, в результате чего для обогащения этой руды была разработана принципиально новая технология коллективной флотации с последующим разделением коллективного концентрата бесциановым способом (рисунок 3).

Сущность разработанной технологии состоит в том, что необходимая степень раскрытия сростков минералов достигается благодаря стадиальности измельчения в коллективном цикле: так, руда перед коллективной флотацией измельчается до крупности 85-87 % минус 0,074 мм. При этой крупности 60 % пирита выделяется в отвальные хвосты I с содержанием меди 0,12-0,13 %. Коллективный концентрат доизмельчается до 85 % минус 0,043 мм. Промпродукты коллективного цикла обрабатываются в отдельном цикле с предварительным доизмельчением их до 95 % – 0,043 мм, после флотации промпродуктов можно выделить часть пирита в виде отвальных хвостов 2.

Ввиду отсутствия на фабрике мельницы для доизмельчения промпродуктов в отдельном цикле дополнительными лабораторными исследованиями (1960 г.) выявлена возможность флотации промпродуктов без предварительного доизмельчения с получением бедных сростков меди и цинка, присоединяемых к отвальным хвостам (хвосты 2), и богатых сростков (пенный продукт), которые совместно с черновым коллективным концентратом подвергаются доизмельчению. Коллективный концентрат совместно с концентратом промпродуктового цикла следует доизмельчать до 95 % минус 0,043 мм, после чего продукт подвергается двухкратной перечистке (рисунок 4).

По данным лабораторных исследований окончательный коллективный концентрат, поступающий в селекцию, имеет крупность 95-97 % – 25 микронов, что обеспечивает почти полное раскрытие сростков сульфидов меди и цинка и не требует дополнительного измельчения перед селекцией. Необходимость столь тонкого измельчения коллективного концентрата перед его разделением подтверждена последними исследованиями руды Дегтярского месторождения в институте Уралмеханобр.

После десорбции собирателя с поверхности коллективного концентрата сернистым натрием и последующего удаления десорбированных реагентов отмывкой селекция осуществляется без цианида с применением в качестве депрессоров сфалерита и пирита сульфита натрия и железного купороса или сульфита натрия со смесью железного и цинкового купороса (исследования 1958-59 г.).

При применении в цикле медной флотации указанных выше депрессоров сфалерита последний затем перед цинковой флотацией сравнительно легко активируется небольшими загрузками медного купороса (100-120 г/т руды).

В лабораторных условиях, по схеме рисунков 3 и 4, из руды шахты Капитальная I, получены следующие технологические показатели:

Таблица 1. Технологические показатели обогащения дегтярской руды по схеме коллективной флотации с бесциановым разделением коллективного концентрата (лабораторные исследования 1958-61 годов)

Таким образом бесплановая технология в сравнении с циановой технологией позволила исключить из процесса токсичный реагент (цианид), заменив его дешевым нетоксичным реагентом. По предварительным подсчетам, стоимость реагентов, применяемых при бесциановой технологии, ниже примерно на 20%. Кроме того, разработанная технология позволяла существенно повысить извлечение цинка в цинковый концентрат.

Проведенные в Механобре лабораторные исследования обогатимости руды зоны цементации Учалинского месторождения по схеме коллективной флотации с бесплановым разделением коллективного концентрата показали перспективность данной технологии для этой руды (1960 г.). Обогащение проводилось по схеме, аналогичной схеме обогащения руды Дегтярского месторождения.

Исследования проводились на пробе руды, в которой медь была представлена на 56,6 % вторичными сульфидами меди, на 7,2 % – окисленной и водорастворимой медью.

При обогащении данной пробы руды по указанной технологии был получен медный концентрат о содержанием меди 11,2 %, цинка – 8,5 %, при извлечении меди 68 %, цинковый концентрат, содержащий цинка 45,7 %, меди 1,07 %, при извлечении цинка в концентрат 69 %.

При обогащении руды Учалинского месторождения, содержащей вторичных сульфидов меди 35-45 %, на Красноуральской обогатительной фабрике в 1961 г. в промышленных условиях по схеме коллективно-селективной флотации с циановым разделением коллективного концентрата получены следующие технологические показатели: -медный концентрат с содержанием меди в нем 14,71 %, цинка 15,0 %, при извлечении меди 66,13 %, и цинковый концентрат с содержанием в нем цинка 44,26 %, меди 1,6 %; извлечение цинка в цинковый концентрат – 50,73 %.

В 1962-63 г.г. на Среднеуральской обогатительной фабрике проводились испытания разработанной в институте Механобр бесциановой технологии. Так как испытания должны были проводиться на действующей секции, естественно, пришлось использовать существующее оборудование и ряд тлеющихся коммуникаций, что вызвало целый ряд трудностей при промышленных испытаниях. Из-за недостаточного количества реагентов, необходимых для десорбции и селекции коллективного концентрата, испытания проводились в несколько коротких по времени этапов, что затрудняло регулировку процесса в целом и получение оптимальных технологических показателей. Общая продолжительность испытаний составила всего 70 суток, наибольший период непрерывных испытаний – 30 суток.

Несмотря на это, проведенные испытания показали, что бесплановая технология обеспечивает в промышленных условиях получение медного концентрата удовлетворительного качества и цинкового концентрата удовлетворительного но содержанию цинка, но с повышенным содержанием меди в нем (выше 3 %).

Вследствие, кратковременности испытаний в промышленных условиях не представилось возможным отработать и устойчиво воспроизвести некоторые основные параметры новой технологии и схемы, обеспечивающие получение технологических показателей, достигнутых в лабораторных исследованиях. Так, за время испытаний не удалось получить необходимую степень доизмельчения коллективного концентрата совместно с концентратом промпродуктового цикла: содержание класса -0,043 мм составляло всего лишь 80,5 % вместо необходимых 95 % минус 0,043 мм. 3 результате этого извлечение меди в медный концентрат за период промышленных испытаний было несколько ниже достигнутого в лабораторных исследованиях. Извлечение цинка было получено такое же, как и в лабораторных исследованиях.

За период испытаний с 17/05-63 г. по 09/06-63 г. получены следующие технологические показатели:

Таблица 2. Технологические показатели, полученные в период испытаний с 17/7-63 г. по 9/У1-63 г.

За последние 10 дней испытаний, с 01/06-63 г. по 09/06-63 г., в период наиболее установившегося технологического процесса, извлечение цинка в цинковый концентрат повысилось примерно на 3 %, в результате чего суммарное извлечение меди в медный концентрат и цинка в цинковый концентрат достигло 121 %.

Из общего количества 72 смен работы секции по бесциановой технологии за 21 смену извлечение меди в концентрат получено 72 %, при извлечении цинка в цинковый концентрат 48,2 %, в 27 сменах среднее извлечение цинка в цинковый концентрат составило 58,5 %, при извлечении меди в медный концентрат, равном 66,2 %. Эти данные указывали на возможность повышения технологических показателей по бесциановой технологии. Несмотря на это, из-за отсутствия реагентов, необходимых для селекции коллективного концентрата, испытания были прекращены.

На основании полученных в этот период испытаний результатов решено было в 1964 г. продолжить испытания и проводить их в течение не менее шести месяцев.

Не вызывало сомнений, что при длительных промышленных испытаниях, обеспеченных достаточным количеством реагентов и шаров, а также нормально работающим классифицирующим оборудованием, удастся достичь требуемой степени раскрытия коллективного концентрата и обеспечить получение в промышленных условиях медного концентрата с извлечением в него меди не ниже установленного планом (73 %) и цинкового концентрата извлечением в него цинка 55-57 %.

Следующий этап промышленных испытаний на Среднеуральской обогатительной фабрике был начат 29/07-64 г. Испытания продолжались до 6/10-64 г., при обеспечении их реагентами на три месяца.

В отличие от всех предыдущих исследований и промышленных испытаний в этот период на секцию фабрики поступала рудная шихта, содержащая 50 % руды шахты Капитальная 2 (ранее не испытывавшийся по бесциановой технологии), характеризующейся повышенным содержанием вторичных сульфидов меди (29 % вместо 17-19 %) и пирита, наличием окисленной меди, силикатного и окисленного цинка, ранее не обнаруживаемого.

В первоначально рекомендованную для промышленных испытаний схему (рис. 3 и 4) были внесены следующие изменения:

1)            Медно-цинковый продукт вместо присоединения его к готовому медному концентрату направлялся в операцию доизмельчения коллективного концентрата или же в рудное измельчение, так как присоединение его к готовому медному концентрату резко снижало качество последнего. Однако в ходе испытаний выяснилось, что без предварительной подготовки медно-цинковый продукт в коллективном цикле разассигновывался между соответствующими продуктами недостаточно удовлетворительно.

2)            Вследствие недораскрытия сростков в операции доизмельчения коллективных концентратов и с целью улучшения работы этого цикла из рекомендованной схемы была исключена операция межцикловой флотации и, кроме того, имелось в виду повысить степень измельчения руды с 85-87 % до 90-92 % минус 0,074 мм. В результате этих мероприятий предполагалось получить в цикле основных операций коллективной флотации черновой коллективный концентрат с меньшим количеством сростков, с тем чтобы на установленном оборудовании цикла доизмельчения достигнуть необходимую степень раскрытия сростков. С той же целью – для более полного раскрытия сростков в операции доизмельчения коллективного концентрата – гидроциклоны, установленные в операции классификации разгрузки доизмельчающей мельницы, были заменены чашевым классификатором.

Настоящие испытания проводились при ненормальной работе измельчительного отделения: шаровые мельницы работали с большим недогрузом шаров из-за перебоев в поступлении их на фабрику. Наибольший недогруз шаров (на 25 % ниже нормы) имел место 9-15 сентября. Во второй половине сентября была произведена догрузка мельницы одноразмерными шарами (60-100 мм), резко изменившая ситовую характеристику шаров.

Это привело к еще большему загрублению помола как в цикле рудного измельчения, так и в цикле доизмельчения коллективного концентрата.

В итоге испытания последнего периода характеризовались резкими колебаниями гранулометрический характеристики продуктов измельчения, и требуемая степень раскрытия сростков не была достигнута.

Помимо указанного, испытания показали, что вынужденно принятое на фабрике совместное доизмельчение коллективного концентрата и концентрата промпродуктовой флотации не целесообразно. Для получения более полного раскрытия сростков минералов необходимо раздельное измельчение коллективного концентрата и промпродуктов, как это было рекомендовано в первоначальном варианте схемы обогащения дегтярской руды (1958-59 г.).

За весь период испытаний по бесциановой технологии с 11/08-64 г. по 6/10-64 г. (в период с 29/07-64 г. по 10/08-64 г. производилось накапливание материала в отмывочном сгуститете и регулировочные работы по доводке всех узлов схемы) получены следующие технологические показатели:

Таблица 3. Технологические показатели .полученные в период испытаний с 11/07-64 г. по 6/10-64 г.

Таким образом за весь период настоящих испытаний произошло некоторое снижение технологических показателей по сравнению с технологическими показателями, полученными в период промышленных испытаний с 17/05-63 г. по 9/06-63 г. (см. табл.2). Основными причинами снижения технологических показателей явились изменение вещественного состава руды, поступающей на фабрику, а также загрубление помола как в рудном цикле, так и в цикле доизмельчения коллективного концентрата в основном из-за перебоев в снабжении фабрики шарами.

Несмотря на указанные выше причины в период с 11/08-64 г. по 10/09-64 г., при несколько лучшем измельчении руды (до крупности 87 % – 0,074 мм) и коллективного концентрата (до 87 % -0,043 мм) получены более высокие технологические показатели, как это следует из табл. 4.

Таблица 4. Технологические показатели, полученные в период испытаний с 11/08-64 г. по 10/09-64 г.

Из 30 суток указанного периода испытаний за 20 суток суммарное  извлечение меди в медный концентрат и цинка в цинковый концентрат достигло 126,87 %, при извлечении меди в медный концентрат 70,18 %, цинка 56,69 %.

При загрублении помола в рудном цикле до 84 % -0,074 мм и в цикле доизмельчения коллективного концентрата до 82 % -0,043 мм технологические показатели снизились и составили: извлечение меди в медный концентрат 63,4 % – 65,4 %, извлечение цинка в цинковый концентрат снизилось до 41,2-47,7 %.

Оценивая результаты последнего периода промышленных испытаний, можно сказать, что, несмотря на изменение вещественного состава руды при существующем на фабрике измельчительном оборудовании, но при регулярном поступлении на фабрику достаточного количества шаров и ритмичной и бесперебойной работе фабрики по всем операциям технологической схемы (как то: работа оборудования, подача в процесс селекции сернистого натрия и др.), за весь период испытаний можно было получить технологические показатели не ниже чем в период с 11/08-64 г. по 10/09-64 г., (табл.4).

Выводы

1. Выложенные исследования показали, что коллективные медно-цинково-пиритные концентраты, полученные из руд Дегтярского месторождения, могут успешно разделяться по бесциановой технологии с применением предварительной десорбции, отмывки реагентов и депрессии сфалерита и пирита сульфитом натрия и железным купоросом.

2. Полученные в промышленных испытаниях технологические показатели по извлечению цинка в цинковый концентрат равны или превышают достигаемые фабрикой по циановой технологии, а по извлечению меди в медный концентрат несколько ниже фабричных и значительно ниже полученных в лабораторных исследованиях по бесциановой технологии. Последнее объясняется тем, что в существующих фабричных условиях, при установленном на фабрике оборудовании цикла доизмельчения коллективного концентрата, не удалось достичь требуемой степени раскрытия сростков сульфидных минералов. Нормализация работы этого цикла и некоторое уточнение реагентного режима в цикле селекции, безусловно, позволит устойчиво получить извлечение меди в медный концентрат не ниже получаемого по циановой технологии.

3. Преимуществом бесциановой технологии по сравнению с цианидной является исключение из процесса токсичных реагентов и, кроме того, как показали расчеты, некоторое снижение удельных стоимостных затрат на реагенты.

 Заказ 67. Тираж 300, М—27216. 16.04.1965 г. Механобр. Отраслевое бюро технической информации института Механобр.

---

Скачать (PDF, 4.54MB)