автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.08, диссертация на тему:Разделение минеральных комплексов оловянно-полиметаллических руд и техногенных образований благородных и цветных металлов на основе направленного изменения физико-химического состояния поверхности минералов

л

п Г >

Московская государственная геолого-разведочная академия (МГТА)

На правах рукописи

ИВАНКОВ СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ

Разделение минеральных комплексов оловянно-полиметаллических руд и техногенных образований благородных и цветных металлов на основе направленного изменения физико-химического состояния поверхности минералов

Специальность 05.15.08 "Обогащение полезных ископаемых" Специальность 05.15.11 "Физические процессы горного производства"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1997 г.

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском института минерального сырья им.Н.М.Федоровского (EWG) и в Московской государственной геологоразведочной академии (МГГ.А)

Официальные оппоненты:

доктор технических наук» профессор Дуденков C.B.

доктор технических наук, профессор Нестеров Ю.В.

доктор технических наук, профессор Сзмыгин В.Д.

Ведущее предприятие - ОАО Гэйский горно-обогатительный комбинат

Запита состоится феврэля 1998 г. в 13 час. на заседании

диссертационного совета Д.063.55.02 в Московской государственной геологоразведочной академии ЮТА по адресу: 117873 г. Москва, уд.Ыиклухо-Маклая, д. 23, ауд. 6-87.

С диссертацией могно ознакомиться в библиотеке КОТА.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических нэ.ук, профессоэ

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ

Значительные объемы потребления минерального сырья в Российской Федерации, получземого традиционными способами разработки и обогащения, сопровождаются высокими потерями ценных металлов (на уровне 15-40$), возрастающим негативным воздействием на окружающую среду и существенным снижением эффективности минерально-сырьевого комплекса в целом.

Современное и все удашгавдееся состояние минерально-сырьевой бззы РФ настоятельно требуют решения ряда неотложных важнейших задач, одной из которых является создание новых, наукоемких технологий и методов освоения месторождений трудно-извлекаемых металлов.

Отсутствие эффективных технологий комплексного извлечения для многих полезных минеральных компонентов негативно отражается нэ эксплуатации месторождений, не позволяет достичь экологической сбалансированности параметров горнодобывающего производства и в итоге избегать нерационального использования георесурсов.

Труднообогатимые одовянно-полиметаллические руды, являющиеся комплексным минеральным сырьем по составу и концентрации в них ряда ценных попутных компонентов - благородных, редких и рассеянных элементов, извлекаемая ценность которых сопоставима и нередко превосходит стоимость олова, составляют в настоящее время около 2Ъ% от всех геолого-иромышленных типов оловянных месторождений и нуждаются в эффективной технологии их обогащения.

При переработке этих руд на действующих ГОКах РФ, вследствие несовершенства технологий обогащения в ояоянной подотрасли, сопутствующие олову ценные элементы не извлекаются в товарные концентраты. С другой стороны, извлечение олова из этих руд по типовым промышленным схемам не превышает 30-40$, что обусловило их консервацию на ранних стадиях геологоразведочных работ, снижая тем самым ценность передаваемых в эксплуатацию месторождений. К тощг же участки месторождений, содержащие промышленные количества свинца, цинка, меди и благородных металлов, исключаются из переработки,ввиду низкого содержания в них олова и вышеперечисленные металлы не извлекаются.

Поиски и разработка ресурсосберегающей технологии переработки трудно о б о г а тимых оловянно-полиметаллических руд, позволяющей извлекать олово, благородные и цветные металлы с высокими тех-нолого-экономическими показателями на основе направленного изменения физико-химического состояния поверхности их минералов за счет введения в процесс специфических селективных реагентов (собирателей и модификаторов), являются актуальной задачей.

В равной мере техногенные минеральные образования благородных и цветных металлов - металлсодержащие отвалы от горных работ, текущие и левзлые хвосты обогатительных фабрик (бедные и забалансовые руды) требуют к себе такого же подхода, т.к. производство товэрной продукции из них, как правило, обходится значительно дешевле, чем из специально добываемого для этого сырья, а окупаемость капиталовложений не превышает гголутора-двух лет.

Вазнейшим направлением исследований является создание высокоэффективных, экологически безопасных процессов комплексной переработки труда о об ог зтимых руд ш техногенных минеральных образований, в том числе:

- новых технологий обогащения оловянно-полиметаллических руд и техногенных минеральных образований благородных и цветных металлов,

- снижения вредных примесей (мышьяк, фосфор, сера и др.)

в товарных концентратах и коллективных продуктах с целью улучшения экологической обстановки на металлургических предприятиях,

~ разработки, синтеза новых и изыскания нетоксичных реагентов направленного действия.

Цель работы - способствовать расширению минерально-сырьевой базы Российской Федерации за счет вовлечения в переработку труднообратимых оловянно-полиметаллических руд и техногенного минерального сырья благородных и цветных металлов путем создания ресурсосберегающей, экологически безопасной технологии их обогащения, повышэодей извлечение ценных компонентов на 5-15^на основе научно-обоснованного выбора специфических флотационных реагентов, направленно изменяющих физико-химическое состояние соверхности разделяемых минералов.

Идея ваботы ззключзется в разработке эффективного способа извлечения минералов олова, цветных и благородных металлов из

всех сырьевых объектов горно-обогатительного комплекса (руды, метэллосодерягвщие отвалы горных работ, отходы фабрик и др.) теоретически обоснованного направленными физико-химическими и физическими воздействиями, регулирующими неоднородность поверхностных свойств основных сульфидных и оловянных минералов в области низких концентраций собирателя.

Методы исследований: инфракрасная - (ИК) - спектроскопия пропускания; ИК - спектроскопия многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МШВО); ультрафиолетовая - УФ - спектроскопия; рентгенодифрактометрический анализ; электронная микроскопия; рантгеноспектрэльный анализ; анализ на электронном микрозонде; гравитационный анализ; измерение тармоэлектродвияущей силы (ТЭДС); беепеннзя флотация мономинвраяьнхж фракций; испытания физико-химических и физических методов обогащения минерального сырья в лабораторных, полупромышленных и промышленных условиях; математическая стзтистикз.

ОСНОВНЫЕ ЗЩЩАЕМШ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Предложена новая структурно-химическая классификация реагентов-собирателей по входящим в их молекулы функциональным группам или структурным злементзм, избирательно взаимодействующая с соответствующими катионами металлов на поверхности минералов.

На ее основе осуществлен целенаправленный выбор селективных собирателей, что является определяющим критерием интенсификации селективной флотзции и повышения технолого-экономических результатов освоения труднообогаткмых комплексных руд (на примере оловянно-поллметаллического минерального комплекса).

2. Взаимодействие с минеральной поверхностью галенита и металлического серебра протекает по донорно-акцепторноду механизму» в котором адсорбционные центры минералов выступают в роли акцепторов р-электронов, а в роли их донора - двойные и тройные углерод-углеродные связи реагента ЖГ-43, селективного специфического собирателя, содержащего в качестве реакционных центров группы НОСН и СёСН и выбранного по предложенной классификации (производные эфиров - класс кислородсодержащих соединений).

3. Селекция минералов олова, цветных и благородных металлов регулируется направленным изменением состояния их поверхности физико-химическим и физическим воздействием:

- избирательной хемосорбцией МИГ-4Э на природном галените

и металлическом серебре при ее модификации путем создания дополнительных адсорбционных центров обработкой галенита катионами серебра,

- гидррфилизацией минеральной поверхности арсенопирита путем введения нетоксичных реагентов-регуляторов (типа извести, пермэн-ганатов) при их экспериментально .установленных: концентрациях в зависимости от соотношения халькопирита, арсенопирита и касситерита в минеральных комплексах,

- усилением селективности магнитного обогащения на основе выявленных природных диамагнитных свойств арсенопиритз в станнин-сфзлерит-арсенопиратном комплексе.

4. Принципы построения ресурсосберегающей, экологически безопасной технологии извлечения олова, благородных и цветных металлов из различных типов труднообогзтимых оловянно-подиметаялических минеральных комплексов базируются на основе последовательного применения следующих методических положений:

- выделение значительной части халькопирита, серебросодеркз-щего галенита и сфалерита в голове процесса в условиях низких концентраций собирателя, .усиливающее различия в естественной фло-тируемости минералов при одновременном их разделении по бегаиано-вой технологии,

- доизвлечение ценных минералов в коллективный оловякно-суль-фидный концентрат при одновременном снижении его выхода (не более 1050,

-.удаление вредных примесей из оловяняо-суяьфвдных концентратов путем сочетания магнитной сепарации и селективной флотации.

5. Разработана малоотходная технология извлечения ценных компонентов (на уровне 70-90$) из техногенных минеральных образований благородных и цветных металлов, способстнушдая вовлечению

в эксплуатацию метэляоеодержащих отвалов от горных работ, лезгалкх и текущих хвостов обогатительных фабрик (беднобалэнсовых и забалансовых руд), что позволит повысить экологические параметры горного производства, включая разведку, добычу и первичную переработку за счет целенаправленного повышения их эффективности в условиях ужесточающихся ограничений в использовании георесурсов.

Достоверность научных положений, выводов и -рекомендаций подтверждается широкой апробацией в полупромышленных и промышленных

условиях рационзльной технологии переработки минерального сырья, созданной на основе теоретических разработок, предложенных в работе. Адеквзтность результатов исследований по разделению минеральных комплексов труднообогатимшс оловянно-полиметаллических руд и техногенного минерального сырья благородных и цветных металлов подтверждена результатами испытаний в укрупненно-лаборэторншс, полупромышленных и промышленных условиях.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации докладывались из заседаниях Ученого Совета ВШСз в 1975, 1976,

1995 и 1997 гг., нз Вес союз ном совещании по проблемам мышьяка в Новосибирске в 1979 г., на Всесоюзном совещании в г.Алма-Ата, 1979 г., нз Всесоюзной конференции по комплексному использованию руд и концентратов в Москве, 1982 г., на Всесоюзной конференции в г .Челябинске, 1986 г., на П Международном симпозиуме по проблемам комплексного использования руд в г. Санкт-Петербурге,

1996 г., на заседаниях Ученого Совета ШТА в 1996 и 1997 гг., на Международной конференции " Новые идеи в науках в Земле", в г. Москва, 1997 г.

Публикации. Материалы диссертзции опубликованы в 3-х монографиях (справочники), в 39 научных трудах, в том числе в журналах "Цветные метзллы", "Цветная металлургия", "Геология и разведка", сборникзх научных трудов БИМСа, Гипцветмета, ИПКОНэ, Уралмехэноб-ре, ЦНШОлово, ВИНИТИ.

По материалам диссертации выпущено 32 отчета о научно-исследовательской работе и получено 15 авт. св. и патентов РФ.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Впервые разработана научно-практическая структурно-химическая классификация реагентов-собирателей по входящим в их молекулы функциональным группам и циклам, направленно изменяющих поверхностные свойства минералов и оказывающих решанцее влияние на их флотируемость.

2. На основе использования новой классификации реагентов-собирателей предложены научно-обоснованные критерии выбора селективных собирателей для флотации руд конкретных типов - олова, благородных и цветных металлов.

Установлено, что решающее влияние на селективность действия собирателя оказывает природа его функциональной группы, характеризующаяся сродством к соответствующему катиону металла на минеральной поверхности и обеспечивающая избирательность закрепления на ней реагента. В частности, производные эфиров - этинил-винилалкиловые эфигш (класс кислородсодержащих соединений) избирательно хемосорбируются на галените и металлическом серебре (при этом активация галенита катионами серебра модифицирует сорбцию).

3. С применением современных физико-химических методов исследования впервые изучено действие нового селективного собирателя МИГ-© при флотации галенита и металлического серебра.

Установлен характер поверхностных соединений на минералах (смешанные соединения координационного типа) и причины их об-рззовзния, предложен и обоснован донорно-акцепторный механизм собирательного действия МЖМЗ:- адсорбционные центры минералов выступают в роли акцепторов р-электронов, собиратель - в роли их доноров. Процесс зсемосорбции зависит от состояния минеральной поверхности: хемосорбция, на природном галените протекает с образованием комплексов 31 -типа с участием р-электронов й=С связи реагента, а на активированном катионами серебра галените -с образованием Я" -комплексов с участием р-злектронов как связи С=С, так и связи СЭЗ МИГ-43. Устойчивая координация кзтпоном непредельных групп собирателя (0=С и 033), исходя из классической модели Дьюара-Чатта-Дункансона обеспечивается эффективной комбинацией прямой € -связи и обратной 3\ -связи в $ -комплекс.

4. Изучены закономерности разделения минеральных комплексов и установлены технологические эффекты, являющиеся научно-обоснованной базой для существенного повышения селективности флотации минералов и разработки новых процессов селекции.

Определено, что при разделении сульфидного оловянно-мышья-ковистого минерального комплекса селективность флотации возрастает, особенно в области низких концентраций собирателя и вспени-вателя. при определенном соотношении содержания минерала (отношение содержания халькопирита к эрсенопириту отношение суммы содержания халькопирита и арсеношзрита к касситериту В-12), а селекция станнина, сфалерита, халькопирита и галенита от арсенопирита усиливается за счет использования сочетания вцяв-

ленных диамагнитных свойств арсенопирита и направленного действия специфических реагентов-регуляторов (типа перманганатов, извести) при экспериментально установленных их концентрациях.

Найдено, что при разделении галенит-сфзлериг-пирит-сереб-росодерзащого минерального комплекса обработка поверхности галенита катионами серебра способствует усилению его флотационной активности по отношению к сфалериту и пириту в присутствии ШГ-43.

Практическая значимость работы:

- разработана научная методика выбора флотационных реэгентоз на основе новой классификации собирателей по входящим в их молекулы функциональным группам и циклам;

- установлены основные принципы построения рациональной технологии обогащения различных типов труднообогатимых оловянно-полиметзллических руд, позволяющей извлекать олово на уровне 75-55'!, цветные металлы - 85-95$, благородные металлы - 85-80$;

- предложены принципиально новые технологии удаления вредных примесей (в первую очередь мышьяка) из оловянно-сульфидных коллективных концентратов и продуктов;

- разрзботаяа малоотходная технология переработки отходов горного производства (отвалов горных работ, лежалых и текущих хвостов обогатительных фабрик), содержащих благородные и цветные металлы при извлечении з товарные концентраты благородных металлов на уровне 70-90$, цветных металлов - 60-80$.

Реализация результатов оэботы. Результаты научных и практических разработок авторэ, апробированные в полупромышленных условиях, использованы при составлении ТЭО постоянных кондщий оло-вянно-полиметаллическнх руд двух месторождений Приморского края при подсчете запасов в ГКЗ. Технология извлечения благородных и цветных металлов из лежалых хвостов принята к освоению на Гайском полиметаллическом комбинате. Промышленное внедрение реагента МИГ-4Э на Адрасманском свинцово-цинковом комбинате дало фактический годовой экономический эффект 303000 тыс.руб. (в ценах 1991 г.).

Личный вклад автола диссертационной работы

Изложенные в работе защищаете положения, научная новизна и выводы являются результатом исследований и практической деятельности автора по созданию рациональной, экологически безопасной

технологии переработка труднообогатнмых оловянно-полиметалличес-ких цуд и техногенных минеральных образований благородных и цветшее металлов.

Лично автором или ори его непосредственном участии выполнены:

- постановка задач» уча стаз в методическом обеспечении, организации я проведении исследований;

- обобщенна результатов исследований;

- создание новой классификации реагентов-собирателей, проведение укрупненно-лабораторных, полупромышленных и промдаяенныг испытаний разработанных технологий переработки!

- разработка технологических схем, способов обогащения флотации иобззмшьяЕовывания» защищенных авторскшв свидетельствами

и патентами РФ»

Структура работы.

Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов, заключения, списка литературы и приложений, подтверждающих научную и практическую значимость работы и изложена и я. £78 страницах машинописного текста, включающего 26 таблиц и 43 рисунка.

содашив РАБОТЫ I» Анализ современного состояния проблемы

В мировой и отечественной практика при переработке труднообогатила оловянно-нелдаетаяличеекгх руд по традиционным грави-тационно-фютадаонным в флотацнонно-гравитациошш схемам извлечения олова не превышает меди» цинка и свинца не более 50-60& а гееннах благородных и редких попутных элементов - 30-40%, В связи о низкими технологическими показателями перед исследователями стоит задача создания принципиально новой технологии обогащения этих иуд с целью более полного вовлечения их в промышленную переработку*

В 70-80-^ годы благодаря усилиям ведущих ученых ШМОа, ШСиСа, ЦНИЙОлова яДВШСа (Полькин С.И., Грекулова Д.А., Лаптев С.б., Котляров В.Г. и др.) бала разработана схема комплексного обогащения оловянно-нолшеталлических руд Приморского и Хабаровского краев, основанная на сочетании обогатительных и металлургических

методов - селективно-коллективной флотации и гравитации с последующим фьшннгованивм или хлорид-возгонной оловянно-сульфидного коллективного концентрата. Апробация технологии на ряде объектов показала увеличение сквозного извлечения олова до 70-75$, цветных металлов до 80-85Я, а благородных и др. ценных попутных элементов -до 60-65/S. Однако значительные объема оловянно-сульфидного концентрата для металлургического передела (выше 35-40?) не позволяют считать эту технологию экономически целесообразной.

Основной причиной высокого выхода коллективного концентрата является неудовлетворительная селекция сульфидных минералов, что требует изучения возможности использования в этом цикле предложенный рядом отечественных и зарубежных ученых (Митрофанов С.И.,

р

Самыгин В.Д., Бочаров В.А., Стрелышн Г.С., Фюстанау Д.В., Финке льштейн НЛ. и др.) технологии флотации с учетом спектра флотируемо сти минералов* Этот метод позволяет осуществить эффективную селекцию при низких концентрациях собирателя и ввделить один или несколько моноконцентратов с извлечением в них порядка 56-65^ меди, свинца, цинка, а таюге благородных металлов в голове процесса, без применения модификаторов.

Разделение минеральных комплексов сульфидных полиметаллических руд основано на фундаментальных теоретических и экспериментальных исследованиях состава и флотационных свойств минералов (Плаксин Й.Н., Шафеев Р.ПГ., Глембоцкий A.B., Чантурия В.А., Абрамов A.A., Солозгенкин U.M., Шохин В.Н. и др.) и базируется на изменении их поверхностных свойств под действием флотационных реагентов различных классов (Эйгелэс М.А., Плаксин И.Н., Глембоцкий В.А., Соложенкин U.M., Глембоцкий A.B. и др.). Решающее влияние на селективность флотации оказывают реагенты-собиратели, номенклатура которых на сегодняшний день составляет более 1000 наименований.

В связи с этим весьма актуальна разработка универсальной классификации реагентов-собирателей с целью научно-обоснованного их» выбора для конкретных условий селективной флотации различных минеральных комплексов. Предложенная ранее формализованная классификация реагентов-собирателей по их способности диссоциировать на ионы или по предполагаемому механизму действия во флотации (Классов В.И., Гламбоцкий В.А., Митрофанов С.И., Хан Г.А. и др.) не позволяет осуществлять направленный выбор новых реагентов-собирателей.

Отходы полиметаллических комбинатов Российской Федерации (отвалы от горных работ , лежалые и текущие хвосты

обогатительных фабрик) являются крупна.! сырьевым источником комплексного доизвлечения благородных и цветных металлов, так как с ними связано около 2Ъ% добываемых из недр металлов. Потенциальные возможности сырьевой базы техногенных ресурсов и мировая практика свидетельствует о возможности организации производства металлов из отходов, качество которых имеет тенденцию сближения с качеством природного сырья.

Значительные резервы для дополнительного получения металлов в настоящее время возможны в первую очередь в результата повторного обогащения лежалых хвостов прошлых периодов эксплуатации фабрик или текущих хвостов с использованием имеюдихся разервов мощностей действующих фабрик»

Проблема доизвлечения золота, серебра и цветных металлов из складируемых отходов (лежалыхзвостов) связана со сложностью разделения золотоносных сульфидов (в основном халькопирита и пирита) от минералов пустой породы, с одной стороны, а также золотосодержащих медных минералов от пирита - с другой. Поэтому на ряде отечественных и зарубежных полиметаллических комбинатах используют

прямое кучное выщелачивание лежалых хвостов циановыми растворами,

что резко ухудшает экологическую обстановку м требует специальной утилизации образующихся отходов (кеков выщелачивания) и регенерации циэнсодервзщих растворов.

В связи с изложенным, зэдэчзми настоящих исследований являются:

- создание новой классификации флотационных реагентов-собирателей (по входящим в их молекулы функциональным группам и циклам) и выбор селективных собирзтелей для руд конкретных типов -оловянно-полиметаллических и техногенного минерального сырья благородных и цветных металлов;

- разработка рациональной технологии переработки труднообогатимых оловянно-полиметаллических руд, позволяющей извлекать олово, благородные и цветные металлы с высокими технолого-экономичес-кими показателями на основе направленного изменения поверхностных свойств зз счет введения в процесс специфических селективных реагентов;

- разработка эффективной малоотходной технологии доизвлечения благородных и цветных металлов из техногенных минеральных образовании на основе использования направленного физико-химического

и физического воздействия на поверхность их минералов.

2. Выбор селективных собирателей для флотации минералов олова, бязгородяых и цветных металлов нз основе новой структурно-химической классификации реагентов

Основополагающим принципом повышения интенсификации процесса селективной флотации является выбор собирателей (номенклатура которых на сегодняшний день составляет более тысячи различных соединений), что требует научной классификации реагентов по способности селективно образовывать комплексы с различными металлами.

Предложена новая классификация реагентов-собирателей на основе химического строения но входящим в их молекулы функциональным группам и циклам, избирательно взаимодействующими с с о о тве тстдувдими катионами металлов на поверхности MEHspanoBj в отличие от общепринятой в- практике обогащения классификации по способности реагента диссоциировать на ионы, либо по предполагаемому механизму действия собирателя.

Основываясь на классической классификации характерных функциональных групп органических реэгентов, нами предложена классификация реагентов-собирателей по наличию в их составе соответствующих функциональных групп или структурных элементов,избирательно взаимодействующих/ с катионами металлов на поверхности минералов, входящих в оловянно-полшеталлический минеральный комплекс (олово, медь, свинец, цинк, серебро, золото) (табл. I).

Принципы классификации собирателей на основе химического строения (табл. I диссертации) и данные таблицы I могут служить научно-обоснованным критерием выбора селективных собирателей для флотации руд олова, благородных и цветных металлов, предложенных за последние 15-20 лег. Наиболее эффективными в технологических процессах флотации являются: "Флотол-7, 9" и гкдро-ксамовые кислоты (оловянные руда), реагент ДЭФК-2, тритиокзр-бонэты и МИГ-4Э (руды цветных и благородных металлов).

Одним из наиболее перспективных из предложенных за последнее время в России селективных собирателей для флотации руд цветных и благородных металлов является флотореагент МЙГ-4Э (этинилвинил-бутиловый эфир), выбранный из группы этинилвинилэлкиловнх эфиров, относящихся по предложенной нами классификации к кислородсодержащим соединениям (эфиры и их производные). Принципиальны!.! отличи ем его функциональной группы от таковой в известных флоторезгентз

zn p:

«Y

I с ьО

\ c.

\

а-

Ol 3

zur

<=; г»

s:

сГ

с_>

nz -СГ

cu

сГ

ГЧ

з С—>

LS)

W_

CSV Г5 »QJ

Li_

/ w

CD

к

_a

0-<4

3 О

я

о «

cu Dt

О

/

Г*-

о CQ

сч

С

CD

ч 0 cOL

CT сп^

ai

s: /

с сП

с_э

2П с_>

III

со сС

о

-О Р-

CTV

С_3 —

1!

СУ)

О-

Гч

3

—C-J-

ZCZ « ^

С

сО

Q_

сО

^ л/

О « С_Э со _г- e-i

?=Р О-

<ч

3

является отсутствие в ней традиционных денорно-активных атомов (сера, азот» кислород). Роль реакционных центров в реагенте МИГ-4Э выполняет этиленовая НС « СН и ацетиленовая С н СН группы.

Проведенные нами теоретические и технологические исследования флотораагента МИГ-4Э показали, что этинилвинилбутиловнй эфир и подобные ему непредельные соединения обладают свойствами, пред-ставляыдши большой интерес для флотации благородных и цветных металлов, а именно:

- высокой избирательной способностью к золоту, серебру, сульфидам меди, свинца, молибдена, висмута и рения;

- индифферентностью по отношению к пириту и неактивирован-ноыу солями меди сфалериту;

- удовлетворительными токсикологическими и противопожарными свойствами;

- простого! синтеза, наличием доступных исходных продуктов для промышленного производства.

3. Механизм взаимодействия с минеральной поверхностью кислородсодержащих зфиров на примерз реагента М11Г-43

Установлено, что по сорбционной способности галенита и серебра МИГ-4Э незначительно уступает бутиловому ксантогенату, в то же время активация галенита азотнокислым серебром значительно интенсифицирует адсорбцию МИГ-4Э и практически не влияет на адсорбцию бутилового хсэнтогената (рис. I).

Основной задачей выполненных нами теоретических исследований механизма взаимодействия с минеральной поверхностью являлось изучение возможных видов адсорбции МИГ-4Э на минеравьной поверхности. На рис. 2 представлены ИК-спэктры МНПВО (многократно нарушенного полного внутреннего отражения) на спектрофотометре

Рве. I. Изотермы сообщай бут. гас (кривые 1-3) и ШГ-4Э (кривые Г-3 ) при рНвЭ,0:

1-I - галенит

2-2 - серебро

3-3' - сфалерит

" ierkin Elmer " исходного реагента МИГ-4Э (I), адсорбированного на металлическом серебре (2), галените (3) и галените, предварительно обработанным катионами серебра (азотнокислым серебром).

Анализ данных Ж-спектроскопии ШШЕО показал изменение энергетического состояния связей в этинилвинилбутиловом эфире, адсорбированном на галенитах и металлическом серебре (рис. 2, позиции 2, 3, 4) по сравнению с их состоянием в исходном реагенте (рис. I, кривая I), показано таете наличие общих признаков и характерных различий в способе координации реагента МИГ-4Э на поверхности галенитов и металлического серебра. Адсорбция МИГ-4Э на природном галените осуществляется за счет связывания адсорбционнши центрам] минерала р -электронов только двойной углерод-углеродной связи реагента с образованием 3f -комплексов. На это указывает налит/ широкой интенсивной полосы при 1580 см""* и отсутствие полосы ОС исходного реагента при 1620 см""''', а таете проявление четкой полосы при 1420 см , отнесенной к деформационная колебаниям в этиленовой углеводородной группе, связанной металлом ( РЬ ) в Ичкомплексе. Активация галенита катиона-га серебра приводит к образованию на поверхности минерала адсорбционных комплексов такв 2/ -типа, но с участием как двойной, так и тройной углерод-углеродной связей реагента МИГ-4Э, подобно его адсорбции на серебре. Доказательством этого является наличие широкой полосы поглощения

—Т

в области около 1590 см , определяющей координацию С=С реагента и проявление полосы при 1420 а также значительное смещение

полосы поглощения валентных колебаний ОС в сторону коротких частот на 190 см""*.

Схематически адсорбцию МИГ-4Э на галените (I) и на галените, активированном катионами серебра (Д) можно представить следущим образом:

дяига сим 4сн~

Рис. 2. ИК-спектры ЖГ-4Э и продуктов его адсорбции на поверхности минералов (рН«9,0-9,5):

1 - 43 исходный

2 - серебро металлическое

3 - галенит природный

4 - галенит, активированный катионами серебра

С4Н3—О С—СИ

С4Нд—О Н

(П)

Правомерно утверждать, что в случае (Д) адсорбция МИГ-4Э нооит более устойчивый характер. Кроме того» для условий максимальной адсорбции этинилвинидбутилового эфира посредством двойной и тройной углерод-углеродных связей, ориентация молекулы реагента на поверхности минерала должна быть горизонтальной (П), что обеспечивает более полную дегидратацию поверхности минеральных частиц.

Таким образом, совокупность полос этинилвинилбутилового эфира, адсорбированного на поверхности металлического серебра и галенита, указывает на химическую связь реагента с поверхностью при координации как по месту тройной, так и двойной связей с образованием 31 -комплексов.

1наяиз данных УФ-спектроскопии продуктов десорбции эткнил-винилбугилового эфира с поверхности галенита, проведенной на спектрофотометре " Зрееогс) М-40", изображенных на рис. 3 показал следующее:

- наличие полосы электроннвго перехода в непредельной системе реагента к ^ «275 нм и р «285 ни свидетельствует об изменении ее энергетического состояния, что подтверждает химический характер взаимодействия МИГ-4Э с поверхностью галенита,

- наличие сильной полосы при ^ «275 нм подтверждает, по нашему мнению, координацию реагента на природном галените только по месту двойной ОС углерод-углеродной связи, с другой стороны,

едва заметная полоса при

Рис. 3. УФ-спектры продуктов десорбции МИГ-4Э с поверхности галенита гексаном: I - гексая, 2 ~ продукт десорбции гексана с галенита, 3 - раствор МИГ-4Э в гексане,

4 - продукт десорбции ЫИГ-4Э с галенита (разбавление 1:1),

5 - продукт десорбции МИГ-4Э с галенита (разбавление

валентные колебания тройной С*С связи ЫИГ-4Э, не координированной на галените.

Таким образом, представленные данные спектральных исследований свидетельствуют о химической координации этинилвишзлбутило-вого эфира на галените по месту кратных связей реагента с образованием комплексов 3? -типа.

Предлагаемый механизм взаимодействия МИГ-4Э с поверхностью минералов в настоящей работе основывается на современной теории хемосорбшш электродонорных реагентов на минералах, рассмотренной как процесс образования смешанных поверхностных соединений координационного типа, протекэадий по донорно-акцепторному механизму.

Исходя из классической модели Дьюэра-Чэттэ-Дункансона для связывания серебра с этиленом в -комплекс,можно предположить, что устойчивая координация непредельных групп реагента ШГ-43 СЪС и С£С катионом Я^ обеспечивается эффективной комбинацией прямой & -связи и обратной -связи в &Т -комплекс.

Основываясь на вышеизложенном, модель для связывания кзтионэ свинца го с этиленом (непредельной группой С«С реагента Ш1Г-4Э) в 01 -комплекс можно представить следующим образом: катион свинца образует с анионом МИГ-4Э только прямую б' -связь за счет электронной плотности Л-Мо непредельной группы С«С (донор) и вакантной Р-орбитэли свинца (акцептор - 6р°).

В результате обобщения данных ИК- и УФ-спектроскопии, а также моделей (рис. 4 и 5) можно сделать следувдие выводы:

- в донорно-акцепторном механизме взаимодействия с минеральной поверхностью реагент МИГ-4Э выступает в роли донора р-электронов, а адсорбционные центры галенита и металлического серебра - в роли их акцепторов,

Рис. 4. Модель Дьюара-Чатта-Дункансона^ля связывания катиона серебра с этиленом в у/ -комплекс

Рис. 5.

Предполагаемая модель этиленом в ЗТ -ксмп

связывания катиона свинца с •комплекс

- в зависимости от природы адсорбционных центров минеральной поверхности, наиболее активными донорными функциями в реагенте МИГ-4Э обладают р-электроны двойной ОС или тройной С£С .углерод-углеродных связей;

- образуемые в растворе комплексы металлов с непредельными соединениями при участии р-электронов последних относятся к ^-комплексам, соответственно, адсорбционные комплексы, образуемые МИГ-4Э на поверхности галенита и металлического серебра с участием р-злектронов, также могут быть отнесены к комплексам

¿7/ -типа.

4. Влияние направленного изменения физико-химического состояния поверхности минеральных комплексов оловянно-полиметзллических руд на эффективность их селекции

4.1. Закономерности селекции основных сульфидных минералов и серебра в области низких концентраций собирателя

Установлено, что в области низких концентраций сульфгид-рильного собирзтеля, при которых наиболее четко проявляется различия во флотоэктнвности (естественной фдотируемости) минеральных частиц, например, галенита, сфалерита и метзллического серебра, легкофлотируемые фракции галенита и серебра при концентрации собирателя 1-2 мг/л извлекаются до 80$ (для труднофлоти-руемых следует увеличить концентрацию до 4-6 мг/л), при этом лег-кофяотируемне фракции сфалерита - только на 10-151.

Оптимальной величиной рН якдкой фазы мономинерзльной суспензии для галенита и серебра является область рН - 8,54-9,5, при этом извлечение сфалерита не превышзет 15-18$.

Определена оптимальная концентрация депрессоров сфалерита (смесь цинкового купороса и сульфита натрия) - 40-50 мг/л (в

условиях низких концентраций собирателя), при этсы сфалерит практически не флотируется, а извлечение галенита и серебра составляет 70-75 и 60-65 {,%) соответственно.

Показан различный характер флотационной активности галенитов одного месторождения, но двух различных генераций, причем впервые установлено, что неоднородность их флотационных свойств усиливается в области низких концентраций собирателя (1-2 мг/л).

Проведенные исследования показали, что галениты различных генераций проявляют различия во флотационных свойствах даже в отсутствии собирателя - за счет естественной фяотируемостя.

Изучение электрофизических свойств галенитов (термоэлект-родвижущзй силы ТЭДС) во взаимосвязи с их флотяруемосты в области низких концентраций собирателя позволяет установить некоторые качественные закономерности:

- существенная неоднородность электрических свойств галенитов, выражаемая в изменение величины ТЭДС отдельных фракций минеральных частиц, может являться качественной характеристикой их относительной флотируемости- с увеличением неоднородности флотация ухудшается,

- для галенитов различных месторождений характерно повышение флотационной активности при уменьшении средней величины отрицательного значения ТЭДС и сужения ширины гистограммы (повышение однородности образцов).

Выявленные закономерности создают предпосылки для селекции серебросодержащего галенита от сфалерита на основе использования неоднородности их флот-рационных свойств, наиболее четко проявляемых при низких концентрациях собирателя, путем выделения товарных моноконцентратов в голове процесса флотации при обогащении одовянно-полиметаллических серебросодзржаптх руд.

4.2. Закономерности селекции сульфидных и оловянных минералов от арсенопирита в процессах обогащения

На основании методических исследований флотации мономине-рзльных фракций касситерита, халькопиритз и арсенопирита установлены некоторые закономерности селекции минералов олова, меди и мышьяка в зависимости от их соотношения в исходном минеральном комплексе. При соотношениях халькопирита и арсенопирита >>4, а такза суммы халькопирита и арсенопирита к минералам олова от 6 до 12, селекция этих минералов протекает успешно при флотации в области низких концентраций собирателя.

Проведенные дальнейшие исследования на реальных объектах -медко-ояовяншх мышьяковистых продуктах подтвердили выявленные ранее закономерности (рис. 6):

- при соотношении содержания меди и мышьяка (коэффициент К^) в исходном продукте от 1:2,5 до 1:5 селекция их протекает успешно (кривые I, 2);

- переход олова в медные концентраты и мышьяковистые продукты, 'а также кондиционирование оловянных продатстов по мышьяку определяется отношением суммы содержания меди и мышьяка к олову

в исходном материзле (коэффициент 1%);

- при низких значениях (6-20) показатели по селекции олова, меди и мышьяка вполне .удовлетворительны;

- при высоких значениях К^ (20-60) селекция нарушается и содержание олова в собственно оловянных продуктах не превышает 20*.

Результаты измерений магнитной восприимчивости основных минералов, входящих .в состав некоторых одовянно-сульфидных ми-

юо 90

70-

_<> А4"

Г! 50-

£5

<3 50-

(В

гг

а зв-

20-

ю-

0

. __------

5 (С 20 £5 30 аз 40 4й 50 55

»4

6 60

йс. б . Селекпия иоза, иегш 2 аигшяка з зазпсямаста о?

гг соотноиешя в пульпа: Хт - соотношение содергания чего п ыыиьяю, Ко - соогншевпв суммы содерзанпя меди 2 шяьщга к олову?

1 - извлечений цедя в конценграг,

2 - извлечение мшшгка в мазинй шшенграг»

3 - солэгкэнпе иыпьшга в медном конпентрато,

4 - пзвлёчеяяз олова в оловянный ксипеютзг.

5 - пзвлеченпз шпьяка в одовяшй концентрат,

6 - пзвлечешкз слова в иняьявовыЗ продукт,

7 - соперганза шиьяка в &г>-лотистрзтс•

8 - извлечение бл в Си-канпзнтра?.

нерзльных комплексов покззывзют, что арсенопирит и минералы пустой породы (кроме роговиков) являются диамагнетиками, в то время: какОласульфидных минералов, слагающих, в основном, минеральный комплекс (до 70%), характерна высокая магнитная восприимчивость.

На основании полученных данных и методических исследований можно сделать заключение о принципиальной возможности успешного выделения арсенопирнтэ в немагнитную фракцию с незначительными потерями в ней минералов оловянных (станнина) и цветных металлов.

Установлено, что для более успешной селекции необходима последувдзя флотация в условиях низких концентраций собирателя и вспенивэтеля с усилением депрессии арсенопиритз специфическими реагентами (пермзнгэнаты, известь, бихроматы). Показано, что только при определенном соотноиении (глас.%) активированного угля, извести и перманганата калия селекция сфзлеритэ, станнина и арсенопиритз протекает в оптимальных условиях (рис. ?). Таким образом, сочетание двух последовательных операций - магнитной сепарации и селективной флотации в режимах, основанных на направленном изменении поверхностных свойств минерало^-дзют возможность отделить цветныв и оловянные минералы (отаннин) от арсенопиритз, Установленные закономерности служат основой для разработки технологии селекции оловянно-сульфвдных мышьяксодерязщих продуктов при обогащении комплексных оловянных руд.

4.3. Влияние собирательного действия реагента ШГ-4Э на галенит, сфалерит и серебро

Изучено флотационное поведение основных сульфидных минералов полиметаллических серебросодерзэщих руд с применением реагентз МИГ-4Э в сравнении с бутиловым ксантогенэтом.

-

__ъ о -- зг -

о 30 -

С;

С 28 ■

Я_

Е 26 •

оЬ 24 ■

о 22.-

■ъс.

20 •

а 18 о

16 -

а

Г" с; И ■

а> 2 41-

ш »о з:

г*

X 8 -

гз

X 6 ■

си

О) 4 -

го

о 2<Р

1-и,инк й-олоЬо 3-мышьяк

Го со

¡а з <1 5

Зависимость селекции олова, цинка и мншьяка от соотношения реагентов-регуляторов: активированного угля, извести, перманганата калия а Т-80

4. 1:0,2:0,3:0,008

5. 1:0,2:0,4:0,01

6. 1:0,4:0,3:0 02

1. 1:0,2:0,1:0.001

2. 1:0,2:0,15:0.004

3. 1:0,2:0,2:0,606

7. 1:0,6:0,3:0,04

8. 1:0,8:0,3:0,04

9. 1:1:0,3:0,06

10. 1:1,4:0,3:0,1

Установлено, что реагент ШГ-4Э является эффективным селективны* собирателей галенита и серебра при практически полной индифферентности к сфалериту. Оптимальными условиями флотации, при которых максимально проявляются различия во флотоактивности сульфидов свита и цинка, являются концентрация ЖГ-4Э - 6,8 мг/л и рН »едкой фазы мономинеральной суспензии 9,0-9,5.

Выявлено преимущество сочетания МИГ-4Э о бутиловым ксанто-генатом, заключавдееся в повышении эффективности флотации галенита и серебра при практически полном отсутствии флотации сфалерита. Установлен оптимальный порядок введения собирателей в процесс - вначале МИГ-4Э, затем бутиловый ксантогенат.

При изучении фяотарувмости галенитов различных месторождений установлена четкая взаимосвязь флотоактивности галенитов с наличием в них серебра, причем эта взаимосвязь наиболее характерна при использовании МИГ-4Э. В связи с этим изучено влияние активации одного из труднофаотируемых галенитов азотнокислым серебром. Установлено, что предварительная активация поверхности галенита азотнокислым серебром резко увеличивает флотоактивность минерала, что однозначно характеризует катионы серебра на поверхности галенита, как наиболее активные адсорбционные центры.

Выявленные закономерности флотационного поведения мономинеральных фракций с применением бутилового ксантогената и МИГ-4Э согласуются о результатами изучения адсорбции этих реагентов на галенита, сфалерите и серебре (рис. I).

5. Закономерности процесса селекции оловянно-

полиметаллических руд и коллективных концентратов

5.1. Селекция минералов олова, цветных и благородных металлов в процессе флотации

На основе выявленных закономерностей флотации мономинеральных фракций и результатов изучения вещественного состава оловянно-полиметаллических минеральных комплексов в технологической схеме флотации рекомендуется последовательное проведение следующих операций:

- наделение товарных концентратов цветных металлов (медного и свиндово-серебряного) за счет легкофлотируемых зерен серебро-содеряащего галенита в условиях низких концентраций собирателя

и вспенивател . бзсциановой технологии селекции,

- выдел» з "головки" товарного цинкового концентрата за счег легкоф; хруемнх зерен сфалерита,

- колл ивная флотация труднофлотируемых зерен галенита, сфалерита 7 ростков касситерита с сульфидами в условиях оптимальных сг хошений раагентов-регуляторов,

- ол яная флотация в присутствии селективных собирателей.

При делении "головки" свинцово-серебряного концентрата

эксперт гаяьно определено оптимальное соотношение в цикле свинцов флотации собирателя (смесь бутилового ксантогената МИГ-4Э' депрессоров сфалерита (сульфат цинка и сульфит натрия 1:1) у ленивателя (Т-80) - от 1:35-0,2, до 1:45:0,3 при щелочности льды рН = 10,84-11,2.

тановлено, что в цикла оловянно-сульфидной флотации при рН •> ¿-»6,4 и соотношения бутилового ксантогената, Т-80 и жидкого ста ( от 1:1,4:7 до 1:1,6:8 возможно получение оловянно-сульфид-но? концентрата для последущего металлургического передела с в* до 10-15$? и высоким извлечением в него ценных компонентов о а 89-92?, свинца ~ 88-90?, цинка 89-92^ (от операции).

Основываясь на результатах методических исследований, /чано использование в качестве дополнительного собирателя Г-4Э в цикла основной свинцово-сэребряной флотации, что позволи-о установить следующее (рис. 8):

- в области низких концентраций бутилового ксантогената (10-20 г/т) наблюдается четко выраженная селекция минералов олова, свинца и цинка: л Е^Ер^-Е^л =>40-46, ^¿^Ер^Е^«* «30-85 (кривые 1-4);

- при введении МИГ-4Э (раскол бутилового ксантогената 15 г/т) также в области низких его концентраций (15-20 г/т) возрастает как абсолютное извлечение свинца и серебра (в среднем на 12-14$), так з селекция олова, свинца, цинка: ^Е^ =46-50,л£.-£=42-47 (кривые 1-41).

Показано, что изменение рН жидкой фазы пульпы практически не влияет на флотацию станнинового олова и цинка, но оказывает существенное значение на свинец и серебро - оптимальное значение лежит в пределах 8,5-8,5.

При флотации свободных зерен касситерита в оловянный шламовый концентрат оптимальнш селективнда собирателем, выбранным нами на основе новой классификации реагентов, является "Флотол-7,9" в присутствии жидкого стекла в слабо-кислой среде.

ex

Рис. 8. Зависимость извлечения свища, серебра, олова и цинка в черновой свинцово-саребряный концентрат от характеристики н расхода собирателя.

Кривые 1-4 - флотация при переменном расходе бут.кх.; кривые 1-4 - флотация при постоянном расходе, бут.юс. (15 г/т) й переменном -МЙГ-4Э: I - I - свинец

2-2 - серебро

3—3. — олово 4 - 4' - цинк

5.2. Селекция медных и мышьяковистых минералов

Лабораторные исследования проводились в ЦШ СГОКа на реальных фабричных продуктах - сливе классификатора медной селекции ЦОФ, содержащих 1,2-1,9$ меди и 1-1,8 мышьяка.

Проведенные испытания в замкнутом цикле флотации на оборотной воде фабрики дали возможность выделить часть медных минералов в голове процесса флотации (расход собирателя и вспенивателя 1,02,5 г/т) в кондиционный медный концентрат с содержанием меди 22$ и мышьяка 0,51$ при извлечении меди 49$. .

Селекция коллективного медно-мышьяховистого продукта' проводилась в разработанном авторами реагентном режиме, включавдем агитацию в течение ГО мин. с активированным углем (5-6 кг/т) и известью (15-20 кг/т при остэточной концентрации свободного СаО 1600-1900 мг/л) и последующую медную флотацию в присутствии низких концентраций собирателя и вспенивателя (10-20 г/т).

В результате селекции коллективного медно-мышьяковистого продукта получен товарный медный концентрат с содержанием меди 18,0$, мышьяка 0,8$ при извлечении меди 39$.

Таким образом, усовершенствованная технология флотации медно-мышьяковистой руды позволила получить суммарный медный товарный концентрат с содержанием меди 21,4$, мышьяка 0,6$ при извлечении меди 90$.

5.3. Удаление мышьяка из коллективных концентратов

5.3.1. Медно-мшьяковистне коллективные концентраты

По существущей на ЦОФ технологии на селекцию меди и мышьяка поступает объединенный коллективный сульфидный концентрат, полученный при обогащении оловянно-сульфидных щд по гравитационно-флотационной схеме, в котором содержание меди и мышьяка колеблется от 4 до 16$, а отношение содержания меди к мышьяку от 1:4 до 3:1.

Таблица 2

Реагентный режим и физико-химические параметры замкнутого опыта

Наименование :Время :Время Расход реагентов, в г/т_

операции :аэра- :флота- :иавеоть .акИШИр."Го.75Идй- :Т-ьь

:ции :тации : : уголь :вый ксанто _:мин. ;мин. :_5_;гецат :

Аэрация перед селекцией

Селекция

Контрольная флотация

Аэрация перед переочисткой

Первая перечистка

Вторая перечистка

Третья перечистка

10

8-10 5

8-10 8-10 6-8

20000

8000

5000

1500

10-20 5-10

10-20 10-20

20-40 10-80

10-20 10-20

10-20 10-20

5

Проведенные испытания в замкнутом цикле на оборотной воде фабрики позволили установить физико-хшические параметры и реагентный режим процесса (табл. 2)кподтвердили возможность получения из коллективного медно-мышьяковистого продукта при соотношении в нем меда и мышьяка от 1:2,5 до 1,8:1 кондиционного медного концентрата с содержанием меди 13-24$, мышьяка 1,5-2,СЙ при извлечении меди 90-95?.

Существенным достижением следует считать резкое снижение времени агитации с известь» а активировании! углем с 120 мин. (фабричный режим) до 10 мин., что значительно упрощает аппаратурное оформление усовершенствованной технологии и уменьшает стоимость процесса.

5.3.2. Оловянно-сульфидные коллективные концентраты

Вследствие высокого содержания мышьяка (12-15$) в оловянно-сульфвдных коллективных концентратах, подученных при обогащении оловянно-полиметаллических руд, где сосредоточено до 20-25? олова и цветных металлов, при металлургической переработке требуется предварительная операция деарсенизирупцего обжига, усложнявшая технологическую схему и резко увеличиващая загрязнение окружающей среды.

С другой стороны, в настоящее время,в связи с ужесточением требований металлургической промышленности по лимитируема« примесям вредных элементов, содержащихся в товарных концентратах и продуктах, остро встает проблема удаления мышьяка до его содержания в этих продуктах 0,2-0,5??.

Данные химического и полуколиче ственного минера логических анализов оловянно-сульфидннх концентратов показывают, что основное количество олова сосредоточено в станнине (9530, а мышьяка в арсенопирите, при этом цветные металлы представлены сфалеритом, галенитом и халькопиритом.

В результате проведения укрупненно-лабораторных исследований разработана принципиально новая технология удаления мышьяка из коллективных оловянно-сульфидных и сульфидных концентратов и продуктов, включающая следующие основные операции: классификацию, магнитную сепарацию, селективную флотацию (в присутствии нетоксичных реагентов).

Согласно представленной на рис. 9 технологической схеме, разработанный способ обвзшшшяковывания осуществляют следухпщм образом. Исходный коллективный оловянн о-сульфидный мышьякеодер-жащий продукт крупностью -0,3 ш обесшламливают по классу -0,044мм и проводят первую магнитную сепарацию при напряженности магнитного поля от 4400 до 4600 эрстед с выделением в магнитную фракцию основной части станнинового олова, цветных металлов и серебра (оловянный концентрат КОШ-3), а в немагнитную - арсенопирита и небольшой части станннна, цветных металлов и серебра. Немагнитная фракция направляется на вторую магнитную сепарацию с напряженностью магнитного поля от 8800 до 9200 эрстед с выделением в немагнитную фракцию основного количества арсенопирита. Магнитная фракция с незначительны« количеством арсенопирита (содержание=1-2$) объединяется с классом -0,044+0 мм и направляется на селективную флотацию от мышьяка в присутствии активированного угля, изввети, перманганата калия и Т-80 при их определенном соотношении (мас.#): от 1:0,84:0,2:0,006 до 1:0,88:0,28:0,01, а также бутилового ксан-тогената.

На примере удаления мышьяка из оловянно-сульфидного станнин-содержащего продукта разработанная технология (рис. 9) обеспечивает:

0/)0 Ьянно> гиль фыдный концентрат_

-о,г+0,044 мм

I м/у Г И И ТIIА 91 С1Н П А РА !Д М =1

-о,г мм

к л а с: с м с» н к /\ ¡_1 м =1

-0,044 мм

М.

ф.

Д=4400-М600 эрстед

олоЬднно-еулыриЭн. к-т 1

н.м.ср.

И МАГ1-1ИТ1-1А51 СКПА1?

акт.уголь!СаО,-КМп04,'Т-80(мой %) Дцт. КХ - 7о-ЯРг|т

М.ф.

пр. пр.

О-' 8800-5-9200 ам.ф. эрстед Яа-пр-т I

с: 1Е Л1ЕКТИ1- 1-1 А г I С1>Л *ГГА !» И =1

о/ю^ржно-ьульфиЭн.

хЬ. Я5-пр-т И

СР ОТ)

олоЬанный к-т суммарный

КОЩ-З мбииьякоЬым

' продукт

Рис. 9. Селекция оловшшо-сульфидных коллективных концентратов.

- экологическую безопасность переработки оловянно-сульфвдных концентратов и продуктов, содержащих 5-20$ мышьяка путем зшены принятых в промышленности пирометаллургическиг процессов (деарсе-низирухщий обжиг) на обогатительные методы,

- селекцию олова, цветных металлов и мышьяка с получением товарных оловянных концентратов с содержанием 0,2-0,5$ мшьяка

и арсенопиритного продукта, направляемого на захоронение. Разработанная технология обезмышьяковывания оловянно-сульфидных концентратов защищена патентами РФ "и не имеет зарубежных аналогов.

6. Принципы построения и апробация рациональной технологии обогащения оловянно-полиметаллических саребросодерзащих руд

Установленные закономерности селекции минералов олова (касситерита и сташшна), серебросодержащего галенита, сфалерита, халькопирита, пирита и арсенопирита в процессах разделения минеральных комплексов оловянно-полиметаллических руд, позволили в результате ухрупненно-лабораторннх и полупромышленных испытаний разработать основные принципы построения рациональной технологической схемы обогащения:

1. Выделение в голове процесса легкоизвлекаеиых минералов цветных и благородных металлов в товарные моноконцентраты методами гравитации или флотации при низких концентрациях селективных собирателей.

2. Доизвлечениэ труднофлотируемых раскрытых зерен минералов цветных и благородных металлов в товарные концентраты методом селективной флотации по бесциановой технологии.

3. Выделение сростков минеральных зерен олова, цветных и благородных металлов в коллективные оловянно-сульфидные концентраты и продукты методом флотации в присутствии определенного сочетания реагентов при минимальней« выходе этих продуктов,

4. Получение высокосортных оловянных концентратов методом гравитации и шлаковых концентратов методом флотации.

5. Удаление лимитируемых примесей из товарных и коллективных концентратов путем сочетания методов магнитной и электрической сепарации с селективной флотацией.

6. Утилизация отвальных хвостов обогащения в стекольной, керамической и строительной промышленности, а также для закладки автострад.

Разработанная принципиальная рациональная схема обогащения, представленная на рис. 10, зацвдена патентами России и апробирована в укруяиенко-лабораторных и полупромышленных условиях на различных минеральных комплексах олоаянно-полимзгалличзских руд (табл. 3).

Промышленное внедрение МИГ-4Э на Адрасмавской обогатительной фабрика

Технологическая схема обогащения, включавдая три основные операции: измельчение, классификацию и флотацию, а также реагентный режим,представлена, на рис. II.

Применение 1ЖГ-43, по данным генерального опробования, позволяет повысить извлечение в свинцово-серебряный концентрат серебра на 11,8$ абс., свинца на 1,6$ абс., при этом качество концентрата по свинцу несколько снижается.

По даннш гранулометрического анализа отвальных хвостов свинцово-серебряной флотации в период генерального опробования, использование МИГ-4Э в качестве дополнительного собирателя способствует доизвлечению свинца и особенно серебра из тонких классов руды.

Сравнительные показатели свинцово-серебряной секции за 9 месяцев характеризуются следующий:

- извлечение серебра повысилось на 6,2-7,1^ абс. при одновременном повышении его содержания в концентрате с 2,8 кг/т до 3,3 кг/т и одинаковом содержании в руде - 60 г/т,

- извлечение свинца в свинцово-серебряный концентрат повысилось на 1,0-1,8^ абс. при снижении содержания его в руде с 0,72 до 0,67$.

Таким образом, применение МЙГ-4Э в качестве дополнительного собирателя в основной свинцово-серебряной флотации значительно повышает технологические показатели процесса и комплексность переработки руд. При этом существенным моментом является исключение цианида яз операции основной свинцово-серебряной флотации и снижение в два раза его расхода в перечистннх операциях. Следует отметить, что внедрение реагента МИГ-4Э на свинцово-серебряной секции АОФ не требует изменения схемы цепи аппаратов, увеличения фронта флотации и заметного повышения стоимости реагентов.

Оловянно-лолиметаллический минеральный комплекс Подготовительные1 операции

измельченный материал (0,5^,1 мм) Выделение легкоизвлекаемш минералов

Рис. 10. Принципы построения технологических схем переработки оловянно-полиметаллических

минеральных комплексов.

Смнцсбо -серебряный концентрат

ОтЬ.П.

Ci

Рис. II." Технологическая схема

ма обогащения Адрасманодой свинцово-серебрянойсекции.

Фактический экономический эффект за 12 месяцев от использования реагента МИГ-4Э, связанный с .увеличением выпуска продукции за счет повышения полноты извлечения ценных компонентов, составил 303 тыс.руб. (в ценах 1991 г.).

7. Извлечение благородных и цветных металлов из отходов Тайского полиметаллического комбината

Объектом исследования являлись отходы (леязщые хвосты) Тайского полиметаллического комбината, содержащие 1,6-1,8 г/т золота, 10-30 г/т серебрз, 0,5$ меди, 0,6$ цинка, в которых было установлено присутствие сульфидов (15-17$), окисленных рудных минералов (30-32$) и нерудных минерзлов (52-55$).

Основными рудными минералами в них являются пирит, халькопирит, сфалерит, галенит, блеклая руда. Золото в пробе на 25$ присутствует в виде свободных золотин, до 30$ ассоциировано с сульфидами, прежде всего с халькопиритом, и с пиритом в виде сростков со свободны,га золотинзми, раскрываемыми при крупности 44 микрон, в открытых сростках и в породообразующих минералах - до 38$.

Тзким образом, данные лежалые хвосты представляют интерес как золотосодержащее сырье с возможным попутным извлечением меди, цинка и серебра.

Нэ основании результатов проведенных укрупненно-лэбораторных исследований разработана экологически безопзсная технологическая схема обогащения, основными операциями которой являются (рис.12):

- измельчение и классификация исходного материала с получением готовых классов для гравитационного (-0,5+0,15 мм) и флотационного (-0,15+0 юл) узлов обогащения,

- гравитационное обогащение на винтовых сепараторах и концентрационных столах с получением чернового золотосодержащего пиритного концентрата,

- флотационное обогащение, первой операцией которого является коллективная сульфидная флотация исходного материала (-0,15+0 мм) совместно с хвостами гравитации (измельченндаи до крупности -0,15+0 мм) с получением коллективного золотосодержащего концентрата и отвальных хвостов,

- селективная фдотэция с получением черновых медно-золотого, цинкового и пиритного концентратов,

Лежалые хвосты

I

классификация

,-0,5+0,16мм

концентрация

-ОДб+Омм

на столах

(винтовые сепараторы)

червовой золотосодержащий концентрат

селективная

флотацдя

и>

селективная флотация

золотой концентрат

медный золотосодержащий концентрат

(медно-цинково-пиритная)

цинковым концентрат

пиритныи концентрат

отвальные хвосты на утилизацию

Рио.12.Принципиальная технологическая схегла переработки леталих хвостов ГаПского

ппттмпфлтпп.игор.кппл «пмЛиигмея |и и

- флотационная доводка черновых гравитационного золотосодержащего и флотационных концентратов с получением товарных продуктов по золоту, меди, цинку и сере (пирит).

В результате обогащения лежалых хвостов по гравитационно-флотационной технологии получены:

- золотой концентрат с содержанием золота 40-50 г/т при его извлечении 6052,

- медно-золотой концентрат с содержанием меди 22-24$, золота 18-20 г/т при извлечении, соответственно, $: 59; 9,

- цинковый концентрат с содержанием цинка 46-48$ при его извлечении 52$, в котором сосредоточено 2-5$ золота,

- суммарный золотосодержащий концентрат с содержанием золота 24-27 г/т при его извлечении 70$,

- пиритный концентрат с содержанием серы 42-45$.

Показана принципиальная возможность использования отвального продукта обогащения лежалых хвостов в стекольной и керамической промышленности для варки облицовочных материалов черного цвета -прозрачных и глушеных плиток, грунтовых фритт, входящих в состав эмалевого покрытия на чугуне, а также в строительной промышленности и для закладки автострад.

Технологическая схема обогащения является экологически безопасной - отсутствует использование токсичных флотореагентов и не происходит накопления в оборотных водах тяжелых металлов.

Рэзрзботэнный нами способ обогащения техногенного сырья (лежалых хвостов) защищен патентом Российской Федерации.

8. Разработка малоотходной технологии переработки техногенных минеральных образований блзгороднщ: и цветных металлов

Решение згой проблемы показано на приме ре минерального комплекса Лениногорского полиметаллического комбината, перерабатывающего медно-свинцово-цинковые руды, содержащие благородные металлы. Помимо основных рудных объектов (руды Риддер-Сокольного и Тишинского месторождений), в него входят забалансовая окисленная руда Крюковского месторождения, лежалые и текущие хвосты дейстаущей фабрики, основным ценным компонентом которых является золото. Основной задачей наших исследований явилось создэние рациональной технологии доизвдечения благородных и цветных металлов из отходов фабрики, а также переработки забалансовой руды, содержащей благородные металлы.

4.5"

8.1. Переработка отвалов от горных работ,

содержащих благородные и цветные металлы

Значительным резервом повышения экономической эффективности деятельности Лениногорского комбината является переработка отвалов от горных работ,.содержащих до сих пор неизвлекаемые по традиционным технологиям минеральные формы благородных и цветных металлов (забалансовые руды).

Одним из таких объектов, изученных нами, является забалзнсм окисленная золотосодержащая полиметаллическая руда Крюковского месторождения, основным ценным компонентом которой является золото (1,05 г/т), попутными - свинец (0,4$), цинк (0,23$), медь (0,03$), сурьма (0,04$) и серебро (38 г/т).

Минералогическими исследованиями представительной пробы окисленной руды установлено:

- рудные минералы представлены самородным золотом, блеклой рудой, галенитом, сфалеритов, для которых характерна тонкая вкрапленность,

- золото на 27$ представлено свободными формами с чистой поверхностью и на 44$ - в виде тонких ассоциаций с сульфидными минералами в открытых сростках, а тзкзе повышенное количество (235?) ультратонких выделений золота в силикатной породе (неиз-влекземая часть),

- основные минеральные фонды свинца и цинка являются окисленными (около 70$),

- отмечено значительное количество пирротина в пробе (до 12;

Представленные данные минералогических исследований

предопределяют применение физических методов обогащения минерального сырья - гравитационных и магнитных в сочетании с использованием специальных подготовительных классификационных методов.

Укрупненно-лабораторные исследования нз представительной пробе массой 200 кг определили необходимую последовательность использования физических и физико-химических процессов обогащена в оптимальных условиях (рис. 13):

- ввделение материала крупностью 50-60$ класса -0,074 мм,

- сочетание гравитационных процессов - отсадки и концентрации на столах с получением "головки" золотосодержащего гравитэщи ного концентрата,

gn/./ruKjiuny Л UUlytHDI

Рис.13. Принципиальная технологическая схема переработки лежалых хвостов Леникогорской фабрики.

- магнитная сепарация в слабом магнитном поле (600-800 эрстед) с целью удаления пирротина из гравитационного концентрата,

- классификация в центробежном гидроциклоне хвостов гравитации с выделением в песковой части материала крупностью 70-75$ -0,074 мм,

- флотационная доводка песковой части, основанная на раздельной флотации легко- и труднофлотируемых минералов в различных циклах с получением флотационного золотосодержащего коллективного концентрата.

По разработанной технологии получен суммарный кондиционный золотосодержащий концентрат (25 г/т) при извлечении 90$ металла. Кроме золота в него извлекается 50$ свинца и серебра, а также 42$ цияка и 33$ меди.

Предложенная технология переработки отвалов от гор-

ных работ , содержащих благородные и цветные металлы, обеспечивает комплексность использования минерального сырья, экологическую безопасность и утилизацию отходов в строительной промышленности.

8.2. Доизвлечение благородных и цветных металлов из лежалых хвостов

Исследованиями представительной пробы лежалых хвостов (отходов) Яениногорского полиметаллического комбината установлено:

- основным ценным металлом в них является золото (0,75 г/т), куоме того представляют некоторый интерес цинк (0,2$), свинец (0,1$), серебро (3 г/т) и сурьма (0,02$); материал характеризуется чрезвычайно тонким взаимным прорастэнием ценных компонентов и, в целом, сложным вещественным составом,

- основная часть извлекаемого золоте представлена свободный зернами (крупность золотин - 0,2 мм) и сростками с рудными и породообразующими минералами, что требует доизмельчения материала до крупности -0,04 мм для полного раскрытия зерен золота,

- по составу золотины представлены чисты,! золотом, для которого характерна изометрическая форма выделений с ячеистым строением поверхности зерен,

- основная часть доизвлекаемого золота заключена в силикатной породе (ультратонкие включения),

- значительная доля цинка связана с его неизвлекаемдаи формами - смитсонитом и окисленнши минералами, что практически исключает возможность ввделения цинка в товарный концентрат.

Установлено, что наиболее эффективный методом обогацения данного техногенного сырья является флотационный, основанный на раздельной флотации легко- и труднофлотируемых минералов цветных металлов, золота и серебра в различных циклах.

Для успешного осуществления флотационной технологии необходимо стадиальное измельчение, невысокая щелочность пульпы и дробная подача флотационных реагентов при их оптимальном расходе. При этом в голове флотационной схемы в первой стадии (при крупности 75-60$ класса - 0,08 мм) необходимо селективно извлекать легко-флотируемые золотосодержащие минералы, на второй стадии (тонина помола 96-88$ класса - 0,08 мм) доизвлекаются тонкие выделения минералов - концентраторов благородных металлов. Особенностью данной технологии является выделение каждого товарного золотосодержащего концентрата в самостоятельном цикле без смешивания за-воротных промпродуктов, что значительно улучшает их разассигнована при перечистке черновых концентратов I и П стадии в замкнутом цикле.

В соответствии с полученными результатами рекомендована технология флотационного обогащения лежалых хвостов в замкнутом цикле с целью получения товарного золотосодержащего концентрата (не менее 20 г/т) с высоким извлечением металла за счет разассигнована! промпродуктов и увеличения числа перечистных операций.

Как показали результаты проведенных экспериментов, важнейшим условием эффективности процесса перечисток черновых концентратов I и П стадии является оптимальная плотность питания этих операций (15-20$).

На основании проведенных укрупненно-лабораторных испытаний в замкнутом цикле на представительной пробе массой 200 кг была разработана технологическая схема переработки лежалых хвостов, представленная на рис. 14.

По разработанной флотационной технологии получен товарный по золоту коллективный концентрат с содержанием золота 21 г/т и извлечением металла 81$. Помимо золота в концентрат извлечены серебро (63$), цинк (51$) и свинец (22$).

ИСХОДНАЯ РУДА

ИЗМЕЛЬЧЕН НЕ 1

_1-

КЛАССИФИКАЦИЯ I

слип

50% -0,071 мм

к-Т

1

ОТСАДКА

КОНЦЕНТРАЦИЯ НА СТОЛЕ

пром.прод.

МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ

хв

КЛАССИФИКАЦИЯ II

н.м.ф.

ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИЙ КОНЦЕНТРАТ

м.ф-

в отвал

слив пески

50% -0,071 мм

КЛАССИФИКАЦИЯ III

слив 70% -0,071 мм

КЛАССИФИКАЦИЯ В ЦЕНТРОБЕЖНОМ СЕПАРАТОРЕ

пески

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ II

в отвал

ФЛОТАЦИЯ

пенный

коллективным золотосодержащи й концентрат (Аи, Си, Р1>, гп)

отв.хо.

Рис. 14. Принципиальная технологическая схема переработки

забалансовой золотое оде рг-ацай полиметаллической ву

¿го

Эффективность разработанной технологии, зядищешюй патентом Российской Федерации, обусловлена комплексностью использования минерального сырья, малой токсичностью применяемых реагентов и возможностью использования получаемых отвальных хвостов в строительной и керамической промышленности, что позволяет считать технологию практически безотходной.

8.3. Доизвлечение благородных металлов из текущих хвостов фабрики

Анализ вещественного состава пробы текущих хвостов Ленина -горской обогатительной фабрики позволил выявить следующие особенности:

- основным ценным элементом исследуемого материала является золото (0,85 г/т), в качестве попутных металлов ыогао отметить серебро - 5,3 г/т, цинк - 0,3% и свинец - 0,15^,

- рудные минералы представлены пиритом, сфалеритом и незначительным количеством галенита и халькопирита, основная масса породообразующих минералов представлена кварцем, слюдистыми минералами и в меньшей степени карбонатами, в целом минералы благородных и цветных металлов находятся в виде тонких и ультратонких включении в породообразующих минералах,

- основной ценный компонент исследуемого сырья - золото характеризуется мелкими и очень тонкими выделениями в минералах цветных металлов и в пирите, з гакне в породообразующих минералах, свободное золото при данной крупности материала отсутствует.

При разработке технологии доизвлечения золота из текущих хвостов решались две задачи: изыскание эффективного способа концентрации золота в небольшой по объему продукт и разработка схемы обогащения, вписывающаяся в действующую технологию на имеющихся гяощностях фабрики.

Разработан способ концентрирования более 502 золота и других ценных минерэлов (более 90/5) из текущих хвостов в небольшой по объему продукт с выходом 15%, заключающийся в обогащении текущих хвостов в центробежном сепараторе с перечисткой полученных песков на таком ке аппарате.

Исследованиями технологических свойств песковой фракции текущих хвостов (измельченной до крупности 905! - 0,074 мм) .уста-

новлено, что доизвлечение из них золота и цветных металлов возможно методом флотации в присутствии стандартных реагентов -бутиловый ксантогенат, Т-80 и сода для создания слабощелочной среды. В результате обогащения в концентрат с содержанием золота 20 г/т извлекается 85$ (от операции).

Анализ результатов флотации песковой фракции и концентрата дофлотации золота (по технологической схеме действующе!! фабрики) показал принципиальную возможность совместной переработки этих двух продуктов по единой технологической схеме и реагентному режиму с целью доизвлечения золота и минералов цветных металлов, являвдихся также концентраторами благородных металлов.

Экспериментальная проверка совместного обогащения этих продуктов показала, что в концентрат флотации извлекается 92$ золота и цветных металлов (от операции). Кроме золота этот продукт содержит серебро (51,4 г/т), цинк (6,0$), свинец (1,35$) и медь (0,6$).

Анализ элементного состава концентрата обогащения песковой фракции хвостов текущей добычи и сопоставление его с составом продуктов основного цикла обогащения нз комбинате позволяют сделать вывод о близости составов полученного по рекомендуемой схеме золотого концентрата с пиритным концентратом фабрики.

Эффективность разработанной технологической схемы обусловливается не только увязкой ее с действумцей технологией, но и низкими капитальными затратами при ее реализации, так как оборудование может быть установлено на резервных площадях фабрики.

Блок-схемы действущей и предложенной малоотходной технологии эксплуатации месторождений полиметаллических руд цветных и благородных метзллов представлены на рис. 15 и 16.

ОТРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ

ОБОГАЩЕНИЕ

ТОВАРНЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ ТЕКУЩИЕ ХВОСТЫ ЛЕЖАЛЫЕ ХВОСТЫ

риели Блок-схема действующей технологии эксплуатации месторождений полиметаллических руд цветных и благородных металлов

РУДА ОТВАЛЫ

ГОРНЫХРАБОТ

(ЗАБАЛАНСОВАЯ

РУДА)

рис.16 Блок-схема малоотходной технологии эксплуатации месторождений полиметаллических руд цветных и благородных металлов

выводы

1. Диссертационная работа посвящена разработке научных основ и рациональных технологий разделения минеральных комплексов оловянно-полиметалличесюгс руд и техногенных минеральных образований благородных и цветных металлов на основе направленного изменения физико-химического состояния поверхности их минералов путем введения в процесс специфических селективных реагентов (собирателей и модификаторов).

2. Предложена структурно-химическая классификация реагентов-собирателей по входящим в их молекулы функциональным группам и циклам, направленно изменяющих поверхностные свойства минералов

и оказывэадих решающее влияние на их флотируемость.

3. На основе новой классификации собирателей по входящим

в их молекулы функциональным группам и циклам, избирательно вза-имодействущими с соответствующими катионами металлов на поверхности минералов, выбран специфический реагент-собиратель для флотации минеральных комплексов оловянно-полиметаллических руд -LUIT—43, отнесенный к кислородсодержащим соединениями - производным эфиров (этинилвинилалкиловые эфиры) и содержащий в качестве реакционных центров группы НС=СН и СЗЖ.

4. Установлено, что реагент МИГ-4Э (этинилвинилбутиловый эфир) является эффективны.! собирзтелем галенита и металлического серебра и практически не флотирует сфалерит и пирит. Предварительная активация галенита азотнокислым серебром резко увеличивает флотозктивнссть минерала преимущественно при использовании в качестве собирателя МИГ-4Э, что подтверждает специфичность этого реагента по отношению к серебру.

5. Изучена сорбция КОП1-© из галенитах' (природном и активированном катионами серебра) и металлическом серебре. Установлен устойчивый химический харэктер сорбции.

6 • Впервые предложен механизм взаимодействия МИГ-4Э с поверхностью галенита за счет связывания адсорбционными центрами металла р-электронов только двойной углерод-углеродной связи реагента с образованием комплексов Sf -типа. Для адсорбционного комплекса МЩМЭ на галените, активированном катионами серебра, установлен механизм его образования зз счет участия в хемосорб— циоином взаимодействии р-электронов как двойной, так и тройной углерод-углеродных связей реагентэ с образованием Bi -комплексов, подобно адсорбции на серебре.

7. Теоретической базой для разработки технологических схем явились исследования по разделению минеральных комплексов изучаемых объектов, что позволило установить следующее:

- благоприятными условиями селекции сульфидного оловянно-мышьяковистого комплекса является определенное отношение халькопирита и арсенопирита, а также сумма халькопирита и арсенопирита к касситериту, что усиливается в области низких концентраций собирателя; селекция станнина и цветных металлов от арсенопирита усиливается диамагнитными свойствами последнего в сочетании с действием резгентов-регуляторов при флотации,

- селекция галенит-сфалерит-пирит-серебросодерващего комплекса зависит от неоднородности поверхностных свойств как отдельных минералов, так и различных зерен одного и того же минерала и усиливается в области низких концентраций специфическш селективных реагентов-собирателей.

8. На различных объектах минеральных комплексов оловяыно-полиметаллических руд изучен процесс селекции оловянных, сульфидных и благородных металлов в различных циклах обогащения, что позволило впервые установить следующее:

- в цикле основной свинцово-серебряной флотации оптимальное соотношение сульфгидрильного собирателя, нетоксичных депрессоров сфэлеритз и вспенивателя 1:40:0,2 при щелочности пульпы рБ»Ю, 8-11,2,

- эффективность использования ЖГ-4Э при флотации свинца и серебрэ совместно с бутиловым ксангогенатогл при оптимальном порядке введения собирателей в процесс - вначале МИГ-4Э, затем бутиловый ксантогенат,

- в цикле коллективной оловянно-сульфвдной флотации оптимальное соотношение сульфгидрильного собирзтеля, Т-80 и жидкого стекла 1:1,5:7,5 при рН*5,2-6,4, которое снкжзет выход концентрата для металлургического передела с 40 до 10$,

- в цикле селекции меди и мышьяка оптимальными физико-химическими параметрами процесса являются: агитация с активированным углем, аэрация с известью (в течение 10 мин. при остаточной концентрации свободного Са0=1600-1900 мг/л)и медная флотация при низких концентрациях собирателя (10-15 г/т),

- в цикле селекции олова (в форме стзннинэ) и цветных металлов от мышьяка оптимальным является сочетание двухстадиальной магнитной сепарации (на первой стадии 4400-4500 эрстед, второй -

8800-9200) и селективной флотации в присутствии активированного угля,извести, пермакганата калия и Т-80 при их соотношении (мас.$) 1:0,86:0,24:0,08 и низких концентраций собирателя (15-20 г/т).

8. В результата методических и лабораторных исследований разработаны основные принципы построения рациональной технологии обогащения оловянно-полиметаллических руд. Рззработзнная технология защищена патентами России и апробирована на различных типзх оловянно-полиметаллических руд в укрупненно-лабораторных

и полупромышленных условиях с высокими техно логическими показателями, а результаты использованы при составлении ТЭО постоянных кондиций для подсчетз запасов двух месторождений Приморского края в ГКЗ.

9. На основе использования выбранного по новой классификации специфического селективного реагента МИГ-4Э разработан способ флотации свинцово-цннковых серебросодержацих руд, защищенный авторским свидетельством. Промышленное освоение МИГ-4Э нз .Адрас-манской обогатительной фабрике обеспечило прирост извлечения в свинцово-серебряный концентрат свинца на 1,7% абс., серебра -

на 5,1$ абс. без изменения технологической схемы с одновременным резким снижением расхода цианида. Фактический годовой экономический эффект составил 303 тыс.руб. (в ценах 1991 г.).

10. Предложенная и апробированная в укрупненпо-лабораторнсм масштабе малоотходная технология доизвлечения благородных и цветных металлов из лежалых хвостов полиметаллических комбинатов, защищенная патентами России, позволяет выделять по гравитащзонно-флотационной технологии из продукта, содержащего 1,4-1,8 г/т золота,золотосодержащий концентрат (25-30 г/т) при извлечении 70$ металла.

11. Разработана малоотходная технология переработки техногенных минеральных образований благородных и цветных металлов, что позволяет осуществить сяедуюцее:

- из отвалов от горных работ (забалансовая руда), содержащих I г/т при рациональном сочетании физических и физико-хдаичес-ких процессов горного производства, получен золотосодержащий концентрат (£0-25 г/т) при извлечении 90$ металла;

- из лежалых хвостов, содержащих 0,7-0,8 г/т золота,

по флотационной схеме получен золотосодержащий концентрат (20-25 г/т) при извлечении 81$ металлз,

¿г

- из текущих хвостов действующей фабрики, содержащих 0,85 г/т золота, ввделить золотосодержащий черновой концентрат с выходом 15$ для последующей его совместной переработки с пром-продуктами во флотационном узле фабрики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработаны, сформулированы и подтверждены в полупромышленных и промышленных условиях научно-обоснованные технологические решения, заключающиеся в интенсификации процесса селективной флотации минералов олова, цветных и благородных металлов направленным изменением физико-химического состояния их поверхности на основе избирательной хемосорбции нового селективного собирателя МИГ-4Э, осуществляемой по месту его внутримолекулярных углерод-углеродных связей с образованием адсорбционных комплексов - $ -типа, а также гидрофилизации определенным соотношением нетоксичных регуляторов в зависимости от вещественного состава минеральных комплексов, что обеспечивает:

- разработку ресурсосберегающего экологически безопасного способа переработки труднообогатимых оловянно-полиметаллических руд Приморского края с извлечением олова на уровне 75-85$, благородных и цветных металлов - 85-95?,

- создание малоотходной технологии обогащения техногенных минеральных образований благородных и цветных металлов, позволяющей доизвлекать в товарные концентраты золото на уровне 70-90$, цветные металлы - 60-80$.

Это является основой для вовлечения в переработку труднообогатимых оловянно-полиметаллических руд, металлосодержащих отвалов горных работ, лежалых и текущих хвостов обогатительных фабрик, расширения минерально-сырьевой базы действующих ГОКов и повышения экономической эффективности отработки месторождений, рационального использования георесурсов в современных ужесточавших эколого-экономических условиях.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Шубов 1.Я., Митрофанов С.И., Иванков С.И., Кштымов А.Н. "Совершенствование технологии фяотапди руд Сорского цестороаде-ния. / Цветная металлургия, 1970, J* 19, с. 13-15.

2. Шубов Л.Я., Митрофанов С.И., Иванков с.И. и др. Пути интенсифакации (¿дотации медно-модибденовых пиритеодеряащпх руд. / Цветные металлы. 1971, J« 6, с. 73-76.

3. Шубов Л.Я., Иванков с.И., Глембоцкий A.B., Де дрессирующее действие конденсированных фосфатов nps флотации. / В сб. Совершенствование реагентных рекиыов на обогатительных фабриках. Цветыелшформацня. М., 1971, с. 60-67.

4. Иванков С.И. Исследования по флотационному обогащению комплексных полиметаллических руд месторождения Майсура. / Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. Новые метода поисков, изучения и оценка месторождений полезных ископаемых. М., ВИИС, 1975, с. I60-161.

5. Бродкина Е.П., ЛитЕинцев Э.Г., Иванков С.И. и др. Опыт обогащения бедной оловянной штокверксвой руды. / Труды школы "Новые методы в аппаратура для технологической оценки месторождений полезных ископаемых". И., ЕШ.1С, 1976, с. 99-106.

6. ГрекулоЕа I.A., Бронжцкая З.С., Иванков С.И. Технология обогащения комплексной шеелитсодернащек руды. / Труды школы "Новые методы и аппаратура для технологической оценки кесторок-декай полезных ископаемых". М., ВЖС, 1976, с. 106-113.

7. Грекулова Л.А., Иванков С.И. Исследования по селекции медно-оловянных шшьяксодержащзх продуктов обогащения комплексных оловянных руд. / Сб. научных тр. Исследования по развитию схем

и процессов обогащения руд олова, вольфрама и алшишя. IJ., MviC, 1978, с. 32-37.

8. ЙБакков С.И. Исследования по селекции ыедно-оловянных шшьяксодернащих руд (на примере зоны Геофизическая Фестивального месторождения). / 3 сб. Усовершенствование технологии производства олоЕа. Тезисы доклада. М., 1978, с. 24.

9. Грекулова Л.А., Иванков С.И. Усовершенствование процесса селекции меди и мышьяка на пршере кокплексных оловянно-суль^цдных РУД. / Тезисы докладов на Всесоюзном совещании проблема кыаьяка в производстве цветных металлов". Новосибирск, Гкдроцветмет, 1979, с. 12-14.

IQ. Грекулова I.A., Старостин B.B., Иванков С.И. и др. Организация водооборота при обогащении оловянно-лолике таллическоё станнинсодеркащей руда в полупромышленном масштабе. / Тезисы доклада на Всесоюзном совещании "Физико-химические основы бессточной технологии переработки полезных ископаемых". Алма-Ата, 1979, с. 30-32.

11. Грекулова I.A., Шегай Н.В., Иванков С.И. и др. Исследования по селективной флотации комплексных оловянно-полиметал- . лических руд. / В кн. "Новые схемы переработки оловяныо-поли-глеталлического сырья". Сб. научных тр. Новосибирск, ЦНИИОлово, 1982, с. 28-33.

12. Грекулова I.A., Мокроусов В.А., Иванков С.И. и др. Перспективы комплексного использования новых для промышленности типов оловосодержащих руд. / Труды П Всесоюзной конференции "Комплексное использование руд и концентратов". М., Ин-т кегал-лургии АН СССР, 1982, с. 16-18.

13. Глембоцкий A.B., Иванков С.И., Елютин A.B. и др. Промышленные испытания ЖГ-4Э при флотации свинцово-серебрякых РУД. / Цветные металлы, 1984, & 2, с. 73-74.

14. Иванков С.И., ГрекулоЕа I.A. Совершенствование технологии селективно-комплексной флотации комплексных оловянно-полиметал-лических руд. / В кн. "обогащение комплексных руд цветных и редкие металлов". Сб. научннх тр. Ы., БИМС, 1984, с. 64-69.

15. Куликов А.И., Григорьев A.B., Иванков С.И. и др. Попутная минерализация в "рудах месторондення скарново-магнеактовой формации. / Известия ВУЗов Геология и разведка, 1986,

# 4, с. 159-160.

16. Глембоцкий'A.B., Грекулова Л.А., Иванков С.И. и др. Опыт промышленных испытании и перспективы применения реагента ШГ-4Э при флотации руд цветных ж благородных металлов. / Тезксы. Применение реагентов во флотации. Симферополь, ИИР, 1984.

17. Иванков С.И., Грекулова I.A. Селективно-коллективная флотация комплексных оловянно-полиметаллических руд. / Цветные металлы, 1985, £ 3, с. 100-102.

18. Глембоцкий A.B., Иванков С.И., Щербаков В.А. и др. Современные тенденции, в разработке и использовании фжотореагентоЕ для обогащения руд цветных металлов за рубежом. / В кн. "Совершенствование технологии обогащения руд цветных металлов на основе оптимизации реагентных режимов флотации. Сб. научных трудов.

М., Гинцветмет, 1986, с. 3-8.

во

19. Иванков С.И., Грекулова I.A., Шувалова D.H. Влияние различий состава сульфидных минералов оловянно-полиметаллических руд на процесс селективной флотации. / Тезисы докладов Всесоюзной конференции "роль технологической минералогии в расширении сырьевой базы СССР". Челябинск, 1986, с. 58-59.

20. Глеыбоцний A.B., Лодвишенсхий Н.С., Иванков С.И. Механизм хемосорбщш реагента. ШГ-4Э на минералах сульфидных руд. / Цветные металлы. 1986, й 10, с. 98-104.

21. Иванков С.И., Глеглбоцкии A.B., Черных Ю.И. Промышленное освоение реагента ШГ-4Э при флотации свзнцово-серебряных руд.

/ Цветная металлургия. 1987, й 2, с. 14-16.

22. Иванков С.И., Горохов Н.П., Каухов В.М. Полупромышленные испытания селектишо-коллективной технолопш флотационного обогащения комплексной оловянно-полиметаллической руды. / В кн. "Технология обогащения комплексного минерального сырья". Сб. научных тр. IL, ВИМС, 1989, с. 147-152.

23. Грекулова Л.А., Иванков С.И., Любимова Е.И. и др. Полупромышленные испытания усовершенствованной технологии обогащения комплексной оловянно-зольфрамовон руды. / В кн. "Технология обогащения комплексного минерального сырья'.' Сб. научных тр. М., ШМС, 1989, с. I33-I4I.

24. Шубов Z.H., Иванков С.П., Щеглова Н.К. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. / Справочник. Книга I. :.!., Кедра, 1990, 400с.

25. ШубоЕ Л.Я., Иванков С.И., Щеглова Н.К. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. / Справочник. Книга 2. Н., Недра, 1990, 263 с.

26. Иванков C.Ii. Обработка пулыш флотационными реагентами. / В ян. "Технологическая оценка минерального сырья". Н., Недра,

1990, с. 228-237.

27. Иубоз Л.Я., Иванков С.И. Запатентованные флотационные реагенты. / Справочное пособие, и., Недра, 1992, 362 с.

28. Иванков С.И., Любимова Е.И. О переработке отходов, содержащих благородные металлы. / Геологическое изучение и использование недр. Инф. сб. М., 1995, вып. 5, с. 67-70.

29. Црекулова Л.А., Иванков С.И., Дорошенко Ы.В. ;лнераль-но-технологические особенности бедных комплексных оловянных руд. / Тезисы докладов на 2-ом Международном симпозиуме. Проблемы комплексного использования руд. СПб., 1996, с. 508.

30. Иванков С.И., Любимова Е.й. Рациональная технология извлечения серебра из уникальных комплексных окисленных руд. / Тезисы докладов на 2-ом Международном симпозиуме "Проблемы комплексного использования руд". СПб"., 1396, с. 311.

31. Иванков С.И., Шуленина З.М., Ануфриева С.И. и др. Проблемы переработки техногенного сырья, содержащего благородные ж цветные металлы. / Тезисы докладов на 2-ом Международном симпозиуме "Проблемы комплексного использования руд". СПб., 1996, с. 303.

32. Иванков С.И. Современное состояние и проблемы переработки техногенного сырья, содернащего благородные и цветные металлы. / В кн. "Научные и технические аспекты охраны оврукаыщей среды". Сб. ВИНИТИ. М., 1996, й 8, с. 26-34.

33. Иванков С .И., Шубов Л.Я. Проблемы поиска и классификации селективных собирателе! для флотации руд олова, цветных и благородных металлов. / В кн. "Проблемы окружающей среда и природных ресурсов". ВИНИТИ, М., 1997, вып. 3, с. 79-102.

34. Иванков С.И. Технология переработки техногенного сырья, содержащего благородные и цветные металлы. / Изв. ВУЗов. Геология ж разведка. М., 1997, й I, с. 139-143.

35. Иванков С.И. Новые принципы классификации и поиска собирателей для флотации руд олова, цветных и благородных металяо / Тезисы докладов Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле", т. 3, М., 1997, с. 69.

36. Иванков С.И. Новые принципы построения рациональной, экологически безопасной технологии обогащения оловянно-полиметая-лических серебро содержащих руд. / В с б. "Ресурсосберегающие технологии". ВИНИТИ, М., 1997, №12, с. 2-П.

37. Иванков С.И. Промышленное освоение рациональной, зко-логкчесни безопасной технологии обогащения комплексных серебро-содержащих руд. / В об. "Ресурсосберегающие технологии". ЖШТН, М., 1997, »13, с. 2-19.

38. Иванков С.И., Ануфриева С.И. Выбор селективных собярагел для флотации минералов олова, благородных и цветных металлов на основе новой классификации флотационных реагентов. / В сб. "Ресурсосберегающие технологии". ВИБИШ, М., 1997, $ 14, с. 2-33.

39. Иванков С.И. Связь мекду д&зико-химическиыи свойствами минеральных кошиексов оловянно-полшеталлических руд и эффективностью их селекции. / Изв. ВУЗов, Геология н разведка, II., 1997, £ 5, с. 120-125.

сульфидных концентратов и продуктов, содержащих станшш и цветные металлы. / йванков С.И., Любимова Е.И., Грекулова Л.А. и др. № 4907224 от 31.01.91 г.

52. Патент Р5 & 1830738. Способ обезкашьяновывания оловян-но-сульдацных концентратов и продуктов, содержащих станшш и цветные металлы. / Йванков С.И., Любимова Е.И., Грекулова I.A. и др. Je 4920279 от 31.01.91 г.

53. Патент РФ Л 2055645. Способ обогащения сульфидных полиметаллических золотосодержащих руд и нродукгоз. / йванков С.й. Макаров D.E., Любимова В.И. и др. £$4013881 от 28.04.94 г.

54. Патент РФ & 2055646. Способ обогащения сульфидных полиметаллических золотосодержащих руд и продуктов. / Йванков С.И. Макаров Ю.Б., Любимова Е.Я. и др. № 94013882 от 28.04.94 г.

Л

Заказ .'« П. Тираж 80

зиж

40. A.c. II28466. Способ извлечения касситерита из шламе в. / Шишкова Л.М., Любимова Е.И., Волова Ы.Д., Кузнецов В.П., ИванкоЕ С.И. и др. ß 3549196 от 07.02.83 г.

41. A.C. ß II29789. Способ обогащения оловянно-полЕиетал-лическюс руд. / Иванков С.И., Грекулова Л.А., Федотова Г.Ю.

ß 36337123 от 15.07.84 г.

42. A.C. ß I24I572. Способ флотации упорных серебро-доли-металлических руд. / Глембоцкий A.B., Иванков С.И., Кузнецов В.П. и др. ß 3714684 от I9.03.B4 г.

43. A.C. ß I274I88. Способ флотации труднообогатимых свинцовых серебросодеркапщх руд. / Иванков С.И., Черных Ю.Ц., Глембоцкий A.B. & 3847321 от 10.12.84 г.

44. A.C. & I5542I2. Способ обогащения смешанных сванцово-серебряных руд. / Иванков С.И., Черных Ю.И., Боядаревский E.H. ß 4II9705 от 23.06.86 г.

45. A.C. ß 1565526. Способ флотационного разделения свин-цово-цанковых концентратов. / Глембоцкий A.B., Бехтле Г.А.,

Залесник И.Б., Касьянова Е.5., Молчанов Л.П., Иванков С.И. и др. ß 4263037 от 27.04.87 г.

46. A.C. ß 1750090. Способ обработки жпрнокаслотного собирателя для флотации шеелштовых руд. / Брошщкая Е.С.. Иванков С.И., Шайхатарова С.А. и др. ß 4886383 от 29.11.90 г.

47. A.C. ß I750I00. Способ обогащения золотосодержащих шеелитовых руд. / Эдьберт А.М., Бронзщкая Е.С., Иванков С.И. и др. ß 48S66I5 от 29.11.90 г.

48. Патент РФ ß 1830735. Способ обезмышьяконыванин одовянно-сульфаднЕх концентратов а продуктов, содержащих станшш ж цветные металлы. / Иванков С.И., Любимова Е.И., Грекулова Л.А. и др.

ß 4906542 от 31.01.91 г.

49. Патент РФ ß 1830736.Способ обезыышьяковнвания оловянно-сульфядных концентратов и продуктов, содержащих станшш и цветнне металлы. / Иванков С.И., Любимова Е.И., Грекулова I.A.

и др. ß 4906543 от 31.01.91 г.

50. Патент РФ ß 1830736. Способ обезмышьяковывания оловянно-сульфидннх концентратов ж продуктов, содернапщх станнин и цветные металлы. / Иванков с.И., Любимова Е.И.. Грекулова I.A. и др.

ß 4906543 от 31.01.91 г.

51. Патент РФ ß 1830737. Способ обезмышьяковывания оловянно-

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНАЯ

АКАДЕМИЯ (МГГА)

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ им. Н.М.ФЕДОРОВСКОГО (ВИМС)

Разделение минеральных комплексов оловянно-полиметаллических руд и техногенных образований благородных и цветных металлов на основе направленного изменения физико-химического состояния поверхности минералов

Специальность 05.15.11 "Физические процессы горного производства" Специальность 05.15.08 "Обогащение полезных ископаемых"

Диссертация на соискание ученой степени доктора

На правах рукописи

ИВАНКОВ СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ

технических наук

Москва 1997 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ.................... . . . 7

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ

МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ОЛОВЯННО-ЮЛЙМЕТАЛЛИ-' ЧЕСКИХ РУД И ТЕХНОГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ БЛАГОРОДНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ .......... 18

1.1. Выбор и классификация селективных флотационных реагентов для флотации комплексных полиметаллических руд.................... 19

1.2. Влияние состава и свойств сульфидных минералов

на их флотируемость......................26

1.3. Использование неоднородности флотационных свойств сульфидных минералов для интенсификации процесса селективной флотации полиметаллических руд. ... 29

1.4. Анализ и обобщение результатов по технологической переработке комплексных оловянно-полиметаллвчес-

ких руд. ................... . 35

1.5. Основные направления по интенсификации флотации комплексных полиметаллических руд, содержащих благородные металлы............... 42

1.5.1. Особенности флотационного обогащения и практика переработки комплексных сульфидных руд, содержащих благородные металлы. ......... 43

1.5.2. Интенсификация флотации благородных металлов на основе совершенствования реагентных режимов ...................... 46

1.6. Практика переработки техногенных образований

благородных и цветных металлов.......... 51

Выводы и задачи исследований.............. 59

ГЛАВА П. ВЫБОР СЕЛЕКТИВНЫХ СОБИРАТЕЛЕЙ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ

МИНЕРАЛОВ ОЛОВА, БЛАГОРОДНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ НОВОЙ СТРУКТУРНО-ХИМИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ РЕАГЕНТОВ............ 64

2.1. Основные проблемы классификации и выбора собирателей в процессе флотации минерального сырья ... 64

2.2. Новая классификация реагентов-собиретелей на основе их химического строения . . . ........ 67

2.3. Выбор селективных собирателей для флотации руд

олова, цветных и благородных металлов....... 72

Выводы по главе.................... 87

ГЛАВА Ш. ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ВЗАШЛОДЕЙСТВИЯ РЕАГЕНТА

МИГ-4Э С МИНЕРАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ...... 88

3.1. Закономерности адсорбции МИГ-4Э на галените, сфалерите и металлическом серебра . ......... 88

3.2. Исследования адсорбции реагента МИГ-4Э на поверхности галенита и металлического серебра методом йК-спектроскопии ................ . 94

3.3. Исследования продуктов десорбции МИГ-4Э с поверхности минералов методом УФ-спектроскопии..... Ю1

3.4. Предлагаемый механизм взаимодействия МИГ-4Э с поверхностью минералов............... 103

Выводы по главе .................... 108

ГЛАВА 1У. ВЛИЯНИЕ НАПРАВЛЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ СЕЛЕКЦИИ . . ............ НО

4.1. Характеристика минералов, как объектов исследования ........................ НО

4.2. Закономерности селекции сульфидных минералов оло-вянно-полиметаллического минерального комплекса . . Ц5

4.2.1. Изучение флотации галенита, сфалерита и металлического серебра в условиях низкой концентрации реагентов-собирателей .... ........... 115

4.2.2. Изучение действия депрессоров на флотацию сфалерита........................ Ц9

4.2.3. Влияние генезиса галенитов одного месторождения

на их флотационные свойства ........... 120

4.2.4. Изучение электрофизических свойств галенитов во взаимосвязи с их флотируемоетыо......... 123

4.3. Закономерности селекции сульфидных и оловянных минералов от арсенопирита в различных процессах обогащения..................... 127

4.3.1. Флотационный процесс............... 127

4.3.2. Магнитная сепарация в сочетании с селективной

флотацией.................... 128

и

4.4. Интенсификация флотации галенита серебра в оловян-но-полиметаллических минеральных комплексах с использованием МЙГ-4Э................ 132

4.4.1. Изучение собирательного действия МИГ-4Э при флотации галенита, сфалерита и металлического серебра ..................... . . 132

4.4.2. Исследование влияния сочетания собирателей. . . . 136

4.4.3. Изучение активирующего действия азотно-кислого серебра на флотацию галенита........... 140

Выводы по главе...................... Х43

ГЛАВА У. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА СЕЛЕКЦИИ ОЛОВЯННО-ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СЕРЕБРО С ОДЕРМЩИХ РУД И КОЛЛЕКТИВНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ........... 146

5.1. Селекция оловянно-полиметаллического серебросодер-жащего сульфидного рудного комплекса......... 147

5.2. Селекция оловянно-полиметаллического окисленного рудного комплекса .................. 156

5.3. Селекция медно-мышьяковистого рудного комплекса . . 161

5.4. Селективное удаление мышьяка из коллективных оло-

вянно-сульфидных минералов. . . . ............164

Выводы по главе..............'.......1 170

ГЛАВА У1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И АПРОБАЦИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕНИЯ ОЛОВЯННО-ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕС-

КИХ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ .......... 173

ГЛАВА УЛ. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВОЕНИЕ РЕАГЕНТА МИГ-4Э НА АД.. РАСМАНСКОЙ ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКЕ (АОФ). . . . 182

7.1. Усовершенствование реагентного режима флотации свинцово-цинковых сзребросодернащих руд с применением МИГ-4Э.................... 182

7.2. Промышленное внедрение реагента МИГ-4Э на Адрасма-

новской обогатительной фабрике (АОФ)....... . 183

7.2.1. Технологическая схема и реагентный режим флотации .......................■ 183

7.2.2. Опробование и контроль процесса свинцово-сереб-

ряной флотации.....................187

7.2.3. Результаты внедрения МИГ-4Э . . .................190

Выводы по главе...........................196

ГЛАВА УШ. ИЗВЛЕЧЕНИЕ БЛАГОРОДНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ

ОТХОДОВ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМБИНАТОВ..... 197

Выводы по главе.................... 208

ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА МАЛООТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ БЛАГОРОДНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ (НА ПРИМЕРЕ ЛЕНИНОГОРСКОГО ГОКа)............ 209

9Л. Технология переработки забалансовых полиметаллических золотосодержащих руд (отвалов от горных работ)....... ......... ...... 210

9.2. Технология переработки лежалых золотосодержащих хвостов..................... 216

9.3. Технология доизвлечения благородных и. цветных металлов из текущих хвостов Лениногорской фабрики................. . . . . . 220

Выводы по главе.................... 231

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ..................... 233

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................237

ЛИТЕРАТУРА...................... 239

ПРИЛОЖЕНИЯ ....... ....................270

-г-

ВВЕДЕНИЕ

Значительные объемы потребления минерального сырья в Российской Федерации, получаемого традиционными способами разработки и обогащения, сопровождаются высокими потерями ценных металлов (на уровне 15-40«), возрастающим негативным воздействием на окружающую среду и существенным снижением эффективности минерально-сырьевого комплекса в целом.

Современное и все ухудшающееся состояние минерально-сырьевой базы России, а также унаследованные от экономики СССР недостатки в размещении горнорудного и перерабатывающего производства настоятельно требуют решения ряда важнейших задач, одной из которых является создание новых технологий и методов

освоения месторождений и трудноизвлекаемых полезных ископаемых.

Истощение легкодоступных запасов, вовлечение в добычу все более бедных и менее качественных полезных ископаемых приводит к необходимости разработки слоеных жзико-хжшческих методов извлечения всех полезных ископаемых.

Близко к этому стоит актуальная проблема извлечения полезных ископаемых из отвалов, истощенных и нарушенных залежей и техногенных образований, уже побывавших ранее в горнодобывающем цикле.

разумное и рациональное сочетание открытой и подземной переработки и извлечения полезных ископаемых должны обязательно разрабатываться как комплексное (малоотходное) экологически безопасное производство с возвращением облагороженных участков в природопользование.

Современное и все ухудшающееся состоягше^штерально-сырьевоы базы РФ настоятельно требуют решения ряда неотложных важнейших задач, одной из которых является создание новых,

-я-

наукоемких технологий и методов освоения месторождений трудно-извлекаемых металлов.

Отсутствие эффективных технологий комплексного извлечения для многих полезных минеральных компонентов негативно отражается на эксплуатации месторождений, не позволяет достичь экологической сбалансированности параметров горнодобывающего производства и в итоге избежать нерационального использования георесурсов.

Труднообогатжмые оловянно-полшеталлические рудн, являющиеся комплексным минеральным сырьем по составу и концентрации в них ряда ценных попутных компонентов - благородных, редких и рассеянных элементов, "извлекаемая ценность которых сопоставима и нередко превосходит стоимость олова, составляют в настоящее время около 25% от всех геолого-промышленных типов оловянных месторождений ж нуждаются в эффективной технологии их обогащения,

При этом среди ценных попутных компонентов олозянно-полиметаллнческих руд серебро занимает ведущее положение вследствие значительного его содержания, острого дефицита и высокой стоимости, что приводит к соизмеримой извлекаемой ценности этого металла и основных полезных компонентов - олова, меди, свинца, цинка и др.

Однако, вопросом попутного извлечения серебра из олоеянных комплексных руд на стадии обогащения до настоящего времени уделялось недостаточное внимание.

Современная мировая практика переработки оловянно-поли-металлических серебросодержащих руд базируется, как показано нзше, на использовании типовых флотащюнно-гравитационных и гравитаццонно-флотационных схем, обеспечивающих извлечение одного или двух основных компонентов руды: олова, свинца и цинка,

меди и висмута и т.д. Серебро и другие ценные компоненты, находящиеся, в основном, в минералах-концентраторах - галените, халькопирите, сфалерите и др., извлекаются на стадии обогащения только за счет этих минералов.

Однако, анализ работы действующих предприятии показывает, что полной корреляции между извлечением минералов-концентраторов серебра и самим серебром не наблюдается. Это свидетельствует о том, что серебро в полиметаллических рудах находится и в самостоятельных минеральных формах, для извлечения которых требуются специфические флотационные реагенты-собиратели.

Особую роль в расширении минерально-сырьевой базы комплексных серебросодержащих руд РФ занимают оловянно-полиметаллическае руды Дальнего Востока и Приморского края.

Характерным для этих руд является их многокомпонентный состав, низкое содержание олова и вольфрама и высокие - свинца, цинка, меди, серебра и ряда редких и рассеянных элементов, а также тесная срощенность основйЕБГТ>удныЗ&г Эффективная технология их комплексной переработки до настоящего времени в промышленности отсутствует.

При переработке оловянно-полрщеталлических руд на действующей ГОКах РФ, вследствие несовершенства технологий обогащения в оловянной подотрасли, сопутствующие олову ценные элементы не извлекаются в товарные концентраты. С другой стороны, извлечение олова из этих руд по типоеьщ промышленным, схемам не превышает 30-40.^, что обусловило их кошервацию на ранних стадиях геологоразведочных работ снижая тем самым ценность передаваемых в эксплуатацию месторождений. К тому же участки месторождений, содержащие промышленные количества свинца, щетка, меди и благородных металлов исключаются из переработки ввиду низкого содержания

в них олова ж вышеперечисленные металлы не извлекаются.

Поиски и разработка ресурсосберегающей технологии переработки труднообогатимых оловянно-полиметадлических руд, позволяющей извлекать олово, благородные и цветные металлы с высокими тех-нолого-экономическими показателями на основе направленного изменения Зизико-химического состояния поверхности их минералов

-Ч. и. -4.

за счет введения в процесс специфических селективных реагентов (собирателей и модификаторов), являются актуальной задачей,

В равной мере техногенные минеральные образования благородных и цветных металлов - металлосодержащие отвала от горных работ, текущие и лежалые хвосты обогатительных фабрик (бедные и забалансовые руды) требуют к себе такого же подхода, т.к. производство товарной продукции их них, как правило, обходится значительно дешевле, чем из специально добываемого для этого сырья, а окупаемость капиталовложений не превышает полутора-двух лет.

3 настоящее время в РФ накоплено более 12 млрд.т отходов, а содержание ценных компонентов в ряде случаев превышает их содержание в природных месторождениях.

Приоритетные направления исследований в области освоения и сохранения недр определены автором, исходя из~необходимости развития горных наук от использования недр для извлечения и утилизации полезных ископаемых к сохранению недр при комплексном их освоении.

В связи с вышеизложенным, важнейшим направлением исследований является создание высокоэффективных, экологически безопасных процессов комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенных минеральных образований, в том числе:

- новых технологий обогащения оловянно-полиметаллических руд и техногенных минеральных образований благородных и цветных металлов,

- снижения вредных примесей (мышьяк, фосйор, сера и др.) в товарных концентратах и коллективных продуктах с целью улучшения экологической обстановки на металлургических предприятиях,

- разработки, синтеза новых ж изыскания нетоксичных реагентов направленного действия.

Авторов настоящей диссертации поставлены задачи:

1. Создание новой классификации флотационных реагентов-собирателей (во входящим в их молекулы функциональным группам и циклам) в отлична от предложенных ранее, по способности химического соединения диссоциировать на ионы, либо по предполагаемому механизму действия.

2. Выбор новых селективных собирателей для конкретных типов труднообогатимых оловянно-полшлеталжческих руд и техногенных минеральных образований благородных и цветных металлов, и изучение взаимодействия реагентов с поверхностью минералов.

3. Разработка процесса селективно-коллективной флотации оловянно-полшяеталлических серебросодерзхащих руд с получением "головок" товарных свинцово-серебряного и цинкового концентратов, собственно оловянного флотационного-концентрата и оловяяно-сульфидного продукта, направляемого на металлургию,"при этом селекцию' сульфидных минералов предполагается проводить по бесплановой технологии с использованием неоднородности флотируемоети (спектра флотируемости), разделяемых минералов, проявляемых при низких расходах изученных собирателей.

4. Создание рациональной, экологически безопасной технологии переработки труднообогатимых оловянно-полиметаллических руд, позволяющей извлекать олово, благородные и цветные металлы с высокими технолого-экономическими показателями на основе направленного изменения поверхностных свойств минералов за счет введения

в процесс селективных реагентов (собирателей и модификаторов).

5. Разработка эффективной малоотходной технологии доизвле-чения благородных и цветных металлов из техногенных образований на основе использования физико-химического и физического направленного воздействия на их минеральные комплексы.

Цель настоящей диссертационной работы - способствовать расширению минерально-сырьевой базы Российской Федерации за счет вовлечения в переработку труднообогатимых оловянно-полиметал-лических руд и техногенного минерального сырья благородных и цветных металлов путем создания ресурсосберегающей экологически безопасной технологии их обогащения, повышающей извлечение ценных компонентов на 5-15$, на основе научно-обоснованного выбора специфических ^дотационных реагентов, направленно изменяющих пжзико-хшжческое состояние поверхности разделяемых минералов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые разработана научно-практическая структурно-химическая классификация реагентов-собирателей по входящим в их молекулы функциональным группам и циклам, направленно изменяющих поверхностные свойства минералов и оказывающих решающее влияние на их фяштируемость.

2. На основе использования новой классификации реагентов-собирателей предложены научно-обоснованные критерии выбора селективных собирателей для 'флотации руд конкретных типов - олова', благородных и цветных металлов.

Установлено, что решающее влияние на селективность действия собирателя оказывает природа его функциональной группы, характеризующаяся сродством к соответствующему катиону металла на минеральной поверхности и обеспечивающая избирательность закреплени

на ней реагента. В частности, производные эфиров - этинилнинил-алкшговые эфиры (класс кислородсодержащих соединений) избирательно хем