Способ извлечения из руд минералов, содержащих полиметаллы, золото и металлы платиновой группы

 

Сущность способа: получают водную суспензию шлама тонкоизмельченных высвобожденных частиц руды, кондиционируют суспензию шлама эффективным количеством гемицеллюлозы, собирателем минерала и пенообразователем и выделяют ценные минералы путем пенной флотации. Собирателем служит ксантогенат, пенообразователем - триэтоксибутан. Гемицеллюлозу получают из выжимок, остающихся после переработки растительного сырья. 2 з.п.ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к способу пенной флотации для извлечения представляющих ценность минералов из руды, содержащей основной металл. В частности, данный способ относится к новому и улучшенному процессу извлечения полезных минералов посредством пенной флотации с использованием депрессантов нового класса.

Некоторые теории и практические наблюдения утверждают, что успех процесса флотации зависит в значительной степени от реагентов, именуемых собирателями, придающими избирательную гидрофобность представляющим ценность минерала, подлежащим отделению от других минералов.

Существенное влияние на успешное разделение минералов посредством флотации оказывают также некоторые другие важные реагенты такие, как модификаторы. Модификаторы включают все реагенты, основное назначение которых состоит не в собирании или вспенивании, а в модифицировании поверхности минерала таким образом, что собиратель или адсорбируется на поверхности, или этого не происходит. Таким образом, модифицирующие средства можно рассматривать как депрессанты, активаторы, регуляторы рН, диспергаторы, дезактиваторы и т. д. Нередко модификатор может выполнять одновременно несколько функций.

В дополнение к попыткам получения собирателей, более эффективных по избирательному воздействию по отношению к ценным минералам, другие подходы к проблеме улучшения флотационного отделения ценных минералов заключались в применении модификаторов, в частности депрессантов, с целью подавления водных силикатов слоистой структуры таких, как тальк и другие материалы, таким образом, чтобы они не находились на поверхности жидкости при наличии собирателей. Таким путем снижаются уровни содержания в концентрате не представляющих ценности примесей.

Депрессант представляет собой модифицирующих реагент, который избирательно предотвращает или ингибирует адсорбцию собирателей на некоторых определенных поверхностях минеральных частиц, присутствующих во флотационной суспензии или пульпе.

Гидратированные силикаты такие, как тальк, представляют собой силикат магния, который по причине его кристаллографической структуры при измельчении и превращении в водяную суспензию ведет себя как гидрофобный минерал. Поэтому при извлечении путем пенной флотации ценных минералов таких, как золото и платина, силикаты вызывают определенные проблемы. При флотации таких водных слоистых силикатов, как тальк и пирофиллит, были найдены пригодными для применения в коммерческом отношении такие депрессанты, как камедь рожкового дерева, крахмал, декстрин и карбоксиметилцеллюлоза. Камедь рожкового дерева и карбоксиметилцеллюлоза являются лишь двумя веществами из числа широко применяемых. При этом камедь рожкового дерева является самым обычным депрессантом для талька. Однако такие общеупотребительные депрессанты создают ряд серьезных проблем и имеют серьезные недостатки, сопутствующие их применению. Камедь рожкового дерева, например, чрезвычайно трудно растворима, а другие вещества сравнительно дороги. Кроме того, обычные депрессанты являются или неизбирательными, или при использовании в достаточных количествах для обеспечения хорошего отделения приводят к экономически неудовлетворительным концентрациям, т.е. выход ценных минералов слишком низок.

Критерием извлечения выгоды при обработке комплексных руд служит максимальное извлечение ценного металла и драгоценных металлов (при их наличии) и минимальное загрязнение ценного концентрата не представляющими ценности водными силикатами слоистой структуры, такими как тальк. Во многих случаях этот критерий нельзя удовлетворить без существенного ущерба производству или извлечению ценных металлов. Поэтому остается настоятельная необходимость во флотационных реагентах, которые могут избирательно подавлять сообщаемое концентрату воздействие и одновременно обеспечивать экономически приемлемую степень извлекаемости ценных минералов.

Было обнаружено, что гемицеллюлоза представляет собой депрессант избирательного действия для водных силикатов слоистой структуры. Применение гемицеллюлозы обеспечивает значительное снижение талька в минеральных концентратах, поступающих в плавильные печи. Кроме того, карбоксиметилцеллюлоза легче растворима в воде, т.е. имеет сокращенную продолжительность гидратации по сравнению с камедью рожкового дерева, и по причине доступности обеспечивает существенные сокращения затрат при пенной флотации ценных минералов.

Настоящее изобретение предусматривает новый и улучшенный способ обогащения ценных минералов из руд с избирательным отводом водных силикатов слоистой структуры. Способ включает: а) получение водной суспензии пульпы из тонко измельченных частиц освобожденной руды; б) кондиционирование суспензии пульпы эффективным количеством гемицеллюлозы, собирателем минералов и вспенивающим средством; в) собирание ценного минерала посредством операций пенной флотации.

Новый и усовершенствованный способ облагораживания ценных минералов путем операций пенной флотации с применением гемицеллюлозы в соответствии с настоящим изобретением предусматривает превосходство в металлургическом отношении извлечение со значительным улучшением качества. Гемицеллюлоза эффективна в широких пределах рН и дозировок. Гемицеллюлоза совместима с доступными пенообразователями и собирателями минералов и может свободно использоваться в любых имеющихся в настоящее время технологических схемах или оборудовании.

Гемицеллюлоза представляет собой полисахарид, извлекаемый из растительных веществ с применением таких способов, как обработка горячей водой, водным раствором щелочи и т.д. Гемицеллюлоза представляет собой преимущественно гетерополимер с короткими цепями различных сахаров и может содержать некоторые уроновые кислоты. Гемицеллюлозу получают из древесины лиственных пород деревьев, например, арабиногалактана водорастворимого (см. Кирк-Отмер, третье издание, т. 4. Углеводы, с. 535-554). Гемицеллюлоза экстрагируется из таких субстратов, как выжимки, жом (отходы от производства сахара из сахарной свеклы), бамбук, рис, солома растений пшеницы, древесина твердых пород тропических деревьев, сучья и верхушки сосновых деревьев (при лесозаготовках), шелуха соевых бобов, стержни початков кукурузы, свекловичный жом, болиголов крапчатый, стебли альфа-альфа, водный гиацинт и т.д., а также побочные продукты целлюлозно-бумажного производства, получаемые из отработанных щелоков, т.е. фракций черного щелока и зеленого щелока, получаемых в процессе производства бумажной (древесной) массы, которые можно осадить из раствора метанолом или сходным растворителем (способ извлечения гемицеллюлозы раскрыт в опубликованной Южно-Американской заявке N 872930 от 24 апреля и Ce11и1. Chem Technol, 1982, Vоl.16, N 3, К.Димов и др.).

Цель изобретения - подавление водных силикатов слоистой структуры таких, как тальк, при пенной флотации таких материалов, как медные руды, медно-молибденовые руды, комплексные руды, содержащие свинец, медь, цинк, серебро, золото и т.д., никелевые и никель-кобальтовые руды; руды, содержащие золото, и руды, содержащие золото и серебро, и т.д., для обеспечения разделения меди и свинца, свинца и цинка, меди и цинка и т.д.

П р и м е р 1. Подаваемый исходный флотационный материал, образующийся при перетоке из первичного циклона в процессе добычи руды и содержащий около 2,5 ч золота на 1 т, 2% серы и значительное количество талька как сопутствующего материала, обрабатывают следующим образом.

Определенное количество перетекающей суспензии направляют в надлежащую флотационную камеру, причем камера вмещает 2 ч твердых веществ при плотности суспензии 1,282 ч на см³. Суспензию разделяют по размеру частиц при 50% - 75 м. Суспензию перемешивают со скоростью 5,9 м/c. Значение рН суспензии 9,2. Затем к суспензии добавляют 100 ч сульфата меди на 1 т, 40 ч доступного в коммерческом отношении промотора на 1 т и 120 ч ксантогената на 1 т. Полученную смесь кондиционируют в течение 2 мин и добавляют 36 ч триэтоксибутана в качестве пенообразователя и депрессанта на 1 т, после чего кондиционирование продолжают в течение 30 с. Затем суспензию аэрируют и флотацию проводят в течение 1 мин, 1 мин, 2 мин, 4 мин и 4 мин, т.е. всего 12 мин суммарного времени флотации. Получают пять концентратов и флотационный хвост. Оптимальная дозировка доступного коммерчески депрессора на основе камеди (обозначенного как GBD) определена в количестве 150 ч на 1 т.

Результаты приведены в табл. 1. Гемицеллюлозу получают из выжимки черного щелока и обозначают НС.

Исходя из изложенного выше, очевидно, что гемицеллюлоза приводит к достижению более высоких уровней золота при дозировке выше 225 ч. на 1 т, к более высоким степеням извлечений золота при дозировке 225 и 250 ч на 1 т. Уровни MgO являются пониженными при всех дозировках выше 225 ч на 1 т, а степени извлечения MgO ниже при всех дозировках. Дозировки 250 ч. на 1 т служат оптимальными для данного исходного сырья. Стоимость депрессанта на основе камеди на 60% дороже.

П р и м е р 2. Загрузку в размере 1000 ч дробленой руды, содержащей 0,15% никеля, 3,4 ч. металлов платиновой группы и золота на 1 метрическую тонну наряду со значительным количеством талька размалывают в стержневой мельнице вместе с 350 ч. водопроводной воды в течение 25 мин до степени измельчения, характеризуемой прохождением 66% частиц размером 74 мкм. Размолотую суспензию направляют в подходящую флотационную камеру Донвера из нержавеющей стали и доводят уровень до необходимого посредством водопроводной воды. К суспензии добавляют 0,4 ч. 10%-ного раствора сульфата меди и полученную смесь перемешивают, используя механизм Донвера Д12 при 1000 об/мин 7 мин. Далее к содержимому добавляют 130 ч натрий - н.пропилксантата (2% -ный раствор в воде) на 1 т и продолжают перемешивание еще в течение 5 мин. На этой стадии вводят депрессант в виде 1%-ного водного раствора с последующим добавлением сразу стандартного объема пенообразователя и дополнительно перемешивают в течение 1 мин. Далее в камеру подают 6 л/мин воздуха и флотационный концентрат собирают в течение 1 мин. Подачу воздуха прекращают, перемешивание продолжают в течение 30 с, воздух включают и второй концентрат собирают в течение 3 мин. Воздух вновь отключают, перемешивание продолжают в течение 30 с, включают подачу воздуха и собирают третий концентрат в течение 4 мин. Концентраты и хвосты отфильтровывают и оценивают на содержание металла платиновой группы и золота. Извлечение и сортность вычисляют по весовым количествам и оценочным анализам. Результаты приведены в табл. 2, условные обозначения: НС - гемицеллюлоза, как в примере 1, и СМС - карбоксиметиленцеллюлоза.

Как можно установить, при эквивалентной дозировке достигается повышенное извлечение металла платиновой группы при наличии гемицеллюлозы при более высокой общей степени уровня по сравнению с карбоксиметилцеллюлозой.

П р и м е р 3. Загрузку, состоящую из 1000 ч руды, содержащей 0,7% никеля (0,56% которого присутствует в виде сульфида никеля, остальное ассоциировано с карбонатом, оксидом и силикатом), размалывают с 700 ч воды, 50 ч амилксантогената калия (1%-ный раствор) на 1 т, 40 ч сульфата меди (110% -ный раствор) на 1 т и 40 ч 0,5%-ного раствора гидроокиси аммония. Размолотый материал образует сырье для флотации, содержащее частицы, 73,4% которых проходят при размере 75 мкм при рН 9,53.

Суспензию смывают в подходящую флотационную ячейку из нержавеющей стали и покрывают водой до перемешивания посредством механизма для флотации Денвер Д12. Добавляют 20 ч амилксантогената калия на 1 т в ячейку и все вместе перемешивают при скорости 1500 об/мин в течение 1 мин. Затем добавляют 100 ч триэтоксибутана на 1 т в качестве пенообразователя и кондиционируют в течение 30 с. После этого добавляют 260 ч депрессора на 1 т и кондиционируют в течение 30 с. В ячейку подают воздух в количестве 5 л/мин при продолжающемся перемешивании при скорости 1500 об/мин, флотационный концентрат собирают в течение 4 мин. Подачу воздуха прекращают, добавляют 10 ч на 1 т амилксантогената калия на 1 т и кондиционируют в течение 1 мин. Добавляют 10 ч сульфата меди на 1 т, кондиционируют в течение 30 с и добавляют 65 ч депрессора на 1 т при кондиционировании в течение 30 с. Начинают подачу воздуха и второй концентрат собирают в течение 4 мин. Воздух отключают, добавляют 10 ч амилксантогената калия на 1 т, кондиционируют в течение 1 мин, затем добавляют 10 ч сульфата меди на 1 т при дополнительном кондиционировании в течение 1 мин. Включают подачу воздуха и собирают третий концентрат в течение 4 мин. Концентраты и хвосты отфильтровывают, высушивают и оценивают по содержанию никеля. Извлечение и степени уровня никеля определяют расчетами. Результаты представлены в табл. 3 (сокращенные наименования: GG - камедь рожкового дерева; НС - гемицеллюлоза, полученная из выжимок).

Приведенные ниже данные показывают, что дозировка в размере 500 ч. гемицеллюлозы на 1 т ведет себя аналогично стандартной дозировке камеди рожкового дерева (325 ч. на 1 т).

Эти испытания показывают, что гемицеллюлоза при дозировке около 250 ч. на 1 т представляет равноценный депрессант относительно стандартной камеди рожкового дерева при дозировке 150 ч. на 1 т.

П р и м е р 4. Следуя операциям примера 1, второй образец того же самого перетока после циклона из той же самой руды обрабатывают, используя варьируемые дозировки гемицеллюлозы, полученной из выжимок. Результаты приведены в табл. 4.

П р и м е р 5. Гемицеллюлозу испытывают как депрессант для пирофиллита, у которого подлежащий обработке минерал встречается в виде флотируемой жильной породы, тогда как старую содержащую золото рудную крупку подвергают повторной пенной флотации для извлечения золота и пирита.

Испытание проводят следующим образом.

Свежее подаваемое сырье для установки флотации, которое кондиционируют кислотой до рН 3,5, направляют на специальную установку (рachuca) и удельный вес доводят до 1,325. 8 л суспензии (содержащие 4,16 кг сухого вещества) подают во флотационную ячейку Денвер Д12. Суспензию перемешивают с добавлением раствора реагента при скорости вращения 1550 об/мин с помощью механизма Денвера.

В ячейку помещают 85 ч 2-меркапто-бензотиазола на 1 т и кондиционируют в отсутствии воздуха в течение 60 с. Депрессор добавляют при отмеченной дозировке, и кондиционирование продолжают дополнительно в течение 30 с. 45 ч. активатора - сульфата меди на 1 т и такое же количество пенообразователя типа полипропиленгликоля добавляют к смеси и кондиционируют в течение 30 с. Затем включают подачу воздуха и собирают три флотационных концентрата в течение 2, 3 и 4 мин соответственно. Концентраты и хвостовые фракции высушивают и оценивают на содержание золота и серы.

Результаты приведены в табл. 5.

Изложенные выше испытания показывают, что гемицеллюлоза несколько уступает по силе действия камеди рожкового дерева по данной заявке, т.е. при дозировке гемицеллюлозы 100 ч. на 1 т на поверхности находится большая масса. Это приводит к пониженной сортности по сере для эталона в первом концентрате, однако при более высокой дозировке гемицеллюлозы снижается всплываемая масса, улучшается сортность по сере и извлечение. Извлекаемости для золота по существу эквивалентны и любое различие может быть отнесено за счет вариаций при вычислении основной сортности.

П р и м е р ы 6-11. Содержащую никель руду обрабатывают соответственно примеру 3 с тем отличием, что в качестве депрессора используют гемицеллюлозу из различных источников в количестве 650 ч. на 1 т. Результаты по сравнению со стандартной камедью рожкового дерева при дозировке 325 ч. на 1 т показаны в табл. 6.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИЗ РУД МИНЕРАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕТАЛЛЫ, ЗОЛОТО И МЕТАЛЛЫ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ, включающий обработку руды в виде пульпы депрессором водных силикатов слоистой структуры, введение собирателя ксантогената и пенообразователи и флотацию минералов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, в качестве депрессора вводят гемицеллюлозу.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пенообразователя вводят триэтоксибутан.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гемицеллюлозу выделяют из выжимок, остающихся после переработки растительного сырья.