Способ комбинированной переработки труднообогатимых свинцово-цинковых руд
Владельцы патента RU 2456357:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация "Металлы Восточной Сибири" (RU)
Изобретение относится к способу переработки свинцово-цинковых руд с использованием флотации и гидрометаллургии. Способ заключается в том, что руду подают сначала в цикл основной свинцово-цинковой флотации с подачей пенообразователя, сульфгидрильного собирателя и депрессора цинковых минералов, не содержащего цианидов. Полученный грубый свинцово-цинковый концентрат подвергают циклу перечистной свинцово-цинковой флотации, получают свинцово-цинковый концентрат и свинцово-цинковый промпродукт, перерабатываемый в цикле промпродуктовой свинцово-цинковой флотации. Получают отвальные хвосты, содержащие пирит и свинцово-цинковый концентрат. На втором выходе цикла основной свинцово-цинковой флотации получают продукт, который подвергают дальнейшей флотации в цикле основной цинковой флотации, на выходах которого получают грубый цинковый концентрат и отвальные хвосты. Грубый цинковый концентрат перерабатывают в цикле перечистной цинковой флотации, на выходах которого получают товарный цинковый концентрат и цинковый промпродукт. Цинковый промпродукт цикла перечистной цинковой флотации поступает в цикл промпродуктовой цинковой флотации, на выходах которого получаются отвальные хвосты и цинковый концентрат. Свинцово-цинковый концентрат цикла перечистной свинцово-цинковой флотации и концентраты циклов промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотации объединяют и подают на гидрометаллургическую обработку. Технический результат обеспечивается получением металлического цинка, свинцового концентрата и серебряного сплава доре. 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при переработке свинцово-цинковых руд с использованием флотации и гидрометаллургии.
Известен способ (RU 2233343 С2, кл. C22B 13/00, опубл. 27.07.2004), в котором проводят выщелачивание сульфидных свинецсодержащих концентратов в азотнокислых растворах железа (III) в две стадии, используя свинцовый концентрат; при этом раствор азотнокислого железа (III) получают растворением в азотной кислоте оксида железа, полученного на стадии очистки раствора азотнокислого свинца от ионов железа, и подают на вторую стадию выщелачивания, чем обеспечивается повышение извлечения свинца, исключение экологически опасных процессов, снижение затрат на производство металлического свинца и его солей.
Недостатками этого способа являются его ориентированность на стандартные свинцовые концентраты и невозможность переработки бедных по свинцу продуктов, содержащих также сульфиды цинка и пирит, которые неизбежно будут получаться при переработке тонковкрапленных свинцово-цинковых руд.
Известен способ комбинированной переработки труднообогатимых свинцово-цинковых руд (US 5074994 А, B03D 1/014, опубл. 24.12.1991), включающий многостадийный последовательный процесс флотации сульфидной руды, содержащей сульфиды меди и свинца. Способ включает измельчение сульфидной руды, флотацию с получением меди и хвостов, флотацию хвостов с получением свинца и меди и финальных хвостов. Вторая стадия флотации может повторяться не один раз.
Недостатком этого способа является отсутствие приемов для разделения свинцовых и цинковых минералов, имеющих тонкое взаимное прорастание.
Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является способ комбинированной переработки труднообогатимых свинцово-цинковых руд (CN 101033507 А, МПК C22B 1/00; C22B 3/18, опубл. 2007.09.12), в котором проводят совместную обработку, флотацию сульфидов свинца, сурьмы и цинка и бактериальное выщелачивание низкосортного сульфидного концентрата цинка. Способ включает флотационное разделение сульфидов свинца и цинка с образованием высококачественного концентрата свинца и грубого концентрата цинка, после чего в процессе бактериального выщелачивания из грубого концентрата цинка вырабатывается раствор цинка. При данном процессе извлечение свинца и сурьмы превышает 80%, извлечение цинка превышает 85%.
Недостатками этого способа являются его ориентированность на стандартные свинцовые концентраты и невозможность переработки бедных по свинцу продуктов, содержащих также сульфиды цинка и пирит, которые неизбежно будут получаться при переработке тонковкрапленных свинцово-цинковых руд, а также невозможность получения хотя бы части цинка в виде товарного цинкового концентрата.
В изобретении достигается технический результат, заключающийся в повышении технологических показателей способа путем обеспечения получения товарных продуктов в виде товарного цинкового концентрата, металлического цинка, свинцового концентрата и серебряного сплава доре.
Указанный технический результат достигается следующим образом.
В способе комбинированной переработки труднообогатимых свинцово-цинковых руд последние подвергают многоцикловой флотационной обработке и последующей гидрометаллургической обработке.
Измельченная руда подается в цикл основной свинцово-цинковой флотации. В результате цикла основной свинцово-цинковой флотации, куда подается пенообразователь, сульфгидрильный собиратель и депрессор цинковых минералов, не содержащий цианидов, на одном выходе получают грубый свинцово-цинковый концентрат. Грубый свинцово-цинковый концентрат подвергают в свою очередь циклу перечистной свинцово-цинковой флотации, на первом выходе которого получают свинцово-цинковый концентрат цикла перечистной свинцово-цинковой флотации, а на втором выходе получают свинцово-цинковой промпродукт.
Свинцово-цинковой промпродукт перерабатывают с помощью цикла промпродуктовой свинцово-цинковой флотации, куда подается депрессор пирита, не содержащий цианидов, на первом выходе которого получают отвальные хвосты, содержащие пирит, а на втором выходе получают свинцово-цинковый концентрат цикла промпродуктовой свинцово-цинковой флотации.
На втором выходе цикла основной свинцово-цинковой флотации получают продукт, который подвергают дальнейшей флотации в цикле основной цинковой флотации, куда подается депрессор пирита, не содержащий цианидов, на выходах которого получают грубый цинковый концентрат и отвальные хвосты.
Грубый цинковый концентрат перерабатывают в цикле перечистной цинковой флотации, куда подается депрессор пирита, не содержащий цианидов, на выходах которого получают товарный цинковый концентрат и цинковый промпродукт цикла перечистной цинковой флотации.
Цинковый промпродукт цикла перечистной цинковой флотации поступает в цикл промпродуктовой цинковой флотации, куда подается депрессор пирита, не содержащий цианидов, на выходах которого получаются отвальные хвосты и цинковый концентрат цикла промпродуктовой цинковой флотации.
Свинцово-цинковый концентрат цикла перечистной свинцово-цинковой флотации и концентраты циклов промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотации объединяются и поступают на гидрометаллургическую обработку, в результате которой получают товарные продукты в виде металлического цинка, свинцового концентрата и серебряного сплава доре.
При этом в цикл основной цинковой флотации подается сульфгидрильный собиратель.
Собиратель, подаваемый в цикл основной свинцово-цинковой флотации, выше по селективности и слабее по собирательным свойствам, чем собиратель, подаваемый в цикл цинковой флотации.
В цикл основной свинцово-цинковой флотации подается регулятор среды для обеспечения щелочности жидкой фазы пульпы.
В цикл основной свинцово-цинковой флотации подается депрессор пирита, не содержащий цианидов.
В цикл цинковой флотации подается активатор минералов цинка.
По крайней мере, в один из циклов перечистной цинковой флотации и промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотации подается активатор цинковых минералов.
По крайней мере, в один из циклов основной цинковой флотации, перечистной цинковой флотации и промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотации в качестве регулятора среды, депрессора пирита и активатора цинковых минералов подается известь.
По крайней мере, в один из циклов перечистных свинцово-цинковой и цинковой флотации и промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотации дополнительно подается сульфгидрильный собиратель.
В качестве собирателя используются как индивидуальные сульфгидрильные вещества, так и их смеси, в том числе содержащие неионогенные и слабодиссоциирующие присадки.
По крайней мере, в один из циклов перечистных свинцово-цинковой и цинковой флотации и промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотации дополнительно подается пенообразователь.
По крайней мере, один из всех флотационных циклов имеет индивидуальный состав из одной или нескольких операций флотации, в качестве которых используют основную, и/или перечистную, и/или контрольную, и/или промпродуктовую флотацию.
По крайней мере, в одном из флотационных циклов предусмотрены операции агитации с реагентами.
По крайней мере, в одном из флотационных циклов предусмотрены операции доизмельчения исходного и полученного продукта с соответствующими операциями разделения по крупности.
Способ комбинированной переработки труднообогатимых свинцово-цинковых руд, осуществляемый согласно настоящему изобретению, позволяет:
- снизить взаимные потери свинца и цинка в конечных свинец- и цинксодержащих продуктах,
- повысить извлечение свинца и цинка в одноименные товарные концентраты,
- значительно повысить содержание свинца и цинка в одноименных товарных концентратах,
- дополнительно получить в виде товарной продукции металлический цинк и серебряный сплав доре,
- обеспечить устойчивость работы схемы при колебаниях вещественного состава исходной руды,
- не использовать сильнодействующие ядовитые вещества - цианиды.
Способ комбинированной переработки труднообогатимых свинцово-цинковых руд осуществляют следующим образом.
Труднообогатимые свинцово-цинковые руды подвергают многоцикловой флотационной обработке и последующей гидрометаллургической обработке.
В способе комбинированной переработки труднообогатимых свинцово-цинковых руд последние подвергают многоцикловой флотационной обработке и последующей гидрометаллургической обработке.
Измельченная до размеров вскрытия свинцовых и цинковых минералов руда подается в цикл основной свинцово-цинковой флотации, состоящий из одной операции.
В цикл основной свинцово-цинковой флотации подается селективный, обладающий слабыми собирательными свойствами сульфгидрильный собиратель, например диалкилдитиофосфат; подается регулятор среды для обеспечения щелочности жидкой фазы пульпы рН не выше 10-10.5, например сода; подается депрессор пирита, не содержащий цианидов, например AERO 7261A; подается депрессор цинковых минералов, не содержащий цианидов, например смесь сернистого натрия и цинкового купороса; подается пенообразователь, например Т-80.
В результате цикла основной свинцово-цинковой флотации пенным продуктом получают грубый свинцово-цинковый концентрат.
Грубый свинцово-цинковый концентрат подвергают в свою очередь циклу перечистной свинцово-цинковой флотации, состоящему из доизмельчения грубого свинцово-цинкового концентрата, одной основной и нескольких перечистных операций, при этом камерные продукты всех операций объединяются в свинцово-цинковой промпродукт, а пенным продуктом цикла получают свинцово-цинковый концентрат цикла перечистной свинцово-цинковой флотации.
Свинцово-цинковой промпродукт перерабатывают с помощью цикла промпродуктовой свинцово-цинковой флотации, состоящего из доизмельчения свинцово-цинкового промпродукта, одной основной и нескольких перечистных операций, при этом камерные продукты всех операций объединяются в отвальные хвосты, а пенным продуктом цикла получают свинцово-цинковый концентрат цикла промпродуктовой свинцово-цинковой флотации. В данный цикл подается депрессор пирита, не содержащий цианидов, например известь, а также активатор цинковых минералов, например медный купорос.
Камерный продукт основной свинцово-цинковой флотации подвергают дальнейшей флотации в цикле основной цинковой флотации, состоящем из одной операции, куда подаются сильный собиратель, например ксантогенат; регулятор среды, депрессор пирита, не содержащий цианидов, и активатор флотации цинковых минералов, например известь; активатор цинковых минералов, например медный купорос. Пенным продуктом цикла получают грубый цинковый концентрат, а камерным - отвальные хвосты.
Грубый цинковый концентрат перерабатывают в цикле перечистной цинковой флотации, куда подается депрессор пирита, не содержащий цианидов, на выходах которого получают товарный цинковый концентрат и цинковый промпродукт перечистной флотации.
Грубый цинковый концентрат перерабатывают в цикле перечистной цинковой флотации, состоящем из доизмельчения грубого цинкового концентрата, одной основной и нескольких перечистных операций, при этом камерные продукты всех операций объединяются в цинковый промпродукт, а пенным продуктом цикла получают товарный цинковый концентрат. В данный цикл подается депрессор пирита, не содержащий цианидов, например известь, а также активатор цинковых минералов, например медный купорос.
Цинковый промпродукт цикла перечистной цинковой флотации перерабатывают в цикле промпродуктовой цинковой флотации, состоящем из доизмельчения цинкового промпродукта, одной основной и нескольких перечистных операций, при этом камерные продукты всех операций объединяются в отвальные хвосты, а пенным продуктом цикла получают цинковый концентрат цикла промпродуктовой флотации. В данный цикл подается депрессор пирита, не содержащий цианидов, например известь, а также активатор цинковых минералов, например медный купорос.
Грубый свинцово-цинковый концентрат и концентраты циклов промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотации объединяются и поступают на гидрометаллургическую обработку, в результате которой получают товарные продукты в виде металлического цинка, свинцового концентрата и серебряного сплава доре.
Пример.
Флотации подвергалась труднообогатимая тонковкрапленная свинцово-цинковая руда, содержащая 1.06% свинца, 5.56% цинка, 31 г/т серебра.
Проведены предварительные поисковые исследования, которые показали бесперспективность применения прямой селективной флотации. Не привели к положительному результату попытки селекции свинцово-цинкового концентрата и получения части свинца в виде кондиционного свинцового концентрата, что объясняется чрезвычайно тонкой вкрапленностью свинцовых минералов в пирите и сфалерите.
В результате выбрана схема частичной коллективно-селективной флотации свинца и цинка с получением части цинка в виде кондиционного цинкового концентрата и получением свинцово-цинкового промпродуктового концентрата.
При этом в голове процесса с помощью слабого собирателя (бутилового аэрофлота, торговая марка DSP-007) осуществляется флотация преимущественно свинцовых минералов, сопровождающаяся флотацией некоторой доли минералов цинка (Pb-Zn флотация). Для уменьшения выхода пирита и извлечения цинка в черновой Pb-Zn концентрат добавляется депрессор AERO 7261A. Затем, после добавления сильного собирателя (бутилового ксантогената) и создания сильнощелочной среды известью, осуществляется флотация оставшейся части цинковых минералов (Zn флотация). В операциях Pb-Zn флотации и Zn флотации получаются соответственно черновые Pb-Zn и Zn концентраты. Камерным продуктом Zn флотации получаются отвальные хвосты.
Критерием выбора слабого собирателя в том числе служила разница в извлечениях свинца и цинка в Pb-Zn флотации.
Черновые Pb-Zn и Zn концентраты подвергаются каждый доизмельчению и флотации в серии последовательных перечистных операций в открытом цикле, с получением соответственно бедного Pb-Zn и кондиционного Zn концентратов.
Исследования показали, что получение кондиционного Zn концентрата в замкнутом цикле доводки чернового Zn концентрата не обеспечивает извлечения выше 40-45% Zn в кондиционный концентрат, либо, из-за «накручивания» пирита не обеспечивает требуемого качества Zn концентрата.
Хвосты перечистных флотации чернового Pb-Zn концентрата (объединенный Pb-Zn промпродукт) доизмельчаются и также подвергаются флотации в серии перечистных промпродуктовых операций в открытом цикле, с получением промпродуктового Pb-Zn концентрата и отвального продукта. При этом в перечистные промпрдуктовые операции добавляется известь и медный купорос для активации флотации сфалерита.
Хвосты перечистных флотации чернового Zn концентрата (объединенный Zn промпродукт) доизмельчаются и также подвергаются флотации в серии перечистных промпродуктовых операций в открытом цикле, с получением промпродуктового Zn концентрата и отвального продукта.
Бедный Pb-Zn концентрат, промпродуктовый Pb-Zn концентрат и промпродуктовый Zn концентрат объединяются в общий промпродуктовый Pb-Zn концентрат.
При этом выход данного продукта и извлечение в него Pb и Zn можно регулировать, изменяя количество перечистных операций во всех сериях перечисток (за исключением серии перечисток чернового Zn концентрата с получением кондиционного Zn концентрата).
Условия флотации следующие.
1. Рудное измельчение до 92% - 44 мкм. Реагенты в измельчение: Na2CO3 - расход 300 г/т, Na2S - расход 50 г/т, AERO 7261A - 400 г/т.
2. Агитация с Na2S - расход 300 г/т, ZnSO4 - расход 1200 г/т.
3. Агитация с DSP 007 - расход 100 г/т.
4. Флотация Pb-Zn: время флотации 15 мин.
5. Доизмельчение чернового Pb-Zn концентрата до 96% - 44 мкм.
6. Перечистная Pb-Zn 1: время флотации 15 мин.
7. Перечистная Pb-Zn 2: время флотации 10 мин.
8. Перечистная Pb-Zn 3: время флотации 10 мин.
9. Перечистная Pb-Zn 4: время флотации 8 мин.
10. Перечистная Pb-Zn 5: время флотации 7 мин.
11. Перечистная Pb-Zn 6: время флотации 6 мин.
12. Доизмельчение объединенного промпродукта цикла перечистки Pb-Zn концентрата до 95,8% - 44 мкм.
13. Агитация с CaO - расход 1 кг/т.
14. Агитация с CuSO4 - расход 200 г/т.
15. Агитация с Кх - расход 30 г/т.
16. Перечистная промпродуктовая Pb-Zn 1: время флотации 10 мин.
17. Перечистная промпродуктовая Pb-Zn 2: время флотации 7 мин.
18. Перечистная промпродуктовая Pb-Zn 3: время флотации 7 мин.
19. Перечистная промпродуктовая Pb-Zn 4: время флотации 6 мин.
20. Перечистная промпродуктовая Pb-Zn 5: время флотации 5 мин.
21. Перечистная промпродуктовая Pb-Zn 6: время флотации 5 мин.
22. Агитация с CaO - расход 2 кг/т.
23. Агитация с CuSO4 - расход 450 г/т.
24. Агитация с МИБК - расход 30 г/т, Кх - расход 50 г/т.
25. Флотация Zn: время флотации 15 мин.
26. Доизмельчение чернового Zn концентрата до 96% - 44 мкм.
27. Перечистная Zn 1: CaO - расход 160 г/т руды, время флотации 15 мин.
28. Перечистная Zn 2: CaO - расход 160 г/т руды, время флотации 12 мин.
29. Перечистная Zn 3: CaO - расход 160 г/т руды, время флотации 12 мин.
30. Перечистная Zn 4: CaO - расход 160 г/т руды, время флотации 8 мин.
31. Перечистная Zn 5: CaO - расход 160 г/т руды, время флотации 8 мин.
32. Перечистная Zn 6: CaO - расход 160 г/т руды, время флотации 7 мин.
33. Доизмельчение объединенного промпродукта цикла перечистки Zn концентрата до 95,8% - 44 мкм.
34. Агитация с CaO - расход 100 г/т руды.
35. Агитация с CuSO4 - расход 70 г/т; МИБК - расход 5 г/т, Кх - расход 10 г/т.
36. Перечистная промпродуктовая Zn 1: время флотации 12 мин.
37. Перечистная промпродуктовая Zn 2: CaO - расход 100 г/т руды, время флотации 7 мин.
38. Перечистная промпродуктовая Zn 3: CaO - расход 100 г/т руды, время флотации 7 мин.
39. Перечистная промпродуктовая Zn 4: CaO - расход 100 г/т руды, время флотации 5 мин.
40. Перечистная промпродуктовая Zn 5: CaO - расход 100 г/т руды, время флотации 4 мин.
41. Перечистная промпродуктовая Zn 6: CaO - расход 100 г/т руды, время флотации 3 мин.
42. Гидрометаллургическая обработка объединенного пенного продукта операций Перечистная Pb-Zn 6, Перечистная промпродуктовая Pb-Zn 6, Перечистная промпродуктовая Zn 6.
Достигнутые технологические показатели приведены в таблице 1.
1. Способ комбинированной переработки труднообогатимых свинцово-цинковых руд, включающий этап многоцикловой флотационной обработки и последующий этап гидрометаллургической обработки, при этом на этапе многоцикловой флотационной обработки измельченную руду подают сначала в цикл основной свинцово-цинковой флотации с подачей пенообразователя, сульфгидрильного собирателя и депрессора цинковых минералов, не содержащего цианидов, на одном выходе которого получают грубый свинцово-цинковый концентрат, который подвергают затем циклу перечистной свинцово-цинковой флотации, на первом выходе которого получают свинцово-цинковый концентрат цикла перечистной свинцово-цинковой флотации, а на втором выходе получают свинцово-цинковый промпродукт, перерабатываемый в цикле промпродуктовой свинцово-цинковой флотации с подачей депрессора пирита, не содержащего цианидов, на первом выходе которого получают отвальные хвосты, содержащие пирит, а на втором выходе получают свинцово-цинковый концентрат цикла промпродуктовой свинцово-цинковой флотации, на втором выходе цикла основной свинцово-цинковой флотации получают продукт, который подвергают дальнейшей флотации в цикле основной цинковой флотации с подачей депрессора пирита, не содержащего цианидов, на выходах которого получают грубый цинковый концентрат и отвальные хвосты, грубый цинковый концентрат перерабатывают в цикле перечистной цинковой флотации с подачей депрессора пирита, не содержащего цианидов, на выходах которого получают товарный цинковый концентрат и цинковый промпродукт цикла перечистной цинковой флотации, цинковый промпродукт цикла перечистной цинковой флотации поступает в цикл промпродуктовой цинковой флотации с подачей депрессора пирита, не содержащего цианидов, на выходах которого получаются отвальные хвосты и цинковый концентрат цикла промпродуктовой цинковой флотации, свинцово-цинковый концентрат цикла перечистной свинцово-цинковой флотации и концентраты циклов промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотаций объединяют и подают на гидрометаллургическую обработку, в результате которой получают товарные продукты в виде металлического цинка, свинцового концентрата и серебряного сплава доре.
2. Способ по п.1, в котором в цикл основной цинковой флотации подают сульфгидрильный собиратель.
3. Способ по п.2, в котором собиратель, подаваемый в цикл основной свинцово-цинковой флотации, выше по селективности и слабее по собирательным свойствам, чем собиратель, подаваемый в цикл цинковой флотации.
4. Способ по п.1, в котором в цикл основной свинцово-цинковой флотации подают дополнительно регулятор среды для обеспечения щелочности жидкой фазы пульпы.
5. Способ по п.1, в котором в цикл основной свинцово-цинковой флотации подается депрессор пирита, не содержащий цианидов.
6. Способ по п.1, в котором в цикл цинковой флотации подают активатор минералов цинка.
7. Способ по п.1, в котором, по крайней мере, в один из циклов перечистной цинковой флотации и промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотаций подают активатор цинковых минералов.
8. Способ по п.1, в котором, по крайней мере, в один из циклов основной цинковой флотации, перечистной цинковой флотации и промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотаций в качестве регулятора среды, депрессора пирита и активатора цинковых минералов подают известь.
9. Способ по п.1, в котором, по крайней мере, в один из циклов перечистных свинцово-цинковой и цинковой флотаций и промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотаций дополнительно подают сульфгидрильный собиратель.
10. Способ по любому из пп.1-3 и 9, в котором в качестве собирателя используют как индивидуальные сульфгидрильные вещества, так и их смеси, в том числе содержащие неионогенные и слабодиссоциирующие присадки.
11. Способ по п.1, в котором, по крайней мере, в один из циклов перечистных свинцово-цинковой и цинковой флотаций и промпродуктовых свинцово-цинковой и цинковой флотаций дополнительно подают пенообразователь.
12. Способ по п.1, в котором, по крайней мере, один из всех флотационных циклов имеет индивидуальный состав из одной или нескольких операций флотации, в качестве которых используют основную, и/или перечистную, и/или контрольную, и/или промпродуктовую флотацию.
13. Способ по п.1, в котором, по крайней мере, в одном из флотационных циклов предусмотрены операции агитации с реагентами.
14. Способ по п.1, в котором, по крайней мере, в одном из флотационных циклов предусмотрены операции доизмельчения исходного и полученного продукта с соответствующими операциями разделения по крупности.
