Способ сепарации минеральных частиц с предварительной обработкой магнитным коллоидом


 


Владельцы патента RU 2497960:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к способу сепарации минеральных частиц, содержащих ценный компонент. Способ включает смешивание водной пульпы исходного сырья с дисперсией, содержащей коллоидные магнитные частицы, и обработку полученной смеси в магнитном поле для извлечения концентрата ценного компонента. При этом предварительно осуществляют стабилизацию дисперсии магнитных частиц обработкой в водной среде реагентами с обобщенной формулой A1-R-A2, где R - углеводородный радикал, выбранный из ряда С3-C18, группа А1 - СООН или CONOH, A2 - OH или СН(ОН), или обработкой в среде жидкого углеводорода реагентами с обобщенной формулой A1-R, где R - углеводородный радикал, выбранный из ряда С318, группа А1 - СООН или CONOH. После стабилизации дисперсию обрабатывают функционализирующим реагентом и смешивают с пульпой исходного сырья. Извлечение концентрата ценного компонента и магнитных частиц осуществляют осаждением в гравитационном поле в виде магнитных флокул при напряженности поля в интервале 80-880 кА/м или на магнитных сепараторах в виде магнитных флокул при напряженности поля в интервале 32-800 кА/м. Технический результат заключается в повышении эффективности извлечения тонких минеральных частиц путем использования технологии омагничивания магнитным коллоидом с последующим выделением ценного компонента магнитными методами. 7 з.п. ф-лы, 5 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть наиболее эффективно использовано при переработке измельченных руд, содержащих малые количества ценного минерала, представленного мелкими и тонкими частицами, в частности руд золота.

Известен способ использования магнитных частиц совместно с неорганическими коагулянтами и органическими флокулянтами для очистки воды от растворенных и взвешенных загрязнений. Использование магнитных частиц с последующим наложением магнитного поля позволяет значительно ускорить осаждение флоккул за счет их укрупнения и намагничивания (О.М. Urbain, and W.R. Stemen, U.S.Patent No.2,232,294, Feb.18, 1941).

Известен способ (С. de Latour, J.A.W.W.A., 68, 325, 443, 498, 1976), заключающийся в использовании высокоградиентной магнитной сепарации для выделения магнетита, нагруженного загрязнениями, для очистки воды от взвешенных частиц, бактерий, растворенных фосфатов.

Недостатком выше предложенных способов является то, что магнетит, применяемый в процессе как носитель, недостаточно прочно закрепляют загрязнения, которые в результате перемешивания с пульпой имеют свойство отделяться.

Наибольшая эффективность магнитных носителей обеспечивается при химической функционализации их поверхности, повышающей ее сорбционную активность и сродство к желаемым типам загрязнений. Наибольшая гибкость, при такой функционализации, обеспечиваются при коллоидной крупности частиц. В этом случае магнитные коллоидные частицы могут играть роль носителя, если на них происходит сорбция ионов или небольших молекул, либо выполнять функцию омагничивающего агента, который закрепляется па поверхности относительно крупных частиц, придавая им магнитные свойства. При использовании коллоидных частиц как носителей, повышенная эффективность обеспечивается также за счет большой удельной поверхности магнитного коллоида.

Наиболее близким к предлагаемому способу, по совокупности существенных признаков, является способ разделения полезных ископаемых, использующий магнитные методы, включающий диспергирование исходного сырья в водной среде, смешивание пульпы с водной дисперсией, содержащей магнитные частицы коллоидного размера, обработку полученной смеси в магнитном поле для извлечения концентрата ценного минерала (U.S. Patents 4, 225, 425 and 426, September 30, 1980).

К недостаткам ближайшего аналога следует отнести следующее: водная дисперсия, содержащая магнитные частицы имеет свойство недостаточно крепко закрепляться на поверхности минерала, в следствии чего при перемешивании магнитные частицы могут отделяться с поверхности минерала.

Основная задача изобретения, заключается в повышении эффективности извлечения тонких минеральных частиц, путем использования технологии омагничивания магнитным коллоидом с последующим выделением ценного компонента магнитными методами.

Достигается это тем, что в способе сепарации минеральных частиц, содержащих ценный компонент включающий диспергирование исходного сырья в водной среде, смешивание полученной пульпы с дисперсией, содержащей коллоидные магнитные частицы, обработку полученной смеси в магнитном поле для извлечения концентрата ценного компонента, предварительно осуществляют стабилизацию дисперсии магнитных частиц обработкой в водной среде реагентами обобщенной формулой A1-R-A2, где R - углеводородный радикал выбранный из ряда С3-C18, группа A1 -COOH или CONOH, A2 -ОН или СН(ОН) или обработкой в среде жидкого углеводорода реагентами обобщенной формулой A1-R, где R - углеводородный радикал выбранный из ряда С3-C18, А1-СООН или CONOH, после стабилизации дисперсию обрабатывают функционализирующим реагентом и смешивают с пульпой исходного сырья, содержащий ценный компонент, а извлечение из смеси минеральных частиц концентрата ценного компонента и магнитных частиц осуществляют осаждением в гравитационном поле, в виде магнитных флоккул при напряженности поля в интервале 80-880 кА/м или на магнитных сепараторах, в виде магнитных флоккул при напряженности поля в интервале 32-800 кА/м.

Для обработки дисперсии магнитных частиц в водной среде используют функционализирующий реагент обобщенной формулой A3-R-А4, где R - углеводородный радикал выбранный из ряда С3-C18, A3-СООН или CONOH, a A4-SH или OCS(SH)

Для обработки дисперсии магнитных частиц в среде жидкого углеводорода используют функционализирующий реагент обобщенной формулы A4-R, где R - углеводородный радикал выбранный из ряда С3-C18, группа A4-SH или OCS(SH).

Обработку полученной смеси осуществляют в пористой матрице, в магнитном поле, с осаждением магнитных флокул на носителях, а немагнитные частицы удаляют потоком воды.

Для интенсификации процесса флокуляции в смесь добавляют суспензию магнетита в количестве 0,1-10% от массы сырья.

Напряженность магнитного поля выбирают в пределах от 720-880 кА/м.

В качестве носителей используют железную дробь 3-6 мм.

В качестве носителей используют стальную шерсть.

Сущность предложенного способа заключается в том, что минеральные частицы (крупностью 0.n-n*10 мкм) т.е. (0,1-90 мкм) подвергаются перемешиванию с магнитными коллоидами. В результате перемешивания коллоиды налипают па поверхность минерала, которые могут быть выделены при помощи магнитных методов обогащения. Процесс преобразования поверхностных свойств минеральных частиц в магнитные свойства, проводится с использованием, в качестве носителя, магнитного коллоида, который способен селективно закрепляться на частицах ценных минералов. Это позволяет повысить извлечение металла в концентрат и снизить извлечение в хвосты.

Для получения дисперсии, содержащей коллоиды магнетита, используют функционализирующие и стабилизирующие реагенты. Их выбор зависит от типа руды, т.е. выбираются реагенты группы которых, активны по отношению к ценному минералу.

Возможность практического применения нового метода выделения минеральных частиц на реальной руде проверена на убогой по содержанию золота руде (золотоносное месторождение кор выветривания).

Руда малосульфидная, содержание золота, по данным пробирного анализа, 2,8 г/т. Преобладающая крупность золотин - менее 0,044 мм. Наиболее распространенные рудные минералы в пробе являются, пирит и арсенопирит.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходную золотосодержащую руду измельчают до содержания 70-85% класса 0,1-0,15 мм при отношении Т:Ж=2:1. Полученную пульпу смешивают с магнитными коллоидами. Полученный продукт отделяется с помощью магнитных методов обогащения. Эффективность обогащения оценивалась показателями извлечение металла в концентрат (Е, %) и содержанием металла в хвостах (βхв, %). Влияние формы коллоидов магнетита на технологические показатели представлены в таблице 1.

Пример 1

Исходную золотосодержащую руду измельчают до содержания 70-85% класса 0,1-0,15 мм при отношении Т:Ж=2:1. Полученную пульпу смешивают с коллоидами магнетита предварительно приготовленные в форме стабилизированного и функционализированного водного магнитного коллоида. Магнитные коллоидные частицы (размером, например, 5-50 нм) стабилизируются раствором белка содержащим фрагменты состава A1-R-A2, где R - С9, группа А1 - СООН, группа А2 - ОН, в водном растворе. Стабилизированный коллоид обрабатывается ксантогенатом (C4H9OS2K) содержащим фрагменты состава A3-R-A4, где R - С4, группа A3 - СООН, а группа А4 - SH, содержащим функциональные группы, активные по отношению к ценному минералу. Результаты исследования представлены в таблице 2.

Пример 2

Способ осуществляется как в примере 1, отличием является то, что в данном опыте коллоиды магнетита подаются в форме эмульгированного в воде магнитного коллоидного раствора в аполярных жидкостях. Стабилизированный коллоидный раствор магнетита в керосине эмульгируется в воде с добавлением ксантогената (C4H9OS2K) содержащим фрагменты состава А4 - R, где R - C4, а группа А4 - SH, и стабилизирующего реагента, в качестве которого удобно использовать алифатические спирты (C4H9OH) содержащим фрагменты состава A2-R, где R - С4, группа А2-ОН, все смешивается, эмульсия образуется за счет обычного встряхивания смеси. Выделение ценного компонента осуществляется магнитными методами обогащения. Результаты исследования представлены в таблице 3.

Пример 3

Исходную золотосодержащую руду с содержанием 70-85% класса 0,01 мм. смешивают с коллоидами магнетита предварительно приготовленные в форме стабилизированного и функционализированного водного магнитного коллоида или в форме эмульгированного в воде магнитного коллоидного раствора в аполярных жидкостях. Выделение ценного компонента осуществляется на высокоградиентных сепараторах. В качестве носителя магнитных частиц используется стальная шерсть. Результаты исследования представлены в таблице 2, 3.

Пример 4

Способ осуществляется как в примере 1, отличием является то, что выделение ценного компонента осуществляется магнитной флокуляцией, а для интенсификации процесса добавляется суспензия Fe3O4 в количестве 0,1-10% от массы сырья. Отделение магнитных флоккул осуществляется осаждением в гравитационном поле при напряженности поля в интервале 80-880 кА/м или на сепараторах в виде магнитных флоккул при напряженности поля в интервале 32-800 кА/м, табл.2, 3.

Результаты исследования представлены в таблице 5.

Пример 5

Способ осуществляется как в примере 2, отличием является то, что в данном опыте в качестве извлекаемого ценного компонента служит Cu. Исходную руду измельчают до содержания 70-85% класса 0,1-0,15 мм при отношении Т:Ж=2:1. Полученную пульпу смешивают с коллоидами магнетита предварительно приготовленные в форме эмульгированного в воде магнитного коллоидного раствора в аполярных жидкостях. Стабилизированный коллоидный раствор магнетита в керосине эмульгируется в воде с добавлением ксантогената (C4H9OS2K) содержащим фрагменты состава А4 - R, где R - С4, а группа А4 - SH, и стабилизирующего реагента, в качестве которого удобно использовать олеиновую кислоту (С17Н33СООН) содержащим фрагменты состава A2-R, где R - С17, группа А2-СООН, все смешивается, эмульсия образуется за счет обычного встряхивания смеси. Выделение ценного компонента осуществляется магнитными методами обогащения. Результаты исследования представлены в таблице 4.

Предложенный способ позволит сократить потери золота при переработке руд и вовлечь в производство тонковкрапленные руды, руды кор выветривания, руды с упорным золотом, техногенные образования.

Вместо применяемых реагентов могут быть использованы любые их аналоги, применение которых при современном состоянии уровня техники и технологии позволяет снизить себестоимость обогащения.

Таблица 1
Влияние формы коллоидов магнетита на технологические показатели
Параметры Значения
E, % βхв, %
Форма коллоидов Fe3O4 В форме стабилизированного и функционализированного водного магнитного коллоида; 83,81 0,75
В форме эмульгированного в воде магнитного коллоидного раствора в аполярных жидкостях. 80,10 0,98
Таблица 2
Влияние методов извлечения ценного компонента при подаче частиц в форме стабилизированного и функционализированного водного магнитного коллоида на технологические показатели
Параметры Значения
E, % βхн, %
Осаждением в гравитационном поле 69,96 0,93
На магнитном сепараторе с напряженностью 320 кА/м 74,04 0,85
На высокоградиентных сепараторах 84,49 0,73
На высокоградиентных сепараторах:
- Напряженность магнитного поля, кА/м
720 78,54 0,86
800 81,63 0,80
880 83,73 0,76
- Носитель
Дробь 3 мм 85,84 0,69
Дробь 6 мм 84,39 0,73
Стальная шерсть марки 00 86,90 0,61
Стальная шерсть марки 0 86,27 0,63
Таблица 3
Влияние методов извлечения ценного компонента при подаче частиц в форме эмульгированного в воде магнитного коллоидного раствора в аполярных жидкостях на технологические показатели
Параметры Значения
E, % βхв, %
Осаждением в гравитационном поле 69,20 0,95
На магнитном сепараторе с напряженностью 120 кА/м 72,85 0,88
На высокоградиентных сепараторах 100,00 0,00
На высокоградиентных сепараторах:
- Напряженность магнитного поля, кА/м
440 75,65 0,95
640 80,58 0,84
880 83,73 0,76
- Носитель
Дробь 3 мм 85,05 0,71
Дробь 6 мм 83,73 0,76
Стальная шерсть марки 00 86,53 0,64
Стальная шерсть марки 0 85,39 0,68
Таблица 4
Влияние методов извлечения ценного компонента при подаче частиц в форме эмульгироваипого в воде магнитного коллоидного раствора в аполярных жидкостях на технологические показатели
Параметры Значения
Е,% βхв, %
Осаждением в гравитационном поле 47,55 3,1
На магнитном сепараторе с напряженностью 120 Ка/м 60,94 2,5
На высокоградиентных сепараторах в пористой матрице 71,59 1,8
На высокоградиентных сепараторах в пористой матрице:
- Напряженность магнитного поля, кА/м
440 65,21 2,2
640 68,61 2
880 70,10 1,9
- Носитель
Дробь 3 мм 67,98 2
Дробь 6 мм 63,3 2,3
Стальная шерсть марки 00 71,69 1,7
Стальная шерсть марки 0 74,50 1,65
Таблица 5
Влияние суспензии магнетита на технологические показатели
Параметры Значения Е, % βхв, %
Суспензия магнетита, % от массы сырья 0,1 77,86 0,69
3 86,02 0,45
10 91,56 0,28

1. Способ сепарации минеральных частиц, содержащих ценный компонент, включающий диспергирование исходного сырья в водной среде, смешивание полученной пульпы с дисперсией, содержащей коллоидные магнитные частицы, обработку полученной смеси в магнитном поле для извлечения концентрата ценного компонента, отличающийся тем, что предварительно осуществляют стабилизацию дисперсии магнитных частиц обработкой в водной среде реагентами с обобщенной формулой A1-R-A2, где R - углеводородный радикал, выбранный из ряда С318, группа А1 - COOH или CONOH, A2 - ОН или СН(ОН), или обработкой в среде жидкого углеводорода реагентами обобщенной формулой A1-R, где R - углеводородный радикал, выбранный из ряда С3-C18, группа А1 - СООН или CONOH, после стабилизации дисперсию обрабатывают функционализирующим реагентом и смешивают с пульпой исходного сырья, содержащей ценный компонент, а извлечение из смеси минеральных частиц концентрата ценного компонента и магнитных частиц осуществляют осаждением в гравитационном поле в виде магнитных флокул при напряженности поля в интервале 80-880 кА/м или на магнитных сепараторах в виде магнитных флокул при напряженности поля в интервале 32-800 КА/м.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обработки дисперсии магнитных частиц в водной среде используют функционализирующий реагент обобщенной формулой A3-R-A4, где R - углеводородный радикал, выбранный из ряда С3-C18, группа A3 - выбрана из числа групп СООН или CONOH, a группа А4 - из числа групп SH или OCS(SH).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обработки дисперсии магнитных частиц в среде жидкого углеводорода используют функционализирующий реагент обобщенной формулы A4-R, где R - углеводородный радикал, выбранный из ряда С3-C18, а группа А4 - выбрана из числа групп SH или OCS(SH).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку полученной смеси осуществляют в пористой матрице в магнитном поле с осаждением магнитных флокул на носителях, а немагнитные частицы удаляют потоком воды.

5. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что для интенсификации процесса флокуляции в смесь добавляют суспензию магнетита в количестве 0,1-10% от массы сырья.

6. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что напряженность магнитного поля выбирают в пределах от 720-880 кА/м.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве носителей используют железную дробь 3-6 мм.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве носителей используют стальную шерсть.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при переработке кислых кеков цинкового производства. Способ флотации серебра из кислых кеков цинкового производства включает введение во флотационную пульпу из кеков собирателя - бутилового ксантогената - и вспенивателя - флотомасла.
Изобретение относится к способу извлечения тонкого золота из глинистого рудного и техногенного сырья. Способ включает электровзрывную обработку сырья высоковольтными электрическими разрядами.
Изобретение относится к области аналитической химии благородных металлов, и может быть использовано для определения золота, серебра и металлов платиновой группы в сульфидных рудах и продуктах их переработки.

Способ извлечения металлов (далее БМ) из твердого сырья включает растворение БМ и основных металлов в кислоте. БМ осаждают с использованием замещенных четвертичных аммониевых солей (ЗЧАС).

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и благородных металлов. Способ включает растворение платины и рения соляной кислотой, обработку раствора в две ступени гидроксидом натрия на первой ступени с образованием частиц Pt(OH)4 и тиосульфатом натрия на второй ступени с образованием частиц ReS2.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано при утилизации отработанных катализаторов, содержащих соединения палладия и других металлов.

Изобретение относится к способам и устройствам извлечения свободного золота из россыпей и руд. Согласно настоящему изобретению, подготавливают золотоносную пульпу из россыпей и руд, используют абсорбент, подготовленный на основе жидких углеводородов.

Изобретение относится к способу нагревания рабочей массы в процессе получения соединений металлов, а также к устройству для его осуществления. .
Изобретение относится к способу разделения сульфидов платины и рения. .
Изобретение относится к способу получения золота из мелкодисперсных частиц золотосодержащей породы. .

Изобретение относится к области обогащения карбонатной минеральной основы посредством удаления нежелательных примесей. Способ обогащения карбонатной минеральной основы магнитной сепарацией, включающий: (а) одновременное или последовательное перемешивание множества магнитных микрочастиц и реагента формулы I или формулы II; (I) R1R2R3 М; (II) R1R2R3R4 М+X-, где М представляет собой N или Р, Х представляет собой анионный противоион, и R1, R2, R3 и R4 независимым образом выбран из Н или органического остатка, содержащего от 1 до примерно 50 атомов углерода, или где по меньшей мере две из групп R1, R2, R3 и R4 образуют кольцевую структуру, содержащую до 50 атомов углерода включительно, причем по меньшей мере одна из групп R1, R2, R3 и R4 является органическим остатком, содержащим от 1 до примерно 50 атомов углерода, или по меньшей мере две из групп R1, R2, R3 и R4 совместно образуют кольцевую структуру, содержащую до 50 атомов углерода включительно; причем реагент формулы I или формулы II является соединением, выбранным из группы, состоящей из соединений вторичного амина, соединений третичного амина, соединений гетероциклического амина, соединений вторичного аммония, соединений третичного аммония, соединений четвертичного аммония, гетероциклических аммониевых соединений, фосфониевых соединений и их комбинаций; с минеральной основой, содержащей карбонат, с образованием смеси; и (b) приложение магнитного поля к смеси, чтобы тем самым отделить ценный минерал от малоценного минерала и обогатить карбонатную минеральную основу.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для очистки смазочно-охлаждающих жидкостей от немагнитного шлифовального шлама. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для очистки семенного материала культурных сортов от сорной растительности в магнитном поле. .

Изобретение относится к обогащению слабомагнитных руд и повышает эффективность процесса за счет интенсификации адгезионного слипания слабомагнитных рудных зерен с ферромагнитными частицами.

Изобретение относится к способу обогащения ценных руд из отходов горнодобывающих предприятий, так называемых хвостов обогащения. Способ выделения по меньшей мере одного первого вещества из смеси, содержащей это по меньшей мере одно первое вещество в количестве от 0,001 до 1,0 мас.%, в пересчете на всю смесь, и по меньшей мере одно второе вещество, включает по меньшей мере следующие стадии: (А) приведение в контакт этой смеси по крайней мере с одним поверхностно-активным веществом, (В) добавление при необходимости по меньшей мере одной диспергирующей среды, (С) обработка дисперсии по меньшей мере одной гидрофобной магнитной частицей, (D) отделение продукта присоединения со стадии (С) от смеси с помощью приложения магнитного поля, (Е) при необходимости расщепление отделенного продукта присоединения со стадии (D). Изобретение позволяет повысить эффективность отделения ценного компонента из хвостов обогащения. 8 з.п. ф-лы.
Наверх