05.06.2012 Цель данной работы - проведение исследований на обогатимость руд Озерного месторождения, на современной научной базе и с использованием последних достижений в разработке технологий и реагентов, в частности, с применением новых селективных сульфгидрильных собирателей и модификаторов, которые обладают низкой флотоактивностью по отношению пириту и неактивированному сфалериту. Новые селективные сульфгидрильные собиратели и модификаторы позволяют разрабатывать технологию флотации полиметаллических руд без применения цианида, что является весьма важным с экологической точки зрения для региона, в котором расположено месторождение. Работа выполняется НИТУ «МИСиС» по договору с Озерным ГОКом, который входит в корпорацию МВС.
Свинцово-цинковая руда Озерного месторождения относится к труднообогатимым рудам, вследствие тонкого взаимопрорастания зерен минералов свинца, как со сфалеритом, так и с пиритом вплоть до эмульсионной вкрапленности, а также с породными минералами. В руде имеются карбонатные минералы.
Подавляющее большинство (97 %) технологических схем по переработке свинцово-цинковых руд 45 обогатительных фабрик США, Австралии, Канады, Латинской Америки, Европы и Японии применяют схему прямой селективной флотации и абсолютно все фабрики используют цианид в реагентном режиме. Руды с крупнозернистым галенитом (93 % от числа фабрик) измельчаются до крупности 45-60 % класса минус 74 мкм, руды с тонкозернистым галенитом (7 %) измельчаются до крупности 73-80 % класса минус 74 мкм. Ряд обогатительных фабрик имеют в схемах предконцентрацию в тяжелых суспензиях с выходом легкой фракции 25-58 %, либо гравитационный цикл с применением отсадки.
Преимущественное применение прямой селективной флотации с использованием цианида и цинкового купороса для подавления сфалерита и пирита в цикле основной свинцовой флотации, а также использование цианида и извести для подавления пирита в цикле основной цинковой флотации, позволяет применять более простую организацию схемы флотации при относительно крупном помоле руды в рудном цикле перед свинцовой флотацией. Цианид не подавляет флотируемость крупнокристаллического галенита, в отличие от пирита и сфалерита.
Тонкая зернистость галенита и тесное взаимопрорастание с другими минералами снижает технологические показатели обогащения по прямой цианидной селективной флотации, позволяя получать только промпродукты: массовая доля свинца порядка 22 %, а цинка – 43 % (ОФ Айрон-Кинг, США). Попытки поднять массовую долю свинца в свинцовом промпродукте за счет более тонкого измельчения приводит к резкому снижению извлечения; крупность после первичного рудного измельчения составляет 75 % класса минус 74 мкм.
При переработке тонкозернистой свинцово-цинковой руды (ОФ Мацит, Австралия) по прямой цианидной селективной флотации с исходной массовой долей свинца 7,0-8,5 % и цинка 6,5-7,5 %, получены - свинцовый концентрат с массовой долей 32-46 % при извлечении 85-86 % и цинковый концентрат с массовой долей цинка 52 % при извлечении 55-60 %; первичное рудное измельчение составляет 80 % класса минус 74 мм.
При обогащении смешанной свинцово-цинковой руды по селективно-коллективной схеме с дофлотацией цинка в рудном цикле (ОФ Устрем, Болгария), содержащей наряду с галенитом церуссит, англезит и другие окисленные формы свинца (исходная массовая доля свинца 2,5 %), а часть цинка представлена марматитом (при исходной массовой доли цинка 0,9 %); породные минералы представлены в основном кварцем, карбонатом, баритом, получены: свинцовый концентрат (массовая доля свинца 58-59 % при извлечении 87-88 %), цинковый концентрат (массовая доля цинка 41,15 % при извлечении 49,21 %). Массовая доля цинка в цинковом концентрате рудного цикла составляет 56 % при извлечении 25 %; первичное рудное измельчение составляет 60 % класса минус 74 мкм.
Таким образом, основные сложности с получением кондиционных концентратов для свинцово-цинковых руд связаны с вкрапленностью зерен минералов свинца, а не минеральной формой свинца в руде.
Исследованиями, проведенными в 50-60-х годах прошлого столетия, проведенными под руководством И.Н. Плаксина, установлено, что для галенита снижение крупности частиц приводит к уменьшению доли закрепившегося ксантогената, и соответственно снижает флотоактивность галенита. Исследованиями на основании изучения 28 образцов галенита разных месторождений с массовой долей свинца в образцах от 86,07 до 62,16 % было выделено 2 группы галенита:
1) галенит правильной крупнокристаллической структуры, с относительной однородностью химического состава, наличием сравнительного небольшого количества включений, главным образом по плоскостям спайности кристаллов. Крупнозернистый галенит активно флотируется короткоцепочечными ксантогенатами и дитиофосфатами;
2) мелкокристаллический галенит с тонким взаимопрорастанием с другими минералами до эмульсионной вкрапленности у ряда образцов, который имеет большую склонность к окислению, а также включения кристаллов, деформированных по плоскостям спайности. Подобный тонокозернистый галенит плохо флотируется этиловым ксантогенатом, наиболее часто теряется с хвостами.
Исследованиями и практикой флотации установлена двойная роль цианида натрия по отношению к флотируемости галенита:
- цианид активирует флотацию крупнокристаллического галенита;
- цианид подавляет галенит, содержащий тонко вкрапленные примеси, особенно сфалерит.
При анализе результатов исследований обогатимости проб руды Озерного месторождения разными организациями, обращает на себя внимание повышение показателей обогащения во времени для свинцового концентрата при равноценных исходных содержаниях свинца и цинка в руде: от свинцового концентрата с массовой долей свинца 7,1 % при извлечении 62 % (1964 год) до свинцовых концентратов с массовой долей свинца 32-46 % при извлечении 71-33 % (1965-2008). Для цинкового концентрата отмечены более близкие технологические показатели для исследований разных лет – массовая доля цинка в цинковом концентрате 40-49 % при извлечении 70-80 %, только на одной пробе руды получен цинковый концентрат с массовой долей цинка 56 % при извлечении 80,7 %. Низкие потери металлов с отвальными хвостами (3-6 %) характерны при выходе отвальных хвостов менее 41 %; при увеличении выхода отвальных хвостов до 60 % потери свинца возрастают до 21 %, а цинка до 11 %.
Отмечается изменение рекомендуемой степени рудного измельчения от 75-80 % класса минус 74 мкм с доизмельчением черновых свинцового и цинкового концентратов до 100 % класса минус 44 мкм (70-е годы прошлого столетия), до 90-95 % класса минус 74 мкм в первичном рудном измельчении (2006-2008 годы). В 70-е годы прошлого столетия исследованиями показано, что при увеличении выхода готового класса минус 74 мкм в первичном рудном цикле до 85 % происходит увеличение извлечения свинцового концентрата (на 2 %) при некотором снижении качества чернового концентрата (с 7,95 до 7,5 %) за счет повышения флотоактивности пирита; в измельчение подавались цианид, сода, цинковый купорос для подавления флотации пирита и сфалерита.
Анализ результатов исследования вещественного состава, предоставленных проб руды Озерного месторождения (МИСиС, 2009-2010), позволяет выявить основные факторы, которые относят пробу руды к упорному труднообогатимому сырью:
v      резко выраженная неоднородность химического и минерального состава;
v      тонкая зернистость галенита, включая эмульсионную вкрапленность в пирите;
v      часть сфалерита представлена марматитом – железистой разновидностью сфалерита;
v      присутствие в руде разно флотирующихся генераций сфалерита. С частью сфалерита связана медь при ее массовой доле в руде 0,03-0,04 %, что относит данную генерацию сфалерита к легкофлотирующейся;
v      тонкое взаимопрорастание галенита с пиритом и сфалеритом;
v      наличие в руде дисульфидов железа (пирит, мельниковит, марказит (не менее 40 %)) и карбонатов;
v      с карбонатными минералами связано 20-25 % от всего галенита руды.
Минералогические исследования (декабрь 2009 года) показывают чрезвычайно характерные для данной руды взаимопрорастания пирита с галенитом:
v      пористый, ячеистый и сотовый характер поверхности галенита, которая заполнена пиритом (более 30 % всего галенита в руде сосредоточено в структуре подобного типа)
v      пористая, корродированная поверхность пирита, когда галенит заполняет соты в таких зернах пирита
Предыдущие минералогические исследования также отмечали тонкое взаимопрорастание рудных и породных минералов, но к характерному взаимопрорастанию относили ассоциации галенита и сфалерита.
Кроме того, минералогические исследования (МИСиС, 2009-2010) выявляют присутствие церусситовых пленок на поверхности зерен галенита, что также должно осложнять как получение кондиционных флотационных свинцовых концентратов, так и гидрометаллургическую переработку свинцовых промпродуктов.
Проведенные представительные исследования контрастности свойств кусков усредненной пробы руды (МИСиС, 2009-2010) показывают их низкую контрастность по плотности, что не позволяет рекомендовать применение гравитационной предконцентрации как при разработке месторождения, так и в рудоподготовительных операциях.
Флотация усредненной руды по бесцианидной прямой селективной схеме флотации дает неудовлетворительные показатели. Низкие показатели флотации связаны с тонкой зернистостью галенита, взаимопрорастанием с дисульфидами железа и в меньшей степени со сфалеритом. Тонкое измельчение повышает удельную поверхность дисульфидов железа (пирит, мельниковит, марказит), что способствует адсорбции собирателя как в ионной, так и молекулярной формах, что способствует резкому повышению активности флотации пирита. Необходимое значение рН среды для флотации галенита составляет 6,8-8,0, эта же область рН соответствует лучшей флотируемости пирита.
Таким образом, прямая селективная флотация без применения цианида при флотации тонкозернистого галенита неэффективна, что согласуется с опытом обогащения тонкозернистых свинцово-цинковых руд за рубежом и с результатами исследований проб руд Озерного месторождения на обогатимость.
Превышение массовой доли цинка над массовой долей галенита в 5-6 раз, наличие различных по флотируемости генераций сфалерита позволяют выбрать для исследований селективно-коллективно-селективную схему флотацию с выделением цинкового концентрата в рудном цикле и фракционированием галенита по промпродуктам. Необходимость введения межцикловой флотации определяется снижением флотируемости галенита при увеличении тонины помола с одновременным неселективным извлечением свинца по всем продуктам флотации. Кроме того, при увеличении степени измельчения резко возрастает флотоактивность дисульфидов железа в цикле коллективной свинцово-цинково-пиритной флотации, что осложняет селекцию коллективного концентрата по бесцианидной технологии.
Дитиофосфаты являются наиболее слабофлотирующими собирателями пирита и неактивированного сфалерита. Модифицированные дитиофосфаты позволяют увеличить разницу в извлечении галенита с пиритом и неактивированным сфалеритом. Применение диметилдитиокарбамата натрия в качестве компонента в композиции подавителей флотации сфалерита в цикле селекции коллективного концентрата позволяет получать на данном этапе свинцово-пиритный промпродукт и цинковый концентрат.
Проведенные в «МИСиС» исследования обогатимости тонкозернистой свинцово-цинково-пиритной руды Озерного месторождения без применения цианида в рудном цикле свидетельствуют о возможности получать цинковые концентраты в двух точках схемы: в рудном цикле и в цикле селекции коллективного концентрата. При этом образуется труднообогатимый свинцово-цинковый промпродукт.
Наиболее перспективный путь переработки свинцово-цинкового промпродукта – гидрометаллургический процесс, разработка которого еще впереди.

Возврат к списку


Наши проекты

Последние комментарии



Яндекс.Метрика