Извлечение серы из медных хвостов

A. Меденый рудник «Ушань»

Медный рудник Ушан представляет собой месторождение пиритового типа с высоким содержанием серы, причем среднее содержание серы в сырой руде превышает 25%. На обогатительной фабрике перерабатывается руда, поступающая из зоны вторичного обогащения в зону первичного обогащения. Медные минералы в сырой руде представлены в основном вторичными сульфидами меди, такими как дигенит и халькоцит (примерно 55%–60%). Эти вторичные медные минералы подвержены чрезмерному измельчению и окислению, в результате чего образуются ионы меди, которые сильно активируют пирит. Несмотря на проведение промывки, степень удаления ионов меди, как правило, составляет лишь около 50%; остальная часть попадает в контур измельчения вместе с промытой рудой и пустой, что создает значительные трудности при разделении меди и серы и напрямую влияет на производительность обогатительной фабрики. В первоначальном проекте и при производстве был принят процесс подавления серы и флотации меди. Для подавления пирита, активированного ионами меди, и обеспечения качества преимущественно флотируемого медного концентрата во время измельчения добавляется 15 кг/т извести, что повышает pH грубой флотации меди до 12. Под действием сильной щелочи и высокого содержания кальция пирит сильно подавляется (в той или иной степени это затрагивает и медные минералы с плохой плавучестью). Кроме того, низкая эффективность аэрации и перемешивания на флотационной машине типа A затрудняет извлечение крупных частиц, которые теряются в хвостах. В результате показатели разделения меди и серы невысоки, а флотационные хвосты по-прежнему содержат 22%–26% серы.

С учетом условий на месте, на основе лабораторных испытаний, подбора оборудования, промышленных испытаний и производственного опыта был выбран процесс гравитационной сепарации для извлечения пирита из флотационных хвостов. Технологическая схема выглядит следующим образом: пульпа отбирается из последней флотационной ячейки цепа флотации серы, древесная щепа отсеивается, а пульпа перекачивается насосом Warman № 3 в стационарный распределитель пульпы, который затем равномерно распределяет пульпу через роторный распределитель по 20 спиральным концентраторам. Гравитационные хвосты самотеком поступают в систему отбора проб и транспортировки хвостов; серный концентрат перекачивается резинооблицованным насосом № 2 в систему отбора проб и обезвоживания серного концентрата основной производственной линии; промежуточный продукт возвращается в насос «Уорман» № 3. Система гравитационного извлечения серы была официально введена в эксплуатацию в июне 1989 года; она позволяет извлекать 16 000–17 000 тонн серного концентрата в год из флотационных серных хвостов, что повышает общий коэффициент извлечения серы на 6,23–12,24 процентных пункта.

Б. Медный рудник в Цинхае

Медный рудник в уезде Мацэнь Тибетского автономного округа Голог провинции Цинхай представляет собой полиметаллическое комплексное сульфидное месторождение, открытое в середине–конце 1960-х годов. Оно содержит различные ценные элементы, такие как медь, кобальт, цинк, железо, сера, золото и серебро. Месторождение имеет значительные размеры и классифицируется как крупное рудное тело. Первоначальный проект рудника предусматривал добычу только медных минералов, поэтому хвосты до сих пор содержат много ценных элементов. Исследование технологической минералогии хвостов выявило высокое содержание серы и железа, которые можно комплексно извлечь. Результаты химического многоэлементного анализа и анализа минерального состава пробы хвостов приведены в таблицах 4-39 и 4-40.

С целью полного использования ресурсов и сокращения объема сброса хвостов были проведены испытания прямой флотации хвостов как в слабокислых, так и в слабощелочных условиях. После всестороннего анализа на производстве был внедрен процесс слабощелочной флотации для извлечения серных и железных минералов из хвостов. Технологическая схема процесса приведена на рисунке 4-25.

Таблица 4-39. Результаты многоэлементного химического анализа хвостов (массовая доля / %)

Таблица 4-40. Минеральный состав и относительное содержание (%)

Рисунок 4-25. Технологическая схема извлечения серы и железа из хвостов

Рисунок 4-25. Технологическая схема слабощелочной флотации

Производственная практика показывает, что использование щелочной флотации для извлечения серных и железных минералов из медных хвостов данного рудника вполне осуществимо, и удалось получить высококачественный серно-железный концентрат. Производственные показатели приведены в таблице 4-41.

Таблица 4-41. Средние показатели производства при слабощелочной флотации (в процентах)