1. Способ повышения флотационного индекса сложных сульфидных медных руд, характеризующийся тем, что между классификатором и смесительной ванной перед флотацией дополнительно устанавливается смесительная ванна с воздухозаборником; в указанной смесительной емкости с всасыванием воздуха используется воздух, а время перемешивания регулируется с целью корректировки потенциала пульпы сульфидной медной руды; в качестве селективных собирателей и вспенивателей для медных минералов используются изоамилксантат и серо-азотный эфир (тионокарбамат); и осуществляется преимущественная быстрая флотация минералов меди, включающая следующие этапы:

A. Состав флотационного реагента:
В процессе флотации меди известь используется для поддержания pH пульпы при измельчении и флотации в диапазоне 7,5–14; в смесительной емкости с всасыванием воздуха подается воздух, а время перемешивания регулируется в пределах 10–30 минут для корректировки потенциала пульпы сульфидной медной руды, поддерживая потенциал пульпы на уровне ≥100 мВ относительно каломельного эталонного электрода; ксантат изоамила в количестве 10–20 г/т; серо-азотный эфир (тионокарбамат) в качестве собирателя и пенообразователя в количестве 30–40 г/т;

Б. Точки добавления и способы введения реагентов:
Известь и ксантат изоамила добавляются в шаровую мельницу; серно-азотный эфир добавляется в смесительную емкость перед флотацией;

C. Технологическая схема процесса флотации:
Для получения медного концентрата используется только одна стадия черновой обогащения, одна стадия промывки и одна–две стадии очистки.

2. Способ повышения индекса флотации сложных сульфидных медных руд согласно пункту 1 формулы изобретения, характеризующийся тем, что известь и ксантат изоамила добавляются в шаровую мельницу; после поступления пульпы в смесительную емкость с воздухозаборником в пульпу вводится воздух, а время перемешивания регулируется с целью корректировки потенциала пульпы сульфидной медной руды; под действием окислительной способности кислорода, содержащегося в воздухе, потенциал пульпы постепенно повышается с примерно –300 мВ во время измельчения до 100 мВ и, в конечном итоге, поддерживается на уровне ≥100 мВ; в данном процессе оптимальные потенциалы всех типов сульфидных минералов меди находятся в пределах этого диапазона; когда каждый сульфидный минерал меди достигает своего оптимального потенциала, небольшое количество ксантаната изоамила позволяет добиться оптимальной минерализации данного минерала; затем перед флотацией в смесительную емкость добавляется серно-азотный эфир в качестве дополнительного сборщика и вспенивателя, что ускоряет скорость флотации меди и обеспечивает быстрое снятие пены на этапе грубой флотации меди.

3. Способ повышения индекса флотации сложных сульфидных меднорудных руд согласно пункту 1 формулы изобретения, характеризующийся тем, что pH регулируется с помощью извести в диапазоне 7,5–12, изоамилксантат применяется в количестве 10–20 г/т, а в качестве сборщика и вспенивателя используется серно-азотный эфир (тиокарбамат) в количестве 30–40 г/т.

Способ повышения флотационного индекса сложных сульфидных медных руд

Техническая область
Настоящее изобретение относится к способу эффективного повышения коэффициента обогащения сложных сульфидных медных руд.

Фоновое изображение
Электрохимическая подготовка может значительно повысить селективность процесса флотации и подходит для флотационного разделения полиметаллических руд и сыпучих концентратов. Эффективное сочетание электрохимии и новых, высокоэффективных флотационных реагентов представляет собой новый подход к решению задач флотационного разделения сложных сульфидных руд. Проблема разделения свинцовых и цинковых минералов по сути решена с точки зрения регулирования потенциала пульпы и играет важную роль в промышленном производстве. Однако в случае сульфидных медных руд, поскольку медные минералы более разнообразны, чем свинцовые, и каждый из них имеет свой собственный оптимальный флотационный потенциал, ранее применяемая флотация сульфидов меди с регулированием потенциала позволяла контролировать только оптимальный потенциал одного основного медного минерала. Остаются нерешенными такие проблемы, как сложность автоматического регулирования потенциала пульпы и дозирования химикатов, в связи с чем данная технология редко применяется в промышленных условиях. Для решения этой проблемы существует острая необходимость в поиске простого метода регулирования потенциала при флотации медных руд.

Краткое описание изобретения
Одной из целей настоящего изобретения является создание эффективной технологии обогащения сульфидных медных руд, позволяющей значительно повысить коэффициент извлечения медных минералов.

Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление схемы использования реагентов и метода ее реализации для флотации сульфидов меди, которые, повышая извлечение медных руд, одновременно позволяют сократить расход реагентов, снизить производственные затраты и уменьшить нагрузку на окружающую среду.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание технологической схемы и конфигурации флотационной установки, которые просты в эксплуатации и имеют упрощенную конструкцию, что позволяет сократить инвестиции и снизить энергопотребление.

Техническое решение, принятое в настоящем изобретении для решения технических задач, заключается в следующем: для достижения вышеуказанных целей в настоящем изобретении используется следующее техническое решение: способ повышения индекса флотации сложных сульфидных медных руд, при котором между классификатором и смесительной емкостью перед флотацией устанавливается смесительная емкость с воздухозаборником. В данном смесительном резервуаре с всасыванием воздуха используется воздух, а время перемешивания регулируется с целью корректировки потенциала пульпы сульфидной медной руды. В качестве селективных собирателей и вспенивателей для медных минералов используются изоамилксантат и серо-азотный эфир (тионокарбамат). Проводится преимущественная быстрая флотация медных минералов, включающая следующие этапы:

A. Состав флотационного реагента
В процессе флотации меди известь используется для поддержания pH шлама при измельчении и флотации в диапазоне 7,5–14. В смесительном баке с всасыванием воздуха осуществляется подача воздуха и регулируется время перемешивания (10–30 минут) для корректировки потенциала пульпы сульфидной медной руды, поддерживая его на уровне ≥100 мВ (относительно каломельного эталонного электрода). Дозировка ксантата изоамила составляет 10–20 г/т; в качестве сборщика/пенобразователя используется серно-азотный эфир (тионокарбамат) в дозировке 30–40 г/т.

Б. Точки добавления и способы введения реагентов
Известь и ксантат изоамила добавляются в шаровую мельницу; серно-азотный эфир добавляется в смесительную емкость перед флотацией.

C. Технологическая схема процесса флотации
Для получения медного концентрата используется только одна стадия черновой очистки, одна стадия доочистки и одна стадия вторичной очистки.

В описанном выше процессе повышения флотационного индекса сложных сульфидных медных руд известь и ксантат изоамила добавляются в шаровую мельницу. После поступления пульпы в смесительную емкость с воздухозаборником в нее подается воздух, а время перемешивания регулируется с целью корректировки потенциала пульпы. Под воздействием окисляющего действия кислорода, содержащегося в воздухе, потенциал пульпы постепенно повышается с примерно –300 мВ (во время измельчения) до 100 мВ, и в конечном итоге поддерживается на уровне ≥100 мВ. В данном процессе оптимальные значения потенциала всех типов сульфидных минералов меди находятся в пределах этого диапазона. Когда каждый сульфид меди достигает своего оптимального потенциала, небольшое количество ксантата изоамила позволяет добиться оптимальной минерализации. Затем в смесительную емкость перед флотацией добавляется серно-азотный эфир в качестве дополнительного сборщика и вспенивателя, что ускоряет скорость флотации меди и обеспечивает быстрое снятие пены на этапе грубой флотации меди.

В описанном выше процессе pH регулируется с помощью извести в диапазоне 7,5–12, дозировка изоамилксантата составляет 10–20 г/т, а дозировка серно-азотного эфира (в качестве собирателя/пенотворца) — 30–40 г/т.

Преимущества изобретения
Технологическая схема этой новой технологии флотации сульфидных медных руд соответствует традиционной схеме полной преференциальной флотации, т. е. по-прежнему представляет собой полную преференциальную флотацию медных минералов. Отличие заключается в использовании времени перемешивания с регулируемым подачей воздуха для корректировки потенциала пульпы. Путем регулирования различных факторов, включая традиционные рабочие параметры флотации, улучшаются флотационный индекс и производительность медных минералов, что позволяет осуществлять быстрое и высокоселективное флотационное разделение сложных сульфидных минералов. Здесь следует выделить два ключевых момента: во-первых, основное регулирование и контроль традиционных рабочих параметров флотации, таких как pH пульпы, тип сборщика, дозировка и способ добавления, время флотации и структура флотационной схемы; во-вторых, не используются ни внешние электроды, ни дополнительные химические реагенты; в качестве окислителя используется только кислород из воздуха, а потенциал пульпы регулируется за счёт управления временем перемешивания. По сравнению с традиционными процессами флотации данная технология позволяет: (1) улучшить показатели сепарации, в среднем повышая извлечение металла из медных руд на 5–40 процентных пунктов, а также добиваясь более высокого содержания в концентрате; (2) упростить структуру технологической схемы; время флотации составляет лишь около двух третей от времени, требуемого при традиционной флотации, что позволяет сэкономить на инвестициях в оборудование и снизить энергопотребление. Данная технологическая схема позволяет каждому медному минералу взаимодействовать с реагентами и подвергаться быстрому флотационному разделению в условиях своего оптимального потенциала. Метод регулирования потенциала проще и стабильнее, чем предыдущие методы регулирования потенциала при переработке меди, что позволяет значительно сократить технологическую схему. Количество стадий очистки можно сократить до одной или даже полностью исключить, а общий объем оборудования — уменьшить примерно на одну треть; (3) снизить расход реагентов и сократить производственные затраты. Количество медных сборщиков можно сократить примерно на три четверти до двух третей; (4) стабильная работа: в диапазоне значений pH от 7,5 до 14 на флотацию медных руд оказывается незначительное влияние, а изменения свойств руды практически не сказываются на процессе разделения.

При переработке сульфидных руд меди в одинаковых условиях с использованием данной технологической схемы и традиционной технологии флотации данная технология демонстрирует значительные преимущества с точки зрения индекса флотации меди, расхода реагентов, структуры технологической схемы и энергопотребления, что обеспечивает очевидные экономические и социальные выгоды.

Краткое описание чертежей
Далее ниже приводится подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на конкретные варианты его реализации.
На рисунке 1 представлены технологическая схема и условия испытания традиционного процесса.

На рисунке 2 представлена технологическая схема испытания нового процесса и условия, описанные в настоящем изобретении.

Подробное описание вариантов реализации
Техническое решение, принятое в настоящем изобретении для решения указанных технических задач, заключается в следующем: Для достижения указанных целей в настоящем изобретении используется следующее техническое решение:
Эффективная технология обогащения сульфидных медных руд, характеризующаяся следующими техническими условиями и составом: (1) между классификатором и смесительной емкостью перед флотацией установлена смесительная емкость с воздушным всасыванием; в данном смесительном баке с всасыванием воздуха используется воздух, а время перемешивания регулируется для корректировки потенциала пульпы сульфидной медной руды; (2) в качестве селективных собирателей/пенотворцев для медных минералов используются изоамилксантат и серо-азотный эфир (тионокарбамат); (3) осуществляется приоритетная быстрая флотация медных минералов.

Схема применения флотационных реагентов и метод её реализации для эффективного повышения коэффициента извлечения металла из сульфидных медных руд: схема применения реагентов заключается в следующем: при флотации меди известь используется для поддержания pH измельчённой и флотационной пульпы в диапазоне 7,5–14; в смесительной емкости с воздушным всасыванием подается воздух и регулируется время перемешивания для корректировки потенциала пульпы, при этом конечный потенциал пульпы составляет ≥100 мВ (относительно каломельного эталонного электрода); ксантат изоамила в количестве 10–20 г/т; серо-азотный эфир (тионокарбамат) в качестве сборщика/пенотворца в дозе 30–40 г/т; известь и изоамилксантат добавляются в шаровую мельницу, а серо-азотный эфир — в смесительную емкость перед флотацией.

Конфигурация флотационной схемы с удобным регулированием потенциала, позволяющая эффективно повысить коэффициент извлечения металла при флотации сульфидных медных руд. Технологическая схема флотации приведена на рисунке 2.

Примеры с 1 по 4
В примерах 1–4 использовались медные руды, содержащие несколько минералов меди. Минеральный состав был следующим: металлические минералы в основном включали пирротин, халькопирит, халькоцит, борнит, пирит, коллоформный пирит, сфалерит, а также самородный висмут, висмутинит, станит, марказит, с незначительными и следовыми количествами рутила, дигенита, кубанита, гессита, лимонита, гематита, молибденита и т. д.; неметаллические минералы в основном включали кварц, карбонаты, хлорит, эпидот, серицит, сфен, циркон и т. д.

Согласно результатам первоначального анализа минерального состава, минералы меди включали первичные и вторичные сульфиды меди, при этом на долю оксидов меди приходилось лишь 1–3% от общего количества минералов, поэтому окисление практически не повлияло на эту руду. С точки зрения минерального состава на извлечение этой руды в основном влияют содержание вторичной меди и размер частиц. Теоретические коэффициенты извлечения меди для примеров 1–4 составили примерно 96,45%, 97,30%, 96,20% и 91,00% соответственно.

Результаты анализа основных элементов в примерах 1–4     

В примерах 1–4 для сравнительных испытаний по обогащению использовались образцы руды с различными свойствами. В новом процессе обогащения руда подвергалась дроблению, а во время измельчения добавлялись известь и изоамилксантат для регулирования значения pH. Когда степень измельчения достигала –200 меш, пулпу перемешивали в недавно установленной смесительной емкости с воздухозаборником, а потенциал пулпы сульфидной медной руды регулировали путем управления временем перемешивания. Затем в качестве селективных собирателей и вспенивателей для медных минералов использовались изоамилксантат и серно-азотный эфир (тионокарбамат), и в процессе флотации осуществлялась преимущественная быстрая флотация медных минералов. После грубой и чистой флотации медных минералов количество стадий отмывки можно было сократить до одной или даже полностью исключить.

Для примеров 1–4, в которых использовался способ по настоящему изобретению и традиционный способ, технологические схемы и условия испытаний нового и традиционного способов представлены на рисунках 1 и 2 соответственно. Сравнение результатов испытаний для примеров 1–4 представлено в таблице 1. Видно, что при новых технологических условиях, предусмотренных настоящим изобретением, коэффициенты извлечения меди составили 96,36%, 97,24%, 95,90% и 90,49% соответственно, что в основном соответствует их теоретическим коэффициентам извлечения. По сравнению с традиционными технологическими условиями коэффициенты извлечения меди при новых технологических условиях настоящего изобретения увеличились на 6,06; 5,29; 6,80 и 41,67 процентных пункта соответственно; потребление реагентов сократилось на 100–120 г/т, а количество стадий очистки можно было сократить до одной или даже полностью исключить.