Как обогащать ртутные руды?

Киноварь имеет красный цвет, высокую плотность, хрупкость и хорошую природную плавучесть. Можно использовать сочетание предварительного обогащения, гравитационной сепарации и флотации.

(1) Предварительная концентрация
Ручная сортировка - традиционный метод предварительной концентрации. Киноварь имеет красный или темно-красный цвет, поэтому ее легко отличить от посторонних минералов. Кроме того, поскольку киноварь хрупкая, при дроблении руда имеет тенденцию разрушаться вдоль плотных киноварных зон, обнажая киноварь на поверхностях изломов, что облегчает ручную сортировку. Ручная сортировка обычно осуществляется на ручной сортировочной ленте, скорость которой обычно составляет 0,1-0,4 м/с. Для крупнокусковых руд перед грубым дроблением иногда устанавливают специальную платформу для ручной сортировки. Ручная сортировка может осуществляться либо путем отбора концентрата, либо путем отбраковки пустой породы. Первый способ используется при низком содержании руды в сырье, а второй - при высоком. Перед ручной сортировкой руда обычно подвергается грубому дроблению и классификации. Коэффициент отбраковки пустой породы обычно составляет 40%-70% (по отношению к количеству подаваемой руды). Перед ручной сортировкой руду часто необходимо промыть водой для удаления шлама с поверхности. Поскольку киноварь обладает хорошей природной плавучестью, мелкие частицы киновари легко теряются с промывочной водой, поэтому для извлечения мелкой киновари из промывочной воды необходимо предусмотреть соответствующие сооружения (например, пруды-отстойники).

(2) Гравитационное разделение
Высокая плотность киновари делает гравитационное разделение жизнеспособным методом. Однако на практике единая технологическая схема гравитационного разделения обычно не используется для ртутных руд по двум причинам: во-первых, киноварь часто неравномерно распределена в крупных и мелких зернах или в виде мелких зерен, что затрудняет эффективное извлечение мелкой киновари гравитационным разделением; во-вторых, киноварь хрупкая и обладает хорошей природной плавучестью, поэтому тонкая киноварь, образующаяся при измельчении, как правило, всплывает на поверхность воды при гравитационном разделении и теряется. Поэтому хвосты гравитационной сепарации часто классифицируют, перемалывают, а затем обрабатывают флотацией. На одной из обогатительных фабрик Синьхуанского ртутного рудника с 1959 по 1963 год использовалась одна технологическая схема гравитационного разделения для обработки руды со средним содержанием 0,186% Hg. Среднее извлечение составило 56% Hg, содержание в хвостах - 0,087% Hg, а содержание в концентрате - 3,4% Hg. В 1964 году она была заменена на единую схему флотации. Поэтому на ртутных обогатительных фабриках часто используется комбинированная гравитационно-флотационная схема. Гравитационная сепарация используется только для извлечения части грубодисперсной киновари или для получения некоторого количества вермильона. Встряхивающие столы и отсадочные машины - наиболее часто используемое оборудование для гравитационного разделения ртутных руд. С помощью встряхивающих столов можно получить высококачественный концентрат для производства вермильона. Отсадочные машины часто используются для обработки мелких фракций, образующихся при предварительной сортировке перед измельчением, или устанавливаются в цепь классификации измельчения, чтобы своевременно извлечь высвобожденную киноварь и избежать переизмельчения. В то же время из отсадочного концентрата можно извлечь некоторое количество крупной киновари. В последние годы некоторые обогатительные фабрики пытаются заменить отсадочные столы на отсадочные машины. В Японии на обогатительной фабрике Итомука для извлечения большей части самородной ртути из сырой руды используется отсадочная машина и ловушка для самородной ртути.

(3) Флотация
Флотация - наиболее широко используемый и эффективный метод обогащения ртутных руд. Флотация позволяет не только эффективно извлекать киноварь из руды, но и извлекать различные другие ртутные минералы, такие как самородная ртуть и хлорсульфид ртути. Флотация также используется для обработки ртутьсодержащих полиметаллических руд. В подавляющем большинстве ртутных руд основным целевым минералом является киноварь. Киноварь обладает хорошей природной плавучестью, поэтому схема флотации и схема реагентов для простых киноварных руд относительно просты. Обычно используется одностадийное или двухстадийное измельчение, при этом размер перелива для классификации обычно составляет -0,074 мм, что соответствует 85%, хотя на некоторых обогатительных фабриках используется более крупный размер флотационного сырья. Флотационная схема обычно состоит из одной стадии черновой обработки, одной-двух стадий очистки и двух-трех стадий отмывки. Что касается флотационных реагентов, то в качестве активаторов киновари часто используются соли тяжелых металлов, такие как медный купорос, нитрат свинца, ацетат свинца и хлорид ртути. Наиболее широко используется медный купорос, типичная дозировка которого составляет 100-300 г/т. В некоторых концентраторах активатор не используется. Ксантаты используются в качестве собирателей киновари. Отечественные обогатители обычно используют этиловый ксантат в дозировке 80-240 г/т. Некоторые обогатители пробовали использовать смесь ксантата и дитиофосфата, но результаты были аналогичны использованию только ксантата. На обогатительной фабрике Макдермитт в США руда, содержащая киноварь и хлорсульфид ртути (в соотношении 7:3), обрабатывается с использованием изопропилового ксантата в качестве собирателя. На обогатительной фабрике Итомука в Японии обрабатывается руда, в которой 70% ртути составляет самородная ртуть, а 30% - киноварь, и в качестве собирателя используется амилксантат. Некоторые данные испытаний показывают, что для повышения содержания в концентрате низкосортных ртутных руд в зависимости от свойств руды можно использовать танин, квебрахо, лимонную кислоту, карбоксиметилцеллюлозу, крахмал или водное стекло в качестве депрессоров ганглиев или диспергаторов шлама; однако на практике они не нашли широкого применения. Оптимальный рН пульпы для флотации киновари составляет 6 и 7,5-7,8, однако киноварь может сохранять высокую флотационную улавливаемость в диапазоне рН 5-8,5. Поэтому большинство обогатительных фабрик не используют регуляторы рН и работают при естественном рН пульпы, который обычно составляет от 6 до 8. Для простых киноварных руд можно достичь очень хороших показателей флотации. При содержании 0,1%-0,5% Hg флотационное извлечение может достигать 90%-96%. Для более сложных руд извлечение немного ниже 90%. Содержание флотационного концентрата на разных обогатительных фабриках существенно различается: отечественные фабрики обычно производят концентрат с содержанием 10%-30% Hg, а зарубежные - с содержанием 75% Hg и 1,5% Hg. Содержание в концентрате зависит не только от содержания и сложности минералов, но и от метода плавки. Что касается оборудования, то отечественные обогатительные фабрики в основном используют мелкое и среднее дробильно-размольное оборудование и флотационные камеры с механическим перемешиванием. Некоторые обогатительные фабрики используют флотационные колонны в качестве черновой обработки, но технико-экономические результаты аналогичны результатам работы флотационных камер с механическим перемешиванием. Некоторые крупные зарубежные обогатительные фабрики используют автогенные мельницы и более крупные флотационные камеры.

(4) Комбинированное гравитационно-флотационное обогащение
Комбинированная гравитационно-флотационная схема очень распространена на обогатительных фабриках ртутных руд. В Китае подавляющее большинство продукции из вермилиона поступает с ртутных обогатительных фабрик, использующих эту комбинированную технологическую схему. На ртутных обогатительных фабриках с гравитационно-флотационной схемой хвосты, как правило, не отбрасываются на стадии гравитационного разделения. Вместо этого гравитационные хвосты (перелив) обезвоживаются, классифицируются, измельчаются, а затем обрабатываются флотацией. В противном случае это негативно скажется на общем извлечении. Для простых киноварных руд испытания и производственная практика показали, что извлечение при одиночной флотации несколько выше, чем при комбинированной гравитационно-флотационной схеме. Кроме того, капитальные вложения и эксплуатационные расходы ниже при использовании одной флотационной установки. Поэтому обогатители, использующие комбинированную гравитационно-флотационную технологическую схему, часто делают это из-за особенностей руды (например, извлечение самородной ртути) или для производства вермильона. В настоящее время в Китае существует два основных типа производственных схем с использованием комбинированного гравитационно-флотационного процесса:

• Один тип Используется многоступенчатое измельчение и многоступенчатая концентрация с помощью встряхивающего стола, с гидравлической классификацией перед встряхивающим столом. Классифицированный перелив и хвосты встряхивания обезвоживаются, классифицируются, повторно измельчаются, а затем направляются на флотацию. Эта технологическая схема подходит для руд, в которых киноварь тонко вкраплена и содержит большое количество минералов с относительно высокой плотностью, таких как пирит (например, обогатительная фабрика ртутного рудника Юлан). Ее преимущество заключается в том, что она извлекает максимально возможное количество киновари путем гравитационного разделения; исходя из содержания ртути в готовом продукте вермильона, гравитационное извлечение может достигать 40%-60% (с содержанием ртути около 0,3%-0,5% Hg). Недостатками являются высокий расход воды и электроэнергии, высокие эксплуатационные расходы и большие капитальные вложения. Кроме того, гравитационные хвосты должны быть обезвожены перед поступлением в последующие контуры повторного измельчения и флотации, и часть мелкой киновари теряется с переливной водой, что снижает общее извлечение.
• Другой тип Для грубого измельчения используется одноступенчатая стержневая мельница, а продукт (несортированный, широкого диапазона крупности) обрабатывается на встряхивающем столе высокой плотности. Эта технологическая схема подходит для руд с относительно грубым вкраплением киновари и относительно простым составом. Ее преимуществами являются простота технологической схемы, низкое потребление воды и электроэнергии, а также отсутствие этапа обезвоживания между гравитационной сепарацией и флотацией. Следовательно, он имеет низкие эксплуатационные расходы, небольшие капитальные вложения и высокое общее извлечение. Недостатком является то, что извлечение на стадии гравитационной сепарации ниже, чем у первого типа. Исходя из содержания ртути в готовом продукте вермильона, гравитационное извлечение составляет 30%-40% (с содержанием ртути около 0,2%-0,3% Hg).