Техническая область: Настоящее изобретение относится к способу обогащения руды, в частности к способу обогащения бериллитовой руды.

Фоновое изображение: Берилл — это силикатный минерал, который в основном добывается на пегматитовых месторождениях и используется преимущественно для производства редкого металла бериллия и его соединений. Бериллий и его соединения являются важным сырьем для многих отраслей народного хозяйства. Например, бериллиево-медные сплавы обладают такими преимуществами, как высокая твёрдость, высокая прочность и хорошая теплопроводность, и являются важными материалами для электронной, электротехнической и автомобильной промышленности; оксид бериллия обладает хорошей теплопроводностью и низкой электропроводностью, что делает его пригодным для изготовления радиаторов и электрических изоляторов, используемых в производстве микропроцессоров, радиолокационных и транзисторных устройств; металлический бериллий обладает такими преимуществами, как высокая температура плавления, низкая плотность, высокая удельная прочность, устойчивость к окислению при комнатной температуре, низкий коэффициент расширения, хорошая стабильность размеров и т. д., и широко используется в качестве конструкционного материала в аэрокосмической промышленности, в качестве экранирующего материала в ядерных реакторах, а также для изготовления источников нейтронов, благодаря чему он стал важным “космическим металлом”. Существующие методы обогащения берилла в основном представляют собой кислотные или щелочные процессы, в которых для разделения в основном используются сильные кислоты или сильные щелочи, а в ходе процесса обогащения даже требуется нагрев, промывка водой и обезвоживание, а также предварительное удаление магнитных минералов и легко всплывающих минералов. Эти методы не только характеризуются сложными технологическими процессами, длинными технологическими схемами, большими инвестициями в оборудование, высоким энергопотреблением и низкой экономической эффективностью; кроме того, сильные кислоты или сильные щелочи вызывают значительную коррозию оборудования, что напрямую влияет на срок его службы и увеличивает эксплуатационные расходы. Что ещё более серьёзно, сильные кислоты или сильные щелочи также приводят к значительному загрязнению окружающей среды. Кроме того, в современном обществе, где минеральные ресурсы становятся всё более дефицитными, вопрос о том, как полноценно и эффективно использовать низкосортные руды или хвосты, также является важной темой исследований. Поэтому необходимо совершенствовать существующие технологии, чтобы они соответствовали требованиям промышленного производства и экологических норм.

Краткое описание изобретения: Целью настоящего изобретения является устранение недостатков известных решений и предложение способа, который отличается простотой технологического процесса, лаконичной технологической схемой, отсутствием загрязнения окружающей среды, низкими эксплуатационными затратами, высоким выходом продукта и позволяет получать бериллиевый концентрат из бедных руд или хвостов.

Настоящее изобретение позволяет достичь указанной цели благодаря следующим техническим решениям: оно включает гравитационную концентрацию хвостов или бедных руд и флотацию флюорита, причем его особенностью является добавление к руде следующих компонентов:

Карбонат натрия 300–800 г/т, сборщик 400–1300 г/т,

силикат натрия 200–1200 г/т, гидроксид натрия 50–300 г/т, сульфат алюминия 250–1000 г/т, соль железа 100–600 г/т, пенообразователь 10–30 г/т и катионный сборщик 50–200 г/т. После флотации флюорита проводится обратная флотация берилла для получения концентрата оксида бериллия.

Конкретные этапы процесса, описанного в настоящем изобретении, заключаются в следующем:

1. Гравитационная обогащение хвостов осуществляется с использованием традиционных методов, в результате чего получается концентрат вольфрама;
2. В оставшиеся хвосты для флотации флюорита добавляются следующие компоненты:
   • Карбонат натрия: 300–800 г/т,
   • Силикат натрия: 200–1200 г/т,
   • Сульфат алюминия: 250–1000 г/т,
   • Содержание: 300–1000 г/т,
   • pH доводится до значения 7,5–9,5. Затем отделенные примеси подвергаются переработке с помощью традиционных методов для получения концентрата флюорита;
3. В оставшиеся хвосты для извлечения флюорита добавляются следующие компоненты:
   • Содержание: 100–300 г/т,
   • Вспениватель: 20–30 г/т,
     Отделенные примеси направляются в флотационную схему по извлечению флюорита для получения флюоритового концентрата;
4. В оставшиеся хвосты для грубой очистки берилла (обратной флотации берилла) добавляются следующие компоненты:
   • Гидроксид натрия: 50–300 г/т,
   • Соль железа: 100–600 г/т,
   • Катионный коллектор: 50–200 г/т,
   • Вспениватель: 10–20 г/т,
   • pH доводится до значения 7,5–9. После завершения одного этапа выщелачивания отделенных примесей примеси из пены отбрасываются в виде хвостов, а концентрат выщелачивателя возвращается на этап грубого обогащения берилла;
5. В оставшиеся хвосты для очистки берилла (обратная флотация берилла) добавляются следующие компоненты:
   • Катионный коллектор: 20–60 г/т,
   • Вспениватель: 5–10 г/т,
     Получается концентрат оксида бериллия, а отходы очистки возвращаются на этап грубой переработки берилла.

В технологическом способе, описанном в настоящем изобретении, в качестве коллектора используется окисленное парафиновое мыло или олеиновая кислота. В качестве пенообразователя используется сосновое масло. В качестве соли железа используется хлорид железа(III), сульфат железа(III) или сульфат железа(II). Катионным коллектором является первичный амин, вторичный амин или эфирный диамин, содержащий 10–18 атомов углерода.

По сравнению с известными решениями настоящее изобретение обладает следующими преимуществами и положительными эффектами:

1. Он не требует обезвоживания, нагрева, промывки руды, а также отделения магнитных и легкоплавающих минералов. Концентрат оксида бериллия относительно высокой чистоты можно получить всего за один этап грубой обогащения, один этап очистки и один этап дообогащения. Процесс прост, технологическая схема лаконична, а капиталовложения в оборудование невелики.
2. Весь процесс требует лишь добавления небольших количеств щелочи, солей, собирателей и вспенивателей для получения концентрата оксида бериллия за один проход. Слабощелочные реагенты не вызывают коррозию оборудования. Качество сбрасываемых сточных вод после очистки значительно превосходит национальные стандарты, а в процессе производства не образуются токсичные или вредные газы, что исключает загрязнение окружающей среды.
3. Одна производственная линия позволяет одновременно производить концентраты вольфрама, бериллия и флюорита, обеспечивая высокую загрузку оборудования, высокое качество продукции и общий коэффициент извлечения 60–80%, что приносит значительную экономическую выгоду.

Таким образом, настоящее изобретение представляет собой новый прорыв в области флотации берилла из пегматитовых месторождений, что позволяет принципиально решить многие проблемы, возникающие при практической добыче и использовании таких месторождений, а также обеспечить полное и эффективное освоение ценных минеральных ресурсов.

На рисунке 1 представлена технологическая схема настоящего изобретения.

Далее ниже приводится более подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на конкретные варианты его реализации.

Пример 1

В качестве сырья были выбраны отходы, выработанные на вольфрамовом руднике Хутяося в уезде Чжундянь провинции Юньнань (Китай). Химический состав хвостов был следующим: WO₃ > 0,73%, BeO > 1,3%, CaF₂ > 42,4%, Al₂O₃ 2,4%, CaO 4,6%, пустая порода, содержащая кварц 43,42%, слюду 2%, кальцит 8,2%, органическое вещество 3,5%, пирит 15%, а также следовые количества других минералов. Конкретные этапы процесса были следующими:

1. Гравитационная обогащение хвостов проводилось с использованием традиционных методов, в результате чего был получен концентрат вольфрама.
2. В оставшиеся хвосты для флотации флюорита были добавлены следующие компоненты:
   • Карбонат натрия: 400 г/т,
   • Силикат натрия: 500 г/т,
   • Сульфат алюминия: 300 г/т,
   • Окисленное парафиновое мыло: 600 г/т,
     pH довели до значения 7,5–9,5. Затем выделенные примеси подвергали обработке с помощью традиционных методов для получения концентрата флюорита.
3. В оставшиеся хвосты для извлечения флюорита были добавлены следующие компоненты:
   • Окисленное парафиновое мыло: 200 г/т,
   • Сосновое масло: 30 г/т,
     Выделенные примеси были направлены на флотационную схему по извлечению флюорита для получения флюоритового концентрата.
4. В оставшиеся хвосты были добавлены следующие компоненты для грубой обогатительной обработки берилла (обратная флотация берилла):
   • Гидроксид натрия: 100 г/т,
   • Хлорид железа(III): 500 г/т,
   • Октадециламин: 160 г/т,
   • Сосновое масло: 20 г/т,
     pH был доведен до 7,5–9. После одной стадии выщелачивания отделенных примесей примеси из пены были отправлены в отвалы, а концентрат выщелачивателя был возвращен на стадию грубого обогащения берилла.
5. В оставшиеся хвосты были добавлены следующие компоненты для очистки берилла (обратная флотация берилла):
   • Октадециламин: 60 г/т,
   • Сосновое масло: 10 г/т,
     Был получен концентрат оксида бериллия, а отходы очистки были возвращены на этап грубой переработки берилла.

Октадециламином, использованным на этапах 4 и 5, был первичный амин, содержащий 18 атомов углерода.

Содержание и коэффициенты извлечения полученных концентратов оксида бериллия, вольфрама и флюорита были следующими:

В приведенной ниже таблице указаны дозировки реагентов для каждого этапа в примерах 2, 3 и 4. Этапы процесса и методы были такими же, как в примере 1. Пример 2 отражает дозировки реагентов, использованные в испытании по увеличению масштаба, в ходе которого было переработано в общей сложности 500 тонн вольфрамовых хвостов, что позволило получить следующие показатели:

Дозировки реагентов для примеров 2, 3 и 4 (г/т):