способ флотации пентландита из пирротинсодержащих продуктов
Классы МПК: | B03D1/02 способы пенной флотации |
Автор(ы): | Храмцова И.Н. (RU), Баскаев П.М. (RU), Кайтмазов Н.Г. (RU), Захаров Б.А. (RU), Волянский И.В. (RU), Тинаев Т.Р. (RU), Цымбал А.С. (RU), Котенев Д.В. (RU), Амирова Е.В. (RU), Погосянц Г.Р. (RU), Иванов В.А. (RU) |
Патентообладатель(и): | ОАО "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2003-11-11 публикация патента:
20.07.2005 |
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению пентландита и ассоциированных с ним минералов цветных и благородных металлов из пирротинсодержащего сырья, и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных медно-никелевых руд и промпродуктов. Позволяет селективно выделить пентландит в никелевый и пирротиновый концентраты при одновременном повышении его извлечения и сокращения безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами при значительно меньшем расходе собирателя. Способ включает коллективную никель-пирротиновую флотацию в присутствии органической серосодержащей добавки (ДП-4) и собирателей: дитиокарбамата, ксантогената и дитиофосфата, последующее селективное выделение пентландита и пирротина в целевые концентраты в присутствии дитиокарбамата и собирателя. В качестве собирателя в цикле пирротиновой флотации используют смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан при ее массовом соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:(0,23-0,45). В цикле контрольной никель-пирротиновой флотации используют смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан при ее оптимальном соотношении с ионами ксантогената, равном 1:(0,8-2,1). 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Формула изобретения
1. Способ флотации пентландита из пирротинсодержащих продуктов, включающий коллективную флотацию пентландита и пирротина с их последующим выделением в целевые концентраты последовательно в циклах никелевой и пирротиновой флотациях в присутствии дитиокарбамата и бутилового ксантогената, отличающийся тем, что в цикл пирротиновой флотации дополнительно вводят смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан при ее массовом соотношении с ионами ксантогената, равном 1:(0,23÷0,45).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан, используют и в контрольной никель-пирротиновой флотации при ее массовом соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:(0,8÷2,1).
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению пентландита и ассоциированных с ним минералов цветных и благородных металлов из пирротинсодержащего сырья, и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных медно-никелевых руд и промпродуктов.
Известен способ обогащения пирротинсодержащих медно-никелевых руд, включающий постадиальное выделение пентландита из камерного пирротинсодержащего промпродукта, представляющего собой хвосты цикла медной флотации, который обрабатывают в известковой среде (рН=10,5 ед.) щелочной солью дитиокарбаминовой кислоты (карбаматом МН), кондиционируют с бутиловым ксантогенатом и гексиловым спиртом, после чего проводят две стадии селективной флотации (Патент 2108168 РФ, МКИ В 03 D 1/02). При этом получают два пенных пентландитсодержащих продукта - никелевый и пирротиновый концентраты.
Недостатком способа является образование во флотационной пульпе большого количества шламов, представленных тонкими частицами халькопирита и пентландита, которые, не эффективно извлекаясь в концентраты, теряются с отвальными продуктами (Абрамов А.А. Технология обогащения окисленных и смешанных руд цветных металлов. М.: Недра, 1986, с.23-30). Данный факт обусловлен “глубоким” измельчением руды перед обогащением до содержания в пульпе класса менее 0,045 мм - 80-83%.
Кроме того, присутствие шламов ухудшает селективность процесса, резко увеличивается расход собирателя, поглощаемого тонкими частицами минералов, а также приводит к гидратации крупных частиц за счет коагуляционного налипания шламов на их поверхность (Плаксин И.Н., Барский Л.А., Ангелова С.М. Флокуляция и флотация фосфоритных шламов на концентрате-носителе. - В кн.: Исследования действия флотационных реагентов. - М.: Наука, 1968, с.70-78).
Другим недостатком известного способа является не оптимально подобранный реагентный режим. Пентландит и пирротин в ряду флотационной активности стоят рядом, поэтому использование только одного бутилового ксантогената, являющегося неселективным собирателем, приводит к снижению извлечения ценных компонентов в никелевый и пирротиновый концентраты и нарушению селекции разделения данных минералов.
Наиболее близкими по совокупности признаков и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ обогащения сульфидных медно-никелевых руд, включающий коллективную флотацию сульфидных минералов из камерного пирротинсодержащего материала, которая осуществляется в слабощелочной среде (рН=8,5-9,5 ед.) в присутствии органической серосодержащей добавки (ДП-4) и собирателей:
дитиокарбамата, ксантогената и дитиофосфата. Последующее селективное выделение пентландита и пирротина в целевые концентраты осуществляется в щелочной среде (рН=10,3-10,5 ед.) после обработки пульпы дитиокарбаматом, играющим в данной операции роль депрессора малоникелистого пирротина. В результате чего получают никелевый концентрат и пирротинсодержащий продукт, из которого при подаче ксантогената и дитиокарбамата выделяют готовый пирротиновый концентрат и бедный пирротиновый продукт, который после объединения с породными хвостами (общие хвосты) подлежит складированию (И.Н.Храмцова, А.А.Яценко, П.М.Баскаев, Н.Г.Кайтмазов, И.В.Волянский, В.В.Гоготина // Цветные металлы. - 2001. - №6. - С. 39-40) - прототип.
Снижение тонины помола в “голове” процесса до содержания контрольного класса крупности менее 0,045 мм - 55-70% позволяет исключить переошламование сульфидов и сократить их потерю с хвостами, что обеспечивает повышение сквозного извлечения никеля в готовые никелевый концентрат и пирротиновый концентраты.
Недостатком известного способа является недостаточно высокие качественно-количественные показатели, которые обусловлены неоптимальным сочетанием собирателей, их высоким расходом.
Задача, решаемая изобретением, заключается в селективном выделении пентландита в никелевый и пирротиновый концентраты при одновременном повышении его извлечения и сокращении безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами при использовании в качестве дополнительного собирателя - смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан. Авторское название используемого собирателя - реагент “Насфрос-704”.
Реагент “Насфрос-704” представляет собой нерастворимую в воде, вязкую жидкость со специфическим запахом, относится к малотоксичным, невзрывоопасным веществам. Повышенные собирательные свойства реагента объясняются наличием в нем сочетания полигликоль алкилового эфира, диалкилдитиофосфата и 1-(этилтио)октана. “Насфрос-704” в отличие от стандартных сульфгидрильных коллекторов является более селективным собирателем по отношению к сульфидным железным минералам типа пирит, арсенопирит, пирротин и т.д.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе флотации пентландита из пирротинсодержащего промпродукта, включающем коллективную флотацию пентландита и пирротина с их последующим выделением в целевые концентраты последовательно в циклах никелевой и пирротиновой флотациях в присутствии дитиокарбамата и бутилового ксантогената, отличающемся тем, что в цикл пирротиновой флотации дополнительно вводят смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан при ее массовом соотношении с ионами ксантогената, равном 1:(0,23-0,45).
Другим отличием способа является то, что смесь, содержащую полигликоль алкиловый эфир, диалкилдитиофосфат и 1-(этилтио)октан, используют и в цикле контрольной никель-пирротиновой флотации при ее соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:(0,8-2,1).
Экспериментально доказано, что предлагаемый способ позволяет получить высококачественный пирротиновый концентрат с повышением извлечения никеля в него по сравнению со способом - прототипом при снижении расхода собирателя “Насфрос-704” относительно бутилового ксантогената в 3,5 раза.
Кроме того, использование реагента “Насфрос-704” в присутствии бутилового ксантогената в жидкой фазе, как более сильного собирателя, позволяет существенно улучшить флотацию свободных зерен пентландита и сростков (пирротин+пентландит) с преимущественным преобладанием последнего в них, и тем самым достичь более высоких показателей качества концентрата и извлечения в него пентландита.
Применение реагентов с различной собирательной способностью обеспечивает более жесткую конкуренцию пентландита и пирротина и создает благоприятные условия для селективного разделения данных минералов.
Кроме того, использование сочетания сульфгидрильных собирателей: дитиокарбамата, ксантогената, дитиофосфата, который также входит в состав реагента “Насфрос-704”, приводит к образованию на поверхности минералов смешанных разнолигандных дисульфидов, являющихся более эффективными, чем обычные диксантогениды (Соложенкин П.М., Копиця Н.И. и др. К вопросу о взаимодействии флотационных реагентов в процессе флотации сульфидных минералов. В кн.: "Современное состояние и перспективы развития теории флотации". М.: Наука, 1979, с.94-106). При этом увеличивается скорость флотации, повышается извлечение минералов в пенный продукт с одновременным снижением расхода реагентов.
Повышение флотоактивности пентландита, по-видимому, также обусловлено частичной аполярностью реагента “Насфрос-704”, что позволяет ему избирательно закрепляться на поверхности минерала в присутствии ксантогената (Шубов Л.Я., Кузькин А.С., Лившиц А.К. Теоретические основы и практика применения аполярных масел при флотации. М.: Недра, 1969, с.6-26).
Результатами лабораторных исследований показано, что подача собирателя “Насфрос-704” в цикл контрольной никель-пирротиновой флотации в присутствии ионов сульфгидрильного собирателя (ксантогената) позволяет получить качественный никелевый концентрат с более высоким извлечением в него никеля по сравнению с прототипом. При этом предлагаемый способ позволяет сократить удельный расход реагента “Насфрос-704” в данную операцию по сравнению с ксантогенатом в 3,5 раза.
Массовое соотношение реагента “Насфрос-704” и ксантогенат-ионов во флотационной пульпе является одним из основных факторов, определяющим технологические показатели флотации. Экспериментально установлено, что оптимальный диапазон соотношения данных реагентов находится в следующих пределах: для пирротинового цикла - с 1:0,23 до 1:0,45 и контрольной никель-пирротиновой флотации - с 1:0,8 до 1:2,1.
За пределами данных диапазонов применяемых реагентов результаты пирротиновой флотации резко снижаются. Так, при соотношении реагентов выше верхнего предела ухудшается качество пирротинового концентрата, так как в нем увеличивается количество малоникелистого пирротина, который является для него загрязняющей примесью. При соотношении реагентов ниже нижнего предела резко снижается извлечение никеля в концентрат.
Данная тенденция сохраняется в случае применения реагента “Насфрос-704” в присутствии бутилового ксантогената в контрольной никель-пирротиновой флотации.
Сведения об использовании предлагаемого технического решения при флотации пентландита из пирротинсодержащих материалов при изучении научно-технической и патентной литературы не выявлены, что свидетельствует о соответствии заявляемого способа критерию “Изобретательский уровень”.
Способ осуществляют следующим образом:
Исходный пентландит-пирротиновый материал (хвосты медной флотации) поступает в цикл коллективной флотации для выделения всех сульфидных минералов в пенный продукт (коллективный концентрат) с максимально возможной “отбивкой” породных компонентов в виде отвальных хвостов. Коллективную флотацию проводят при подаче ДП-4 - 20 г/т и собирателей: дитиокарбамата - 100 г/т, ксантогената - 160 г/т и дитиофосфата - 30 г/т. Контрольную никель-пирротиновую флотацию проводят с использованием реагента “Насфрос-704” в присутствии остаточной концентрации ксантогената в жидкой фазе пульпы при их массовом соотношении, равном 1:(0,8-0,21). Выделенный коллективный концентрат для депрессии пирротинсульфидов кондиционируют в известковой среде (рН=10,3-10,5) и в присутствии дитиокарбамата - 500 г/т флотируют пентландит, в результате чего получают селективный никелевый концентрат, в котором, в основном, аккумулируются зерна свободного пентландита, и пирротинсодержащий продукт, поступающий в цикл пирротиновой флотации. Выделение пентландита в готовый пирротиновый концентрат проводят после обработки пульпы дитиокарбаматом - 50 г/т в присутствии собирателя “Насфрос-704” при его массовом соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:(0,23-0,45), бедный пирротиновый продукт, получаемый при этом, является отвальным и подлежит складированию.
В каждой из стадий выделения пентландита первичный черновой концентрат может подвергаться перефлотации (перечистке) с постепенным повышением содержания никеля до необходимого уровня. При этом камерные и промежуточные продукты (промпродукты), получаемые в каждой операции, перерабатываются либо по замкнутой схеме (с возвратом в начало предыдущей операции), либо отдельно (открытая схема).
Селективный никелевый концентрат направляют на пиррометаллургический передел, пирротиновый - перерабатывают по автоклавно-гидрометаллургической технологии.
В зависимости от особенностей флотации подача реагентов может быть сосредоточенной или дробной.
Продукты флотации подвергаются объемным и весовым измерениям, опробуются и анализируются. По результатам анализов и измерений рассчитывают материальный баланс процесса обогащения.
Предлагаемый способ описан в конкретных примерах и его результат приведен в таблице.
Пример 1 (опыт 1 таблицы) - реализация способа-прототипа.
Исходный пирротинсодержащий материал поступал в цикл коллективной флотации, которую проводили при подаче ДП-4 - 20 г/т и собирателей: дитиокарбамата - 100 г/т, ксантогената - 190 г/т и дитиофосфата - 30 г/т. Выделенный коллективный концентрат подвергали предварительной щелочной обработке (рН=10,3-10,5) для депрессии пирротинсульфидов и проводили флотацию пентландита в присутствии дитиокарбамата - 500 г/т, в результате чего получили селективный никелевый концентрат и пирротинсодержащий продукт, из которого при подаче дитиокарбамата - 50 г/т и бутилового ксантогената - 35 г/т выделили готовый пирротиновый концентрат и бедный пирротиновый продукт, который является отвальным.
Эффективность режима флотации оценивали по химическому составу получаемых продуктов, уровню извлечения цветных металлов в никелевый и пирротиновый концентраты, безвозвратным потерям ценных компонентов с отвальными хвостами обогащения.
Результаты опыта приведены в таблице.
Извлечение никеля и меди в никелевый концентрат составило 77,73% и 83,73%, в пирротиновый - 6,73% и 6,56%, при содержании металлов соответственно - 9,01% и 3,20%, 1,96% и 0,63%. Общие хвосты флотации содержали: никеля - 0,63% и меди - 0,13%, при этом потери ценных компонентов составили: никеля - 15,54%, меди - 9,71%.
Пример 2 (опыт 2 таблицы) - предлагаемый способ.
Состав исходного питания такой же, как и в примере 1.
Пульпа исходного пентландит-пирротинового материала поступала на коллективную флотацию, которая проводилась в присутствии ДП-4 - 20 г/т и собирателей: дитиокарбамата - 100 г/т, ксантогената - 190 г/т и дитиофосфата - 30 г/т. Коллективный концентрат обрабатывался в известковой среде (рН=10,3-10,5) дитиокарбаматом - 500 г/т, в результате чего выделили селективный никелевый концентрат, содержащий основную массу свободных зерен пентландита и камерный пирротинсодержащий продукт. Последующее выделение пентландита в пирротиновый концентрат осуществлялось в присутствии дитиокарбамата - 50 г/т, реагента “Насфрос-704” - 10 г/т, при его массовом соотношении с ксантогенат-ионами, равном 1:0,3.
Выбранный реагентный режим обеспечил получение пирротинового концентрата с содержанием никеля - 2,09% и меди - 0,67%, извлечение металлов в пирротиновый концентрат выше, чем в прототипе: никеля - 7,63%, меди - 7,36%. Потери ценных компонентов с общими хвостами снизились: никеля - с 15,54% до 14,52%, меди - с 9,71% до 8,78%.
Пример 3 (опыт 5 таблицы) - предлагаемый способ.
Исходное питание, схема и условия обогащения пирротинсодержащего продукта такие же, как в примере 2. Отличие состоит в том, что в коллективную флотацию подавали ксантогенат - 160 г/т, контрольную никель-пирротиновую флотацию проводили с использованием реагента “Насфрос-704” - 10,5 г/т, при его оптимальном соотношении с ионами ксантогената, равном 1:1,43. Коллективный никель-пирротиновый концентрат обрабатывали известью (рН=10,3-10,5) для депрессии пирротинсульфидов и проводили флотацию пентландита в присутствии дитиокарбамата - 500 г/т, в результате чего получили селективный никелевый концентрат и пирротинсодержащий продукт, из которого при подаче дитиокарбамата - 50 г/т и бутилового ксантогената - 35 г/т, выделили готовый пирротиновый концентрат и бедный пирротиновый продукт, который является отвальным.
При этом получен готовый никелевый концентрат с извлечением никеля - 78,64% и меди - 84,79%, содержащий: никеля - 9,11 и меди - 3,25%. Извлечение цветных металлов в общие хвосты составило: никеля - 14,57% и меди - 8,76%.
Пример 4 (опыт 8 таблицы) - предлагаемый способ.
Исходное питание, схема и условия обогащения пирротинсодержащего продукта такие же, как в примере 2. Отличие состоит в том, что в коллективную флотацию подавали ксантогенат - 160 г/т, контрольную никель-пирротиновую флотацию проводили с использованием реагента “Насфрос-704” в присутствии ксантогенат-ионов при их оптимальном соотношении, равном 1:1,43. Выделенный коллективный никель-пирротиновый концентрат обрабатывали дитиокарбаматом - 500 г/т в известковой среде (рН=10,3-10,5) и проводили флотацию пентландита, в результате чего получили селективный никелевый концентрат и пирротинсодержащий продукт, из которого после обработки дитиокарбаматом - 50 г/т в присутствии реагента “Насфрос-704” при его массовом соотношении с ионами ксантогената, равном 1:0,3, выделили пентландит в готовый пирротиновый концентрат. Таким образом, расход реагента “Насфрос-704” в контрольную никель-пирротиновую флотацию составил 10,5 г/т, пирротиновую - 10 г/т.
Выбранный реагентный режим обеспечил получение высококачественного никелевого концентрата, содержащего: никеля - 9,11% и меди - 3,30%, с извлечением цветных металлов выше, чем в прототипе: никеля - 78,66% и меди - 84,87%. При этом качество пирротинового концентрата улучшилось. Потери ценных компонентов с общими хвостами сократились: по никелю - с 15,54% до 13,82%, по меди - с 9,71% до 7,91%.
В таблице приведены примеры, отличающиеся соотношением реагента “Насфрос-704” и ксантогенат-ионов.
Экспериментально доказано (опыты 2, 5 и 8), что предлагаемый способ обеспечивает более высокое извлечение пентландита и пирротина в целевые концентраты, чем в способе-прототипе, при одновременном повышении их качества.
Сопоставление результатов показало, что использование предлагаемого способа для обогащения пирротиносодержащего сырья по сравнению с прототипом позволяет при оптимальном соотношении применяемых реагентов (опыты 2, 5 и 8) повысить извлечение в никелевый и пирротиновый концентраты: никеля - на 0,93%, меди - 1,14% и 0,79-0,9%, 0,66-0,8%, соответственно. Одновременно сократились потери цветных металлов с общими хвостами: никеля - на 0,97-1,72% и меди - на 0,95-1,80%.
Класс B03D1/02 способы пенной флотации