способ флотационного отделения сфалерита и минералов меди от сульфидов железа

Формула изобретения

Способ флотационного отделения сфалерита и минералов меди от сульфидов железа, включающий кондиционирование минеральной суспензии в присутствии комплексообразующего собирателя и регулятора комплексообразования, введение вспенивателя и выделение сульфидных минералов цинка и меди в пенный продукт флотации, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующего реагента селективного к цинку и меди используют 1-фенил-2,3-диметил 4-диметиламинопиразолон-5, способный к образованию прочного соединения с этими металлами, а в качестве регулятора комплексообразования используют роданид аммония, либо его смесь с уксусной кислотой, либо сернокислую медь, при этом соотношение собирателя и регулятора комплексообразования составляет от 1:0,25 до 1:3.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности, к флотационному выделению сульфидных минералов, из концентратов и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных медно-цинковых пирит и пирротинсодержащих, а также полиметаллических руд.

Известен способ флотации с применением в качестве собирателя неактивированного сфалерита труднорастворимых ксантогенатов высших спиртов [Основы теории и практика применения флотационных реагентов. Дуденков С.В., Шубов Л.Я. и др. М., Недра, 1969 г. стр.273].

Недостатком указанного способа является невысокое извлечение ценного компонента в концентрат, низкий индекс селективности, высокий расход флотореагентов и высокие потери металла с отвальными хвостами.

Известен способ обогащения сульфидных руд, включающий введение модификатора поверхности сфалерита для увеличения сорбции ксантогената, введение коллектора и вспенивателя [Богданов О.С., Максимов И.И., Поднек А.К., Янис Н.А. Теория и технология флотации руд. - М., Недра. 1980. - стр.363.].

Недостатком указанного способа является следующее. В данном способе в качестве агента, модифицирующего поверхность, используют медный купорос. Отделение сфалерита от минералов железа осуществляется в сильнощелочной известковой среде, а также строго контролировать расход медного купороса, чтобы сократить непроизводительный расход ксантогената.

Известен способ флотации полиметаллических руд, включающий введение модификатора поверхности сфалерита, ксантогената и дополнительного собирателя МКОП (полученного на основе маточного раствора производства ксантогената и оксида пропилена), обладающего вспенивающей способностью [Иванова Т.А., Заславская Н.Н., Тюрникова В.И. Получение, свойства и применение нового флотационного реагента. // Металлургические технологии при переработке руд и концентратов цветных металлов: Науч. трудов Гинцветмет - М., 1993. С.119-123. А.С. № 1457232 СССР и А.С. № 1640868 СССР].

В качестве дополнительного собирателя используют реагент МКОП, полученный на основе маточного раствора производства бутилового ксантогената и оксида пропилена. Способ позволяет исключить из процесса флотации вспениватель и повысить извлечение меди и цинка. Однако для производства реагента МКОП необходимо использовать отход производства ксантогената со стабильным составом.

Наиболее близким по технической сущности, совокупности признаков и достигаемому результату можно признать способ флотации медно-цинковых сульфидных руд в сильнощелочной известковой среде включающий введение медного купороса, кондиционирования пульпы с бутиловым ксантогенатом и вспенивателем (Л.Я. Шубов, С.И. Иванков, Н.К. Щеглова Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. Книга 2, стр.165).

Данный способ имеет следующие недостатки: эффективность разделения существенно зависит от наличия примесей в разделяемых минералах, является невысокое извлечение ценного компонента в концентрат, низкий индекс селективности, высокий расход флотореагентов, высокие потери металла с отвальными хвостами.

Целью изобретения является разработка эффективного способа отделения сульфидных минералов цинка и меди от сульфидов железа из медно-цинковых или полиметаллических руд и продуктов обогащения.

Указанная цель достигается обеспечением селективного выделения ценных компонентов в концентрат при одновременном сокращении безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами в присутствии комплексообразующего реагента-собирателя селективного к цинку и меди, регулятора комплексообразования и вспенивателя.

Для достижения указанной цели используют предложенный способ флотационного отделения сфалерита и минералов меди от сульфидов железа, включающий кондиционирование измельченной пульпы с регулятором комплексообразования, собирателем, селективным к цинку и меди, и вспенивателем, и выделение цинкового концентрата в пенный продукт флотации, причем в качестве, регулятора комплексообразования используют роданид аммония, сочетание роданида аммония с уксусной кислотой или сернокислую медь. В качестве собирателя используют 1-фенил-2,3-диметил 4-диметиламинопиразолон-5. В качестве дополнительного собирателя используют БКс или любой сульфгидрильный собиратель. В предпочтительном варианте реализации используют соотношение собирателя, роданида аммония составляющее 1:0,25 до 1:3 при этом разработанный способ следует применять для пульпы с крупностью частиц (-0,1 мм).

При реализации способа используют:

- 1-фенил-2,3-диметил 4-диметиламинопиразолон-5 (АМД), полученный на основе антипирина, введением в его молекулу в положение 4 диметиламиногруппы. Исходным продуктом для синтеза антипирина используют:

- ацетоуксусный эфир и фенилгидразин;

- сернокислую медь (CuSO₄) ГОСТ 26319-84;

- роданид аммония (NH₄CNS) ГОСТ 27067-86 или роданид натрия;

- уксусную кислоту (УК) ГОСТ 18270-72;

- (сульфгидрильный) собиратель,

- бутиловый ксантогенат калия (БКс); соответствующий (ГОСТ 7927-75) либо другие сульфгидрильные собиратели.

- вспениватели: Сосновое масло ГОСТ 6792-74, или Метилизобутилкарбинол (МИБК) ТУ 6-02-891-78.

Селективность действия 1-фенил-2,3-диметил-4-диметиламинопиразолона-5, в щелочной среде основана на способности к образованию трудно растворимого комплексного соединения с цинком Zn (C₁₃ H₁₇ON₃)₂(NCS)₂ или соединения с медью на поверхности сульфидных минералов и одновременной способностью 4-диметиламино-1,5-диметил-2-фенилпиразол-3-она окисляться ионами железа (3+) с образованием на поверхности пирита гидрофильного продукта окисления - 2-(2-ацетил-2-метил-1-фенилгидразинил)-N,N-диметил-2-оксацетамида.

Введение регуляторов комплексообразования роданид-ионов, сочетания роданид-ионов с уксусной кислотой или сернокислой меди приводит к образованию более устойчивых комплексных соединений АМД (1-фенил-2,3-диметил 4-диметиламинопиразолона-5), с цинком и более сильной гидрофобизации поверхности сфалерита. Введение сернокислой меди перед собирателем приводит к одновременному образованию комплексов 1-фенил-2,3-диметил-4-диметиламинопиразолона-5 с цинком и медью на поверхности сфалерита.

Для осуществления флотационного разделения сфалеририта и пирита в лабораторных условиях используют лабораторную механическую флотомашину, в промышленных условиях может быть использована флотомашина любого типа.

Для подтверждения эффективности разработанного способа было проведено сравнение его со способом, выбранным в качестве прототипа.

Эксперименты проводили на выше указанном лабораторном оборудовании с использованием в качестве вспенивателя метилизобутилкарбинола, используемые минералы были измельчены до (-0,08+0,044 мм).

Необходимую крупность получают истиранием минералов в фарфоровой мельнице и рассеиванием на классы на ситах.

1. По способу - прототипу (опыт 1 в таблице). Навеску измельченного минерала пирита или сфалерита (1 грамм) помещали во флотационную камеру, заливали водным раствором pH 10,5 (СаО); вводили CuSO₄ 400 г/т, затем кондиционировали пульпу с собирателем БКс 100 (г/т), подавали вспениватель МИБК, перемешивали 0,5 мин., затем флотировали в течение 5-и минут.

2. По разработанному способу (опыты 2-5 в таблице) Навеску измельченного минерала пирита или сфалерита (1 грамм) помещали во флотационную камеру, заливали водой pH 10,5 (СаО), вводили собиратель АМД 50, 100, 300 и 500 (г/т) и кондиционировали пульпу с собирателем 1 мин, подавали вспениватель МИБК, перемешивали 0,5 мин., затем флотировали в течение 5 минут.

3. По разработанному способу (опыты 6 в таблице), но перед подачей собирателя АМД (100 г/т) вводили регулятор СuSO₄ 400 г/т.

4. По разработанному способу (опыты 7-10 в таблице), но одновременно с собирателем АМД (100 г/т) вводили регуляторы комплексообразования роданид аммония NH₄SCN и уксусную кислоту (УК) при мольном отношении АМД: NH₄SCN: УК от 1:2:2 до 2:0,5:0

5. По разработанному способу (опыт 11 в таблице), но одновременно с собирателем АМД (100 г/т) вводили регуляторы комплексообразования роданид аммония NH₄SCN и уксусную кислоту (УК) при мольном отношении АМД: NH₄SCN: УК 1:1:1 и при добавлении собирателя БКс 10 г/т.

Анализ данных таблицы показывает, что наилучшими условиями разделения пирита и сфалерита по предлагаемому способу являются условия опыта 11 и опыт 6. В отсутствии регулятора комплексообразования (опыт 7-9) извлечение сфалерита при расходах АМД 50-500 г/т не превышает 41%, при извлечении пирита <3%. Разработанный способ позволяет обеспечить разницу в извлечении минералов пирита и сфалерита на 2,5-13% по сравнению со способом - прототипом.