способ обогащения апатит-штаффелитовой руды

Формула изобретения

Способ получения методом флотации апатит-штаффелитового (фракалитового) концентрата, включающий обесшламливание - отмывку, измельчение, выделение магнитной сепарацией магнетитового концентрата и флотацию жирнокислотным собирателем с получением фосфатного концентрата, отличающийся тем, что перед флотацией в операцию сгущения подают анионный флокулянт на основе полиакриламида, имеющий формулу

избирательно коагулирующий и способствующий осаждению тонких размером менее 50 микрон частиц апатита и штаффелита, с целью их дальнейшего доизвлечения в процессе флотации используют реагент модификатор Неонол, выделяя флотацией селективно апатит и штаффелит в пенный продукт, тем самым повышая извлечение Р ₂O₅ в фосфатный концентрат из руды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении апатит-штаффелитовых руд.

Известен способ обогащения апатит-штаффелитовых руд (АШР) Ковдорского месторождения [1] с различным исходным вещественным составом. Авторы рассмотрели два варианта технологической схемы обогащения: флотационно-магнитную и магнитно-флотационную. Предпочтение отдается флотационно-магнитной схеме, которая включала измельчение исходной руды до 60.0% класса -0.074 мм, мокрую магнитную сепарацию с получением железного концентрата и флотацию фосфатного концентрата (основная, 2 контрольные и 4 перечистные операции). В качестве реагентов применялись: регулятор среды - сода, депрессор - жидкое стекло, собиратель - омыленное дистиллированное таловое масло (МДТМ) с добавлением оксиэтилированного алкилфенола (ОП-4). Лабораторные исследования показали, что из проб с содержанием Р ₂O₅ 32.62%, 14.82% и 21.87% возможно получение фосфатных концентратов с содержанием соответственно Р₂О₅ 38.5%, 36.5%, 34.5% при извлечении 79.4%, 65.3%, 61.7%.

Известен также способ обогащения некоторых разновидностей апатит-франколитовых руд [2] с получением магнетитового концентрата с содержанием Fe 66.0% и фосфоритового концентрата с содержанием P ₂O₅ 34.0-38.0%. В качестве реагента-регулятора использовалось жидкое стекло. Применение соды не дало положительных результатов. Испытаны собиратели: техническая жирная кислота (ТЖК), мыло дистиллированного и сырого таллового масла (МДТМ и МСТМ), финский реагент «отанол» (61% жирных кислот), кубовые остатки производства жирных кислот (ВЖС), а также добавка к собирателю - реагент-регулятор ОП-4 и кубовые остатки производства высокомолекулярных спиртов из метиловых эфиров (КОС). Были проведены также полупромышленные испытания магнитно-флотационной схемы обогащения производительностью 0.4 т/ч с исходным содержанием P₂O ₅ 15.0% и Fe 7.0%. На опытной установке с использованием оборотной воды получен фосфатный концентрат, содержащий в среднем 35.0% P₂O₅ при извлечении 64-68%.

Задача изобретения - более полное выделение (повышение извлечения) апатита и штаффелита из апатит-штаффелитовых руд за счет подготовки при сгущении предварительно выделенных классификацией шламов и далее их совместной флотацией с обесшламленной пульпой. Шламы, выделенные классификацией, подготавливают к флотации, обрабатывая в операции сгущения анионным флокулянтом - сополимером акриламида с возрастающими долями акрилата. Флокулянт избирательно коагулирует и способствует быстрому осаждению тонких частиц (менее 50 микрон) апатита и штаффелита. Далее шламы совместно флотируют с обесшламленной пульпой с использованием сочетания реагента собирателя (жирных кислот таловых масел) и модификаторов: Неонол марки АФ - 9-10 полиэтиленгликолевого эфира алкилфенолов формулой С₉Н₁₉С ₆Н₄O(С₂Н ₄O)₁₀Н и Кемира М-246 оксиэтилированного паранилфенола формулой

Сущность изобретения заключается в следующем. Апатит-штаффелитовую руду (P₂O₅ 16.0-17.0% и Fe 7.0-8.0%) промывают (фиг.1), при этом выводят из процесса первичные глинистые шламы (P₂O ₅ 13.0-14.0%). Потери Р₂O ₅ в операции обесшламливания составляют в среднем 9.0-10.0%. Далее руду измельчают в шаровой мельнице и измельченный материал направляют на двухстадиальную магнитную сепарацию. В магнитную фракцию выделяют магнетитовый концентрат с содержанием Fe 65.0-66.0%. Потери с железным концентратом Р₂O ₅ составляют 0.2-0.4%. Немагнитная фракция содержит 65.0-67.0% класса - 0.071 мм, при содержании твердого 10.0%. Немагнитную фракцию направляют на классификацию с целью выделения вторичных шламов. Шламы 95.0-99.0% класса -0.050 мм сгущают до необходимой плотности 35.0-40.0% твердого. С целью снижения потерь апатита и штаффелита с тонким материалом в операции сгущения, а также избирательной коагуляции апатита и штаффелита использовался анионнный флокулянт. Реагент подавался в радиальный сгуститель в количестве 10-15 г/т. При этом содержание твердого в сливе радиального сгустителя в количестве 10-15 г/т. При этом содержание твердого в сливе сгустителя снизилось до величины менее 0.5%, и в то же время в песках сгустителя содержание твердого составило 20.0-30.0%. Далее пески классификации (обесшламленная пульпа) и сгущенные шламы объединяют и направляют на флотацию.

Таблица 1 Гранулометрический состав «вторичных» шламов
Класс крупности, мм	Выход, %	Содержание Р2O5, %	Распределение Р2 O5,%
+0.05	4.9	18.07	3.7
-0.05+0.032	6.0	9.61	2.4
-0.032+0.028	3.7	12.37	1.9
-0.028	85.4	25.75	92.0
Итого	100.0	23.91	100.0

Сравнительные лабораторные флотационные опыты (таблица 2) в открытом цикле показали преимущество технологической схемы с совместной флотацией подготовленных анионным флокулянтом шламов и песков классификации относительно флотации без шламов. Извлечение при этом P ₂O₅ в фосфатный концентрат составило 75.0%.

Результаты лабораторных исследований (фиг.2) по изучению влияния флокулянта на степень осаждения пульпы (питание флотации опытной фабрики КГОКа) подтверждают значительное увеличение скорости осаждения твердого при добавлении анионного флокулянта.

Флокулянт имеет общую формулу

Таблица 2 Результаты флотации апатит-штаффелитовой руды
Продукты	Выход, %	Содержание Р 2O5,%	Извлечение Р2O5, %	Реагенты, г/т
С предварительным обесшламливанием и выводом шламов из процесса
Шламы	24.6	17.43	21.4	Сода - 200 Ж. ст. - 200 ЖКТМ - 400 Неонол+М-246 - 200
Конц.контр.	3.5	15.53	2.7
Хвосты	28.0	1.62	2.3
I пр.пр.	4.6	10.58	2.4
II пр.пр.	4.7	28.94	6.8
Фосфатный к-т	34.6	37.36	64.4
Исходный	100.0	20.06	100.0
С подготовкой вторичных шламов и совместной флотацией шламов и песков
Конц.контр.	13.0	13.7	8.9	Сода-200 Ж. ст. - 200 ЖКТМ - 550 Неонол+М-246 - 275 Флокулянт - 50
Хвосты	26.1	2.0	2.6
I пр.пр.	16.0	11.2	8.9
II пр.пр.	4.4	20.96	4.6
Фосфатный к-т	40.5	37.15	75.0
Исходный	100.0	20.05	100.0

Анионный флокулянт синтезирован сополимеризацией акриламида и анионного сополимера на основе акриловой кислоты (например, акрилата натрия). Содержащиеся в составе флокулянта карбоксильные и гидроксильные группы обуславливают его адсорбцию на поверхности минерала, при этом, вероятно, происходит образование мостиковых связей между частицами апатита и штаффелита за счет адсорбции макромолекул на двух или нескольких частицах.

Сгущеные продукты после магнитной сепарации на опытной фабрике направлялись на совместную флотацию с песками классификации (обесшламленной пульпой). В качестве регулятора среды применялась сода 50 г/т, депрессор - жидкое стекло 600 г/т, собиратель - жирные кислоты талловых масел (ЖКТМ) 600 г/т и смесь реагентов-регуляторов: Неонола и Кемира М-246 300 г/т. Флотационная схема включала основную флотацию, две контрольные и две перечистные операции.

В результате флотации получен фосфатный концентрат с содержанием Р₂О₅ 35.7%, при извлечении P₂O₅ от руды 70.8%. Потери с хвостами (содержание P₂O ₅ 5.8%) флотации составили 16.7%. Суммарные потери P ₂O₅ с первичными шламами, железным концентратом, сливом радиального сгустителя и хвостами флотации составляют 29.2%.

Данная технологическая схема (фиг.1) прошла проверку и опробование на опытно-промышленной установке ОАО «Ковдорский ГОК» в 2003 году. Производительность установки по руде составила 3.0 т/ч.

Таким образом, отличительной особенностью разработанной нами и испытанной в полупромышленных условиях технологии обогащения апатит-штаффелитовой руды является:

применение в операции сгущения анионного флокулянта, позволяющего практически полностью исключить потери апатита и штаффелита со сливами;

обработка шламов анионным флокулянтом способствует получению укрупненных агрегатов (флокул) тонких частиц апатита и штаффелита, введение которых во флотационный процесс дает возможность извлекать данные минералы в большей степени;

применение в операции флотации реагентного режима с использованием в качестве модификатора смеси Неонола и Кемира М-246 позволило повысить селективность процесса и сократить количество перечистных операций фосфатного концентрата до двух.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Сорокина Т.П., Смирнова Л.В., Павлова К.С. Технология обогащения апатит-штаффелитовых руд Ковдорского месторождения. Обогащение руд. - 1975. - № 3. - С.8-12.

2. Смирнов Ю.М., Зубкова Н.Ф., Девяшин И.И., Смирнова Л.В., Андреева А.И. Разработка технологии рудоподготовки и комплексного обогащения апатито-штаффелитовой руды Ковдорского месторождения. Труды ГИГХС. - М., 1981. - Вьш.55. - С.83-85.