способ флотационного обогащения редкометалльных и оловянных руд

Формула изобретения

Способ флотационного обогащения редкометалльных и оловянных руд, включающий основную флотацию оксигидрильным собирателем с получением чернового концентрата, сгущение концентрата и направление его на перечистную флотацию, отличающийся тем, что в пульпу сгущенного чернового концентрата вносят жидкую культуру бактерий Bacillus mucilaginosus из расчета 10-20 мл на 1 л концентрата с последующей выдержкой пульпы не менее 3 суток, а перечистную флотацию проводят при pH не менее 6.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения редкометалльных и оловянных руд.

Одним из основных способов обогащения редкометалльных руд (например, тантало-колумбитовых) и оловянных касситеритовых руд являются гравитационные методы обогащения, основанные на различной плотности породных и ценных минералов (Справочник по обогащению руд. Основные процессы, т.2, М.: Недра, 1983, с.5-127).

Недостатком указанных методов является низкая эффективность при разделении продуктов крупностью менее 0,1 мм и ниже.

Для обогащения тонкоизмельченных (или природных) шламовых продуктов используются флотационные методы обогащения, в частности флотация с использованием оксигидрильных собирателей типа олеиновой кислоты. Однако данный метод бывает эффективен только при крайне простом вещественном составе руды. Наличие в рудах ожелезненных минералов кварца или алюмосиликатов, а также минералов типа топаза, турмалина резко нарушает селекцию при флотации олеиновой кислотой, что приводит к получению низкокачественных концентратов с невысоким извлечением.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ флотационного обогащения редкометалльных и оловянных руд, включающий основную флотацию оксигидрильным собирателем с получением чернового концентрата, сгущение концентрата и направление его на перечистную флотацию. При этом известный способ предусматривает проведение перечистной флотации при рН 2-5, создаваемой, как правило, серной кислотой (плавиковой, соляной) (В.А.Бочаров, В.А.Игнаткина. Технология обогащения полезных ископаемых, т.1, М.: Руда и металлы, 2007, с.403-408; 437-447].

Существенным недостатком известного способа является низкое извлечение. Кроме того, необходимость использования кислотостойкого оборудования отрицательно сказывается на экономичности процесса.

Заявляемое изобретение направлено на повышение извлечения ценных компонентов из редкометалльных и оловянных руд.

Отмеченный выше технический результат достигается способом флотационного обогащения редкометалльных и оловянных руд, включающем основную флотацию оксигидрильным собирателем с получением чернового концентрата, сгущение концентрата и направление его на перечистную флотацию, в котором в пульпу сгущенного чернового концентрата вносят жидкую культуру бактерий Bacillus mucilaginosus из расчета 10-20 мл на 1 л концентрата с последующей выдержкой пульпы не менее 3 суток, а перечистную флотацию проводят при pH не менее 6.

Сущность заявляемого способа состоит в следующем.

Проведенные исследования позволили установить, что обработка жидкой культурой бактерий Bacillus mucilaginosus сгущенного концентрата, полученного при флотации редкометалльных или оловосодержащих касситеритовых руд оксигидрильным собирателем, в заявляемых условиях позволяет существенно повысить показатели извлечения ценных компонентов перерабатываемых руд.

Можно предположить, что в процессе обработки бактерии Bacillus mucilaginosus взаимодействуют с Si-O связью в кристаллических решетках силикатных ожелезненных минералов, что делает их поверхность гидрофильной, т.е. неспособной к флотации, в то время как минералы касситерит и танталит-колумбит не взаимодействуют с данным типом бактерий и сохраняют свою флотируемость.

Режимы обработки бактериями Bacillus mucilaginosus установлены экспериментально исходя из получения оптимальных показателей извлечения.

Исследования показали, что внесение жидкой культуры бактерий Bacillus mucilaginosus в количестве, меньшем чем 10 мл на 1 л концентрата, оказывается недостаточным для обеспечения процесса гидрофилизации силикатных минералов, что приводит к снижению извлечения ценных компонентов. Превышение верхнего значения заявляемого диапазона (то есть более чем 20 мл на 1 л концентрата) экономически нецелесообразно.

Установлено, что выдержка пульпы сгущенного чернового концентрата после внесения в него жидкой культуры бактерий Bacillus mucilaginosus менее 3 суток не обеспечивает гидрофилизации силикатных минералов и снижает извлечение ценных компонентов. Дальнейшее повышение времени выдержки практически не влияет на показатели флотации, однако при этом возрастают эксплуатационные расходы.

В ходе экспериментов было установлено, что проведение перечистной флотации обработанного бактериями чернового концентрата при pH не менее 6 обеспечивает оптимальные показатели извлечения ценных компонентов. Исследования показали, что при значениях pH, меньших 6, извлечение снижается, вероятно, из-за отрицательного влияния среды на жизнедеятельность бактерий.

Ниже приведен пример, подтверждающий возможность осуществления заявляемого изобретения с получением указанного выше технического результата.

Пример конкретной реализации заявляемого способа

Исследования проводились в одном случае на шламовой фракции оловянной руды Фестивального месторождения, содержащей 0,15% Sn в виде кассетерита. Крупность шламовой фракции - 100% Кл. -0,044 мм. Руда содержала 40-50% турмалина, 20-25% топаза, 20% кварца. Шламы, сгущенные до Т:Ж=1:1 (1:2), обрабатывали олеиновой кислотой (~300 г/т) и направляли на основную флотацию, которая проводилась при Т:Ж=1:2 в течение 10 мин. Полученный черновой концентрат, содержащий ~0,8-1% Sn при извлечении от операции 85%, сгущали до Т:Ж=1:1. В пульпу сгущенного чернового концентрата вносят жидкую культуру бактерий Bacillus mucilaginosus из расчета 10-20 мл на 1 л концентрата, пульпу выдерживают в течение 3 суток, после чего направляют на перечистную флотацию чернового концентрата при pH 6.

Во втором случае исследования проводились на танталит-колумбитовой руде Этыкинского месторождения. Руду, содержащую 0,017% Та₂О₅, измельчали до крупности 60-65% Кл. -0,074 мм при Т:Ж=1:1, обрабатывали олеиновой кислотой (олеат натрия) ~300 г/т и направляли на основную флотацию. Полученный черновой концентрат, содержащий 0,4-0,5% Ta₂ O₅, при извлечении 85% от операции, сгущали до Т:Ж=1:1. В пульпу сгущенного чернового концентрата вносят жидкую культуру бактерий Bacillus mucilaginosus из расчета 10-20 мл на 1 л концентрата, пульпу выдерживают в течение 3 суток, после чего направляют на перечистную флотацию чернового концентрата при pH 6.

В результате из оловянных шламов, содержащих 0,15% Sn, получен концентрат, содержащий 10-10,6% олова при извлечении свыше 70%, а из танталит-колумбитовой руды, содержащей 0,017% Та₂О₅, - концентрат, содержащий более 4% Та₂О₅ при извлечении ~60%.

Результаты проведенных экспериментальных исследований приведены в Таблице 1 (касситеритовая оловянная руда) и Таблице 2 (редкометалльная (танталит-колумбитовая) руда).

В указанных таблицах сравниваются показатели заявляемого способа (опыты № 2-4) и опытов, условия проведения которых выходят за пределы, регламентированные формулой изобретения (опыты № 1, 5-8).

Как видно из представленных материалов, совокупность заявляемых признаков обеспечивает возможность достижения оптимальных показателей извлечения редкометалльных и оловянных руд.

Таким образом, заявляемое изобретение успешно решает задачу создания современного экологичного процесса флотационного обогащения редкометалльных и оловянных руд, позволяющего существенно повысить показатели извлечения ценных компонентов.

Таблица 1
№	Количество вносимой жидкой культуры бактерий Bacillus mucilaginosus, мл/л концентрата	Время выдержки, сут	рН перечистной флотации	Продукты	Показатели обогащения
Выход, %	Содержание, % Sn, Та2O5	Извлечение, %
Касситеритовая оловянная руда
1	5	3	6	концентрат	1,19	8,3	65,8
хвосты	98,81	0,052	34,2
2	10	3	6	концентрат	1,0	10,5	70,2
хвосты	99,0	0,045	29,8
3	15	3	6	концентрат	1,0	10,6	70,7
хвосты	99,0	0,044	29,3
4	20	3	6	концентрат	1,0	10,6	70,7
хвосты	99	0,044	29,3
5	25	3	6	концентрат	1,0	10,5	70,2
хвосты	99,0	0,045	29,8
6	15	2,5	6	концентрат	1,21	7,0	68,3
хвосты	98,79	0,048	31,7
7	15	4	6	концентрат	0,99	10,88	71,0
хвосты	99,01	0,044	29,0
8	15	3	4,5	концентрат	1,05	8,2	50,27
хвосты	98,95	0,06	39,73
9	прототип		2,0	концентрат	1,16	5,2	40,2
хвосты	98,84	0,09	59,8

Таблица 2
№	Количество вносимой жидкой культуры бактерий Bacillus mucilaginosus, мл/л концентрата	Время выдержки, сут	рН перечистной флотации	Продукты	Показатели обогащения
Выход, %	Содержание, % Sn, Та2O5	Извлечение, %
Редкометалльная (танталит-колумбитовая) руда
1	5	3	6	концентрат	0,30	2,57	45,4
хвосты	99,7	0,009	54,6
2	10	3	6	концентрат	0,24	4,2	59,3
хвосты	99,76	0,007	40,7
3	15	3	6	концентрат	0,024	4,2	59,3
хвосты	99,76	0,007	40,7
4	20	3	6	концентрат	0,022	4,7	60,8
хвосты	99,78	0,007	39,2
5	25	3	6	концентрат	0,022	4,7	60,8
хвосты	99,78	0,007	39,8
6	15	2,5	6	концентрат	0,25	3,9	56,0
хвосты	99,75	0,0075	41,0
7	15	4	6	концентрат	0,24	4,3	60,7
хвосты	99,76	0,007	39,3
8	15	3	4,5	концентрат	0,32	2,40	45,2
хвосты	99,68	0,009	54,8
9	прототип			концентрат	0,87	1,1	56,4
хвосты	99,13	0,007	43,6