Флотация является основным методом обогащения медных руд, и повышение основных технологических показателей флотации позволяет существенно повысить качество получаемых концентратов и обеспечить наиболее полное извлечение меди.
Актуальность проекта обусловлена необходимостью повышения технологических показателей обогащения при флотации сульфидных руд за счёт внедрения реагентов нового поколения компании ООО «Флотент Кемикалс Рус» с получением экономического эффекта.
Цель работы — провести исследования по разработке реагентного режима флотации техногенного медьсодержащего сырья с применением реагентов нового поколения. В качестве объекта исследований использована проба отвальных хвостов Центральной обогатительной фабрики Солнечного ГОКа.
Основной метод обогащения медных руд — флотация. Успешное применение этого метода объясняется хорошей флотируемостью большинства медных минералов.
По минеральному и химическому составу месторождения медных руд делятся на сульфидные, смешанные и окисленные. Основными минералами меди в сульфидных рудах являются халькопирит, борнит, халькозин, ковеллин, энаргит и блеклые руды. В сульфидных медных рудах постоянно присутствует пирит, который относится к хорошо флотирующимся минералам, однако хорошо депрессируется известью и цианидами. Из окисленных минералов меди наиболее широко распространён малахит и азурит. Плохо или совсем не флотируют силикаты меди.
В зависимости от содержания меди руды подразделяются на богатые, средние и бедные. Сульфидные медные руды характеризуются крайне неравномерной вкрапленностью минералов, что предопределяет необходимость использования многостадиальных схем обогащения.
В качестве собирателя при флотации сульфидов меди наиболее часто используются ксантогенат и аэрофлоты, в качестве пенообразователей — сосновое масло.
Сырьевой базой фабрики являются в основном касситерит-сульфидные, окисленные и первичные руды Фестивального и Перевального месторождений. Руды этих месторождений относятся к труднообогатимым, имеют сложный минеральный состав, высокое содержание сульфидов (до 33 %) и значительное содержание (16 %) окисленных минералов, отличаются неравномерной вкрапленностью минералов.
Основные рудные минералы представлены касситеритом, станнином, галенитом, сфалеритом, халькопиритом, притом, арсенопритом, вольфрамитом, шеелитом; нерудные — кварцем, турмалином, карбонатами, хлоритом.
Руды месторождений комплексные, из них кроме олова извлекали медь, свинец и вольфрам. Фабрика введена в эксплуатацию в 1969 г. В 2003 г. ЦОФ Солнечного ГОКа остановило производство. В 2020 году было сообщено о строительстве нового комплекса для переработки хвостов Солнечного ГОКа.
Для проведения флотационных исследований были отобраны навески по технологической схеме подготовки проб. Основная флотация проводилась во флотационной машине ФМ-1М.
Опыты проводились с целью определения оптимального реагентного режима с традиционными реагентами (ксантогенат, сосновое масло) и реагентами нового поколения (Flotent PAX, Flotent FR 160).
На основе проведённых опытов установлено оптимальное время измельчение — 28 минут при степени измельчения 62 % класса -0,074 мм. Проведение основной флотации осуществлялось в течение 10 минут. Реагентный режим представлен в таблице 1.
Таблица 1
Реагентный режим
|
Наименование реагента |
Расход, г/т |
Тип реагентов |
|
Бутиловый ксантогенат калия (БКК) 5 %-ный раствор |
30–50 |
Традиционные реагенты |
|
Сосновое масло |
10–20 | |
|
Flotent PAX 5 %-ный раствор |
30–50 |
Реагенты нового поколения |
|
Flotent FR 160 0,1 %-ный раствор |
10–20 |
Результаты проведённых флотационных исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты флотационных исследований
|
№ п/п |
Продукты флотации |
β, % |
Выход (γ) |
ε, % |
Реагентный режим | |
|
г |
% | |||||
|
1 |
Концентрат Хвосты |
3,52 0,1403 |
12,783 147,417 |
7,98 92,02 |
68,511 31,489 |
БКК — 30 г/т Сосновое масло — 10 г/т |
|
Исходная |
0,410 |
160,2 |
100 |
100 | ||
|
2 |
Концентрат Хвосты |
4,061 0,1303 |
10,903 148,597 |
6,836 93,164 |
69,576 30,424 |
БКК — 50 г/т Сосновое масло — 20 г/т |
|
Исходная |
0,399 |
159,5 |
100 |
100 | ||
|
3 |
Концентрат Хвосты |
4,861 0,1228 |
9,641 151,659 |
5,977 94,023 |
71,562 28,438 |
PAX — 30 г/т FR 160–10 г/т |
|
Исходная |
0,406 |
161,3 |
100 |
100 | ||
|
4 |
Концентрат Хвосты |
3,861 0,1028 |
12,502 148,298 |
7,775 92,225 |
75,998 24,002 |
PAX — 50 г/т FR 160–20 г/т |
|
Техногенное сырье |
0,395 |
160,8 |
100 |
100 | ||
Как видно из таблицы, наилучшие показатели достигнуты при использовании Flotent PAX (50 г/т) и Flotent FR 160 (20 г/т): извлечение меди в концентрат составило ε Cu = 75,998 %, содержание β Cu = 3,861 %.
Flotent PAX — современный собиратель для флотации сульфидных минералов меди (халькопирит), свинца (галенит), цинка (сфалерит), а также благородных металлов. Отличается высокой селективностью и экологической безопасностью (IV класс опасности).
Flotent FR 160 — современный синтетический вспениватель для эффективной флотации сульфидных руд. Обеспечивает стабильную пену при низких дозировках (5–100 г/т), малотоксичен (IV класс опасности), совместим с большинством собирателей.
Flotent PAX не оказывает коррозирующего воздействия на металлы и пластмассы; при работе рекомендуется использовать защитные очки и перчатки.
Flotent FR 160 требует хранения в ёмкостях из нержавеющей стали или с защитным покрытием; при работе также необходимы средства индивидуальной защиты.
Сравнительный анализ показал: несмотря на то что стоимость реагентов нового поколения выше традиционных более чем в 2 раза, прирост чистой прибыли при их применении составляет около 176 млн руб./год за счёт увеличения извлечения меди более чем на 5 %.
Проведённые исследования подтвердили возможность замены традиционных флотационных реагентов на современные (Flotent PAX, Flotent FR 160) для переработки техногенного медьсодержащего сырья Солнечного ГОКа. Это позволяет повысить извлечение меди до 75,998 %, снизить экологические риски и получить значительный экономический эффект.
Практическая значимость работы заключается в возможности замены традиционных флотационных реагентов на современные, что позволяет повысить технологические показатели, снизить экологические риски и получить экономический эффект при переработке техногенного медьсодержащего сырья.
Литература:
- Авдохин, В. М. Основы обогащения полезных ископаемых. Учебник. / В. М. Авдохин. — М.: МГГУ, 2006. — 417.
- Мязин, В. П. Проектирование горно-обогатительного производства (охрана окружающей среды). Учебное пособие / В. П. Мязин, В. И. Мязина, Н. Б. Насоловец. — Чита: ЧитГУ, 2004. — 198 с.
- Фатьянов А. В. Технология обогащения полезных ископаемых: Учеб. Пособие / А. В. Фатьянов, Л. Г. Никитина, Е. В. Глотова. — Чита: ЧитГТУ, 2002. — 354 с.
- Физико-механические исследования отвальных хвостов Солнечного ГОКа. Аннотационный отчет. — ОАО «Механобр», 2017. — 58 с.
- Технологический регламент для проектирования обогататительной фабрики для переработки 2 млн. тонн в год лежалых хвостов Солнечного ГОКа: 2019. — 122 с.
