Флотація свинцевих поліметалічних руд
Характеристика вихідного матеріалу Див. також: Поліметалічні руди
До свинцевих поліметалічних відносять руди, які містять сульфіди свинцю, цинку, міді і заліза. Основні корисні мінерали поліметалічних руд — галеніт, сфалерит, сульфіди міді і пірит. У зонах окиснення родовищ поліметалічних руд розповсюджені церусит, англезит, окиснені мінерали міді і цинку, оксиди і карбонати заліза.
В Україні поліметалічні руди виявлено в Донбасі, на Закарпатті та Передкарпатті.
Флотація основних промислових мінералів Основний промисловий мінерал свинцю — галеніт. Кристалічна структура і спайність галеніту такі, що при його розколюванні не відбувається розриву йонних зв'язків і свіжооголена поверхня мінералу гідрофобна. Тому він може флотуватися одним тільки спінювачем. Під дією кисню у присутності вуглекислого газу і води поверхня галеніту легко окиснюється з утворенням сульфату (при рН ≤ 6,7), карбонату (рН = 6,7 — 9) або гідрокарбонату (рН = 9 — 12) свинцю. При невисокому ступені окиснення галеніт добре флотується ксантогенатами і дітіофосфатами при рН до 9 — 9,5. На флотаційні властивості галеніту суттєво впливають домішки, особливо мідь, тип провідності, кристалічно-хімічні і генетичні особливості мінералу.
Депресором галеніту є сірчистий натрій при великих витратах, коли сульфід-йони починають витісняти з поверхні галеніту сорбований ксантогенат і утворена суцільна сульфідна плівка не взаємодіє зі збирачем. Галеніт добре депресується також хроматом (K2CrO4) і біхроматом (K2Cr2O7) калію, які володіють сильними окиснювальними властивостями. Їхня дія пов'язана не тільки з утворенням на поверхні галеніту важкорозчинного хромату свинцю, але й з окисненням мінералу і ксантогенату. Найефективніша депресія хроматами відбувається при рН = 5 — 6. Для депресії флотованості галеніту застосовують також інші окиснювачі (манганат і перманганат калію, хлорне вапно), відновники (сульфіт і тіосульфат натрію, сірчану кислоту) або їхні сполуки з солями заліза (залізним купоросом, хлорним залізом).
Сульфіт і тіосульфат натрію разом з залізним купоросом застосовують для депресії галеніту при розділенні мідно-свинцевих концентратів. Для розділення мідно-свинцевих концентратів можна також використовувати ціанисті сполуки, які на галеніт не діють, але добре депресують мідні мінерали.
Технологія збагачення свинцевих сульфідних руд визначається розмірами вкраплень, рівномірністю розподілу, флотаційною активністю галеніту і наявністю піриту.
Комбінований гравітаційно-флотаційний процес збагачення застосовується для руд з крупним вкрапленням галеніту, основна маса якого виділяється у голові процесу за допомогою важкосередовищної сепарації або відсадки. Комбінований процес застосовується не тільки для збагачення чисто свинцевих руд, але й для свинцево-цинкових і поліметалічних. Він дозволяє, по-перше, у голові процесу видалити до 40% легкої фракції з відвальним вмістом металів і тим самим підвищити продуктивність флотаційного розділення, по-друге, значно знизити переподрібнення галеніту і, по-третє, підвищити вміст цінних металів в руді, яка направляється на флотацію.
Особливості флотації свинцевих руд
Свинцеві руди у природі зустрічаються рідко, їхнє збагачення здійснюється за простими технологічними схемами, стадіальність яких залежить від крупності вкраплення і рівномірності розподілу галеніту по класах крупності. Флотується звичайно галеніт у содовому середовищі при рН = 8 — 8,5 ксантогенатами або дітіофосфатами. Присутній у рудах пірит добре депресується невеликою добавкою ціаніду. Така схема переробки крупнокристалічних свинцевих руд звичайно включає збагачення у важких суспензіях, відсадку для виділення штуфного (грудкового) галеніту, подрібнення і флотацію його з важкої фракції і відходів відсадки. Якщо в рудах містяться оксиди і гідроксиди заліза, в технологічну схему включаються операції збагачення дрібних класів на концентраційних столах або гвинтових сепараторах і магнітну сепарацію. Тонковкраплені свинцеві мінерали з відходів гравітаційного і магнітного збагачення вилучають після попередньої сульфідизації. Для повнішого вилучення корисних мінералів застосовують схему з роздільною флотацією пісків і шламів.
Особливості переробки і флотації свинцево-цинкових руд
Дроблення свинцево-цинкових руд, як правило, здійснюється за три стадійними схемами, без попереднього грохочення на першій стадії і у замкненому циклі на останній стадії. Подрібнення руди на фабриках звичайно двостадіальне з одним або двома прийомами класифікації.
Збагачення свинцево-цинкових руд, незважаючи на їхню різноманітність, обмежується застосуванням комбінованих гравітаційно-флотаційних і чисто флотаційних схем.
Попереднє гравітаційне збагачення свинцево-цинкових руд звичайно здійснюється у важкій суспензії. На збагачення у важкій суспензії подають руду крупністю не більше 50 — 70 і не менше 3 — 4 мм, яка обов'язково попередньо знешламлюється. Збагачення проводять у феросиліцієвій або магнетито-феросиліцієвій суспензії густиною 2600–2800 кг/м3. Для збагачення у важкій суспензії використовують конусні, колісні і барабанні сепаратори.
Флотація свинцево-цинкових руд здійснюється за колективно-селективними і селективними схемами. При застосуванні колективно-селективної схеми руда піддається тристадійному дробленню до крупності −20 мм і грохоченню з промивкою. Після подрібнення до 40 — 45% класу −0,074 мм в присутності соди і сірчаного натрію руда надходить у міжциклову флотацію, куди подається мідний купорос і бутиловий ксантогенат.
Відходи міжциклової флотації подрібнюються до 80 — 85% класу −0,074 мм і направляються у основну колективну флотацію з подачею мідного купоросу і ксантогенату. Контрольна колективна флотація проводиться у присутності сірчистого натрію і ксантогенату. Після двох перечисток колективний концентрат направляється на десорбцію сірчистим натрієм, відмивку і подрібнення. Десорбція збирача покращується в сильнолужному середовищі при температурі 85 °C, при цьому знижуються витрати сірчистого натрію і підвищуються показники селективної флотації. Після десорбції колективний концентрат подрібнюється до 80 — 85% класу −0,044 мм з подачею у млини ціанистого натрію, цинкового купоросу і сульфіту натрію для депресії сфалериту. Реагенти, що застосовуються у основних, контрольних і перечисних операціях свинцевої флотації такі: ціанистий натрій, цинковий купорос, сульфіт натрію, ксантогенат.
Після активації мідним купоросом і подачі ксантогенату з відходів контрольної свинцевої флотації одержують цинково-піритний концентрат. Цинково-піритний концентрат направляється на цинкову флотацію при рН = 10,5 — 11 з подачею вапна, ксантогенату і мідного купоросу. Ціанід натрію у цинкову флотацію додають при великому вмісті в руді піриту. Цинковий концентрат одержують після двох перечисток. Контрольна флотація проводиться з подачею мідного купоросу і ксантогенату. Після контрольної цинково-піритної флотації, у яку подаються мідний купорос і ксантогенат, отримують відвальні відходи.
Однак схема колективно-селективної флотації застосовується порівняно рідко у зв'язку з тим, що розділення колективного свинцево-цинкового концентрату спричиняє значні труднощі, так як активований і флотований сфалерит погано депресуються реагентами, що вимагає введення операції десорбції колективного концентрату. Тому на більшості фабрик збагачення свинцево-цинкових руд здійснюється за селективною схемою, відповідно до якої із подрібненої руди спочатку флотуються свинцеві мінерали при депресії сфалериту, а потім, після активації сфалериту мідним купоросом, проводиться цинкова флотація. Для підвищення якості цинкового концентрату флотацію сфалериту здійснюють у сильнолужному середовищі (для депресії піриту). При високому вмісті піриту в руді з відходів цинкової флотації отримують піритний концентрат. Крупність подрібнення свинцево-цинкових руд перед флотацією залежить від крупності і характеру вкраплення корисних мінералів. Після першої стадії подрібнення вона становить 50 — 60% класу −0,074 мм, після другої стадії 85 — 90% класу −0,074 мм.
Основними збирачами при флотації свинцево-цинкових руд служать ксантогенати (бутиловий, етиловий, ізопропіловий) і різні дітіофосфати. Як спінювач у свинцевому циклі використовується Даурофос-250, у цинковому — Т-80. Для регулювання лужності пульпи використовуються сода або вапно. Вапно в основному застосовується для руд с високим вмістом піриту і піротину. Мінерали пустої породи депресуються рідким склом.
Для одержання піритного концентрату, якщо вміст піриту в руді високий, у відходах цинкової флотації знижують лужність, додають збирач і спінювач.
Флотація мідно-свинцево-цинкових поліметалічних руд
Мідно-свинцево-цинкові поліметалічні руди з технологічної точки зору найбільш важкозбагачувані. Це пояснюється тим, що вони є комплексними і містять крім свинцю і цинку, мідь і сірку. Ці елементи представлені в основному сульфідними мінералами, які володіють не тільки близькими флотаційними властивостями, але й взаємовпливають на флотованість. Флотуються вони одними й тими ж збирачами і багато реагентів діють на них однаково.
Крім основних сульфідних мінералів — галеніту, сфалериту, халькопіриту і піриту, в рудах часто присутні вторинні сульфіди міді — борніт, халькозин, ковелін, а також сульфіди заліза — піротин і марказит, які здатні змінити технологію збагачення усієї руди. В зонах окиснення поліметалічних руд присутні окиснені мінерали міді, свинцю і цинку — малахіт, азурит, церусит, англезит, смітсоніт, каламін, а також різні оксиди заліза, які роблять ці руди дуже важкозбагачуваними.
Інші компоненти поліметалічних руд В поліметалічних рудах крім основних металів присутні й інші цінні компоненти — сірка, кадмій, золото, срібло, індій, телур, галій, бісмут, стибій, ртуть, кобальт, барій, селен. Срібло і бісмут в рудах зв'язані в основному з галенітом; золото знаходиться у вільному стані або у вигляді тонкої домішки у піриті і халькопіриті; кадмій міститься переважно у сфалериті. Поліметалічні руди в основному належать до колчеданних і відрізняються високим вмістом піриту і рідше піротину (до 90%). Для поліметалічних руд характерна мінливість хімічного і мінерального складу, а також співвідношення свинцю, цинку і міді.
Залежно від ступеня окиснення поліметалічні руди розрізняють на сульфідні (вміст окиснених сполук свинцю 10 — 15%), змішані (вміст окиснених сполук свинцю 10 — 85%) і окиснені (вміст окиснених сполук свинцю 40 — 85%).
В сульфідних рудах цінні компоненти представлені в основному сульфідними мінералами — галенітом, сфалеритом, халькопіритом і піритом, присутні також бляклі руди, арсенопірит, зустрічаються магнетит, ільменіт. Мінерали пустої породи в поліметалічних рудах представлені також дуже широко: поряд з кварцом, кальцитом і доломітом присутні барит, флюорит, апатит, мусковіт, біотит, польові шпати.
Текстура руд також різноманітна — від масивної, прожилкової, прожилково-вкрапленої до брекчієподібної і плямистої. Структура — дрібнокристалічна з нерівномірним вкрапленням, іноді навіть емульсійним.
Свинцево-мідна флотація Свинцево-мідна флотація проводиться у лужному середовищі (рН = 7 — 10,5) при крупності подрібненої руди 55 — 90% класу −0,074 мм. Схема свинцево-мідного циклу включає основну, контрольну і дві-три перечисних операції. Лужне середовище утворюється доданням вапна або соди. Як збирачі використовуються ксантогенати бутиловий, ізопропіловий і ін.
При наявності в руді окиснених мінералів свинцю і міді застосовують сірчистий натрій. Як спінювачі у колективній флотації застосовують Т-80, соснове масло і ін. При розділенні колективного свинцево-мідного концентрату можна застосовувати біхромати калію для депресії галеніту, або ціаніди, а також суміш ціанідів з рідким склом для депресії халькопіриту.
Цинкова або цинково-піритна флотація