Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по земле
На правах рукописи
РЭНЦЭН ДЭЛГЭР ИССЛЕДОВАНИЕ
И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ПОВЫШЕНИЕ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МОЛИБДЕНА ПРИ ОБОГАЩЕНИИ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЭРДЭНЭТИЙН-ОВОО (МОНГОЛИЯ), В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА
Специальность 25.00.13 Обогащение полезных ископаемых
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва - 2012
Работа выполнена на КОО УПредприятие ЭрдэнэтФ и ФГУП УИнститут УГИНЦВЕТМЕТФ
Научный консультант: Доктор технических наук Десятов Анатолий Матвеевич
Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор Самыгин Виктор Дмитриевич Кандидат технических наук Акимова Нина Петровна
Ведущая организация: ФГУП Гипроцветмет
Защита состоится л 17 мая 2012 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного Совета Д 217.041.01 в Государственном научноисследовательском институте цветных металлов ГИНЦВЕТМЕТ по адресу: 129515, г. Москва, ул. Академика Королева, д. 13;
тел.: (495) 615-39-82, факс: (495) 615-34-53.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного центра Российской Федерации - Федерального государственного унитарного предприятия Государственный научноисследовательский институт цветных металлов.
Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 129515, г. Москва, ул.
Академика Королева, Тел. (495) 615-39-82, факс (495) 615-58-21, e-mail: gintsvetmet.msk @gmail.com; dissovet.gin@mail.ru Автореферат разослан апреля 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук И.И. Херсонская
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Проектная технология обогатительной фабрики КОО Предприятие Эрдэнэт, разработанная институтом Механобр, предусматривает переработку руд месторождения Эрдэнэтийн Овоо с преимущественным содержанием вторичных сульфидов меди по коллективно-селективной схеме. Коллективная флотация проводилась с применением в качестве собирателя бутилового ксантогената с последующим разделением коллективного концентрата методом окислительной пропарки в известковой среде с получением медного концентрата из хвостов молибденовой флотации. По мере отработки месторождения происходят существенные изменения вещественного и минерального состава руды: увеличение доли первичных сульфидов меди и снижение ее содержания. Практика работы обогатительной фабрики и результаты лабораторных исследований на пробах руды различного минерального состава показали снижение эффективности разделения коллективного концентрата по проектной технологии при увеличении относительной доли первичных сульфидов свыше 35%. В связи с этим, и учитывая тенденцию развития рудной базы месторождения, разработана и внедрена технология с применением в коллективной флотации селективных к пириту собирателей на основе композиций различных реагентов, исключающая пропарку УчерновогоФ концентрата. Разделение коллективного концентрата, кондиционного по меди, проводят при депрессии медных минералов сернистым натрием в среде азота.
Несмотря на очевидную экономическую и технологическую эффективность беспропарочной технологии, переход фабрики на нее привел к снижению извлечения молибдена на 5-10%. Кроме того, проведение селекции коллективного концентрата в среде азота, необходимого для сокращения расхода сернистого натрия, не позволило исключить подогрев пульпы в этой операции. Это существенно увеличивает энергозатраты и ухудшает экологию.
Цель работы. Повышение технико-экономических показателей получения молибденовых концентратов за счет увеличения извлечения молибдена в рудной флотации, совершенствования схемы медномолибденовой флотации и исключения подогрева пульпы в операции молибденовой флотации.
Достижение поставленной цели осуществлено на основе:
-анализа причин потерь молибдена и их количественной оценки;
-научно обоснованного выбора реагентов из класса аллиловых эфиров ксантогеновых кислот (AERO MX-3601, AERO MX-5140) и проведения исследований их флотационных свойств на основных минералах медно-молибденовых руд и на руде с различной долей первичных сульфидов меди;
-оптимизации схемы и реагентного режима медномолибденовой флотации;
-применения модификаторов в операции молибденовой флотации.
Методы исследования. В работе использованы: рентгеноспектральный, атомно-адсорбционный, фазово-химический, минералогический и гранулометрический методы анализа руды и продуктов обогащения; поточный метод определения агрегативной устойчивости минеральных суспензий; ионометрия; флотация мономинеральных фракций и руды; методы математической статистики.
Научная новизна.
- научно обоснованы и предложены собиратели, содержащие в своем составе аллиловый эфир амилксантогеновой кислоты: AERO MX-3601 и AERO MX-5140;
- показано, что возможность эффективного использования реагентов AERO-MX-3601 и AERO-MX-5140 определяется увеличением доли первичных сульфидов меди и их повышенной флотоактивностью;
- установлено флокулирующее действие реагента AERO-MX3601 на шламы молибденита;
- показано, что при проведении молибденовой флотации в среде азота, повышение температуры пульпы не оказывает существенного влияния на скорость окисления сернистого натрия;
- установлено пенорегулирующее действие гидратированного силиката натрия при проведении молибденовой флотации.
Практическая значимость и реализация результатов работы.
1. Разработан и внедрен реагентный режим с использованием собирателя из класса аллиловых эфиров ксантогеновых кислот, обеспечивающий повышение извлечения меди и молибдена по сравнению с фабричным режимом (собиратель ВК-901) соответственно на 1,04% и 20,7 %.
2. Результаты промышленных испытаний схемы доводки черновых концентратов с отдельным промпродуктовым циклом показали возможность существенного повышения эффективности доводки по молибдену. Комбинатом принято решение о реализации данной схемы при реконструкции фабрики.
3. Применение гидратированного силиката натрия в молибденовой флотации позволило исключить подогрев пульпы без снижения технологических показателей селекции.
4. Эффективность разработанных решений подтверждена длительной работой фабрики с их использованием и экономическим эффектом, который за 3 года (2008 - 2010 гг.) составил 4276,9 тыс. долл.
США.
На защиту выносятся:
1. Технология флотации первичных медно-молибденовых руд (с преобладающей долей первичных сульфидов меди) с применением собирателей класса аллиловых эфиров ксантогеновых кислот.
2. Результаты исследований собирателя AERO-MX-3601 на мономинеральных фракциях.
3. Схема разделения чернового концентрата с отдельным промпродуктовым циклом.
4. Технологический режим селекции медно-молибденового концентрата в среде азота без подогрева пульпы с применением гидратированного силиката натрия.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных источников из 118 наименований, 3-х приложений. Содержание работы изложено на 101 странице машинописного текста, содержит 34 рисунка, 28 таблиц.
ичный вклад автора. Анализ причин потерь молибдена и формулирование цели работы; выбор и обоснование методик исследований; организация и непосредственное участие в исследованиях, промышленных испытаниях и внедрении; анализ и обобщение полученных результатов.
Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы доложены и обсуждены: на 5-ой Международной научно-практической конференции Современные технологии в области производства и обработки цветных металлов (Москва, 2008 г.), на VIII конгрессе стран СНГ (Москва, 2011 г.), на научном симпозиуме Неделя горняка-2008 (Москва, 2008 г.), на Международной выставке Металл-Экспо 2011 (Москва, 2011 г., золотая медаль), научнотехнических конференциях КОО Предприятие Эрдэнэт (г. Эрдэнэт, 2007-2011 гг.), технических совещаниях КОО Предприятие Эрдэнэт (г. Эрдэнэт, 2007-2011 г.), химико-металлургической секции НТС ФГУП Институт Гинцветмет (2008-2010 г.).
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение. Во введении обоснована актуальность темы диссертации и определены основные задачи исследований.
Современное состояние технологии обогащения медномолибденовых руд В мировой добычи меди и молибдена месторождения порфирового типа занимают ведущее положение. В общем запасе меди промышленно развитых стран на долю этих объектов приходится около 65%. Около 95% добычи молибдена также связано с разработкой этих месторождений.
Основным медьсодержащим минералом первичных руд является халькопирит, а зоны вторичного сульфидного обогащенияхалькозин. Молибден представлен практически во всех месторождениях молибденитом. Среди рудных минералов количественно преобладает пирит, флотационные свойства которого зависят от генезиса месторождения и степени его активации ионами меди. Общее количество сульфидов не превышает 5-6%, в связи с этим физикомеханические свойства руды зависят от состава и строения вмещающих пород. Для большинства месторождений медно-порфировых руд характерно снижение содержания металлов в руде по мере отработки месторождения и углубления горных работ.
На всех обогатительных медно-молибденовых фабриках применяется схема коллективно-селективной флотации. В коллективной флотации наибольшее распространение получила схема с открытым циклом основной флотации и отдельным промпродуктовым циклом (схема Уcleaner-scavengerФ). Схема позволяет исключить циркуляцию промпродуктов в голову флотации и стабилизировать процесс. На ряде фабрик применяют раздельную флотацию песков и шламов.
В зависимости от флотоактивности сульфидных минералов и необходимого качества медного концентрата, в коллективном цикле для флотации сульфидов меди применяют либо ксантогенаты с различной длиной углеводородного радикала (около 60% фабрик), либо селективные к пириту собиратели: аэрофлоты, тионокарбаматы, эфиры ксантогеновых кислот. На некоторых фабриках нашли применение реагенты на основе различных композиций собирателей. Для депрессии пирита применяют известь. В качестве дополнительного собирателя для флотации молибдена применяют аполярные масла. Наибольшее распространение среди вспенивателей получили метилизобутилкарбинол (МИБК) и алкиловые эфиры полиалкиленгликолей (реагенты серии УДауфросФ). Селекцию медно-молибденового концентрата на подавляющем большинстве фабрик проводят с применением депрессоров сульфидной группы: сульфида натрия (Na2S) и гидросульфида натрия (NaHS) в среде азота. Использование азота позволяет снизить расход депрессора в 2-3 раза. В некоторых случаях, при селекции концентратов с высоким содержанием вторичных сульфидов меди, применяют реагенты группы Ноукс (P2S5 + NaOH, As2O3 + NaOH). Эффективность этой группы реагентов определяется дополнительным гидрофилизирующим действием фосфатных и арсенатных ионов.
Совершенствование технологии обогащения медно-молибденовых руд на обогатительной фабрике КОО Предприятие Эрдэнэт и постановка задачи исследований Для рудного тела месторождения УЭрдэнэтийн ОвооФ характерен постепенный переход от вторичной сульфидной зоны к первичной и снижение содержания меди.
До 2000 г. на фабрике перерабатывались вторичные сульфидные руды по коллективно-селективной схеме флотации с применением бутилового ксантогената. Селекция УчерновогоФ концентрата проводилась методом окислительной пропарки в известковой среде. Для сохранения рентабельности производства в условиях снижения содержания меди в руде, основными этапами совершенствования технологии в этот период являются:
-внедрение двухстадиальной схемы измельчения с применением трехпродуктовых гидроциклонов;
- внедрение полусамоизмельчения;
- внедрение схемы коллективной флотации с отдельным промпродуктовым циклом;
- внедрение схемы стадиальной флотации в цикле разделения медно-молибденово-пиритного продукта.
Увеличение относительной доли первичных сульфидов меди, свыше 35%, привело к существенному снижению эффективности селекции по методу окислительной пропарки с известью. В связи с этим, и учитывая перспективу развития рудной базы месторождения УЭрдэнэтийн ОвооФ- увеличение доли первичных сульфидов меди, разработана УбеспропарочнаяФ технология разделения коллективных концентратов с получением медного концентрата камерным продуктом. Разделение коллективных медно-молибденовых концентратов проводят с применением сульфида натрия в среде азота. Для сокращения выхода пенного продукта основной молибденовой флотации проводится подогрев пульпы исходного питания до 50-60С.
Промышленные испытания новой технологии показали необходимость замены бутилового ксантогената на селективные к пириту собиратели. Технико-экономический анализ результатов испытаний различных собирателей позволил определить наиболее эффективный из них - реагент ВК- 901 (композиция диалкилдитиофосфата и O,N - диалкилтионокарбамата).
Несмотря на очевидную экономическую и технологическую эффективность УбеспропарочнойФ технологии следует отметить существенное снижение, на 5-10%, извлечения молибдена. Результаты проведенных опробований показали, что около 50% молибдена теряется с рудными и около 15%- с пиритными хвостами. Общее извлечение молибдена в молибденовый концентрат составляет около 26%. Снижение извлечения молибдена связано с необходимостью более глубокой депрессии пирита для обеспечения заданного качества медного концентрата в условиях увеличения доли первичных сульфидов меди. В коллективной флотации это приводит к снижению выхода концентрата и соответственно увеличению потерь молибдена с рудными хвостами. В цикле доводки УчерновогоФ концентрата увеличение потерь молибдена с пиритными хвостами связано с необходимостью поддержания в этой операции высокой остаточной концентрации извести.
Таким образом, разработка технологического режима, позволяющего интенсифицировать флотацию молибдена в коллективном цикле и минимизировать его потери в доводке Учерновых концентратов за счет более мягкого известкового режима, является ключевым моментом решения проблемы повышения извлечения молибдена.
Поиск эффективных реагентов и разработка на их основе реагентных режимов коллективной флотации В настоящее время обогатительная фабрика перерабатывает руды со средним содержанием первичных сульфидов меди равным 40-60%.
Исследование флотации этих руд показало, что с увеличением доли первичных сульфидов меди флотоактивность медных минералов возрастает. Кинетика бесколлекторной флотации руды свидетельствует, что за первые 5 минут флотации с одним вспенивателем (МИБК- 15 г/т) в пенный продукт извлекается 55% меди и 57% молибдена, при этом содержание меди составляет около 15 %.
Подобное поведение медных минералов позволяет использовать их флотационную активность для применения относительно слабых, селективных к пириту и проявляющих повышенную собирательную способность к молибдениту реагентов класса аллиловых эфиров алкилксантогеновых кислот. В связи с этим, в качестве собирателя для исследований был предложен реагент AERO MX-3601(компания Сайтек, США). Реагент представляет собой смесь аллилового эфира амилксантогеновой кислоты и ароматических углеводородов.
Исследования на минералах представлены на рис. 1 и 2.
Рис. 1. Влияние расхода AERO MX-3601 Рис. 2. Влияние рН на селективность рази ВК-901 на флотацию халькопирита деления в системе халькопиритЦпирит c (1,2), халькозина (3,4) и пирита (5,6) реагентами AERO MX-3601 и ВК-9Флотируемость халькопирита с реагентами AERO MX-3601 и ВК-901 практически одинаковая, при более высоком извлечении халькозина с ВК-901. Селективность разделения в системе халькопирит - пирит выше при флотации с AERO MX-3601 и достигает максимума при рН-10.
Учитывая, что значительная доля потерь молибдена при флотации приходится на шламы, проведены исследования по изучению флокулирующего действия реагента AERO MX-3601 и ВК-901 на суспензию молибденита. Результаты опытов показали, что реагент ВК-9практически не оказывает влияния на агрегативную устойчивость суспензии молибденита. По степени флокуляции реагенты располагаются в следующий ряд: AERO MX-3601>аллиловый эфир амилксантогеновой кислоты>керосин. Следует отметить, что более высокая степень флокуляции молибденита с реагентом AERO MX-3601, очевидно, связана с наличием в составе реагента, помимо аллилового эфира амилксантогеновой кислоты, ароматических углеводородов.
Результаты флотационных опытов на первичной и вторичной руде подтвердили более высокую селективность собирателя AERO MX-3601 по сравнению с ВК-901 (рис. 3).
а б Рис. 3 Кривые обогатимости первичной (а) и вторичной (б) руды с AERO MX-3601 и ВК-901.
Вместе с тем, применение в коллективной флотации собирателя AERO MX-3601 приводит к снижению скорости флотации минералов меди. Результаты фазового анализа продуктов флотации показали, что снижение извлечения меди связано с более низкой скоростью флотации халькозина по сравнению с халькопиритом.
В связи с этим, и учитывая повышенную собирательную способность тионокарбаматов по отношению к вторичным минералам меди, были проведены сравнительные испытания реагента AERO MX3601 и его композиции с тионокарбаматом (реагент AERO MX-5140).
Результаты испытаний на руде, с относительным содержанием первичной меди равным 41,2%, свидетельствуют о более высокой скорости флотации меди с реагентом AERO MX-5140, но при некотором снижении качества пенного продукта (рис.4).
Рис.4 Извлечение (1,2) и содержание (3,4) меди при флотации первичной руды с применением AERO MX-5140 и AERO MX-36Сравнительные лабораторные флотационные испытания реагента AERO MX-5140 и ВК-901 по схеме коллективной флотации с открытым промпродуктовым циклом, показали, что применение реагента AERO MX-5140 позволяет получить УчерновойФ (медномолибденово-пиритный) коллективный концентрат с содержанием меди в 1,7 раза выше, чем с ВК-901 (табл.1).
Таблица Результаты коллективной флотации с реагентами AERO MX-5140 и ВК-901.
Выход, Содержание,% Извлечение,% Продукт Реагент % Cu Mo Fe Cu Mo Fe к-т 1 1,5 20,82 0,730 25,8 54,8 55,4 16,к-т 2 0,9 14,48 0,280 26,7 22,6 12,7 10,AERO MX Cu-Mo-Py к-т 2,4 18,46 0,561 26,1 77,4 68,1 27,51хв.пр.пр.фл. 1,2 2,54 0,165 27,0 5,4 10,0 14,хв. рудные 96,4 0,10 0,005 1,4 17,2 21,9 58,10 г/т хвосты общ. 97,6 0,13 0,006 1,7 22,6 31,9 72,руда 100,0 0,56 0,020 2,3 100 100 1к-т 1 3,1 11,40 0,309 29,8 62,7 46,8 40,к-т 2 1,1 8,95 0,255 13,6 17,8 13,7 6,Cu-Mo-Py к-т 4,2 10,75 0,295 25,5 80,5 60,5 46,ВК-9хв.пр.пр.фл. 2,7 0,98 0,113 7,2 4,7 14,4 8,хв. рудные 93,2 0,088 0,006 1,1 14,8 25,1 44,10 г/т хвосты общ. 95,8 0,11 0,007 1,3 19,5 39,5 53,руда 100,0 0,56 0,020 2,3 100 100 1Это обеспечивает возможность проводить перечистку концентратов, полученных с AERO MX-5140, при существенно более низких остаточных концентрациях извести и с меньшими потерями молибдена в этой операции. Так, перечистка чернового концентрата, полученного с реагентом AERO MX-5140, позволяет, при остаточной концентрации извести 180 мг/л, получить концентрат с содержанием меди 24,15% и извлечением молибдена в него 82,2%. В то же время перечистка чернового концентрата, полученного с ВК-901, даже при расходе извести 620 мг/л, не обеспечивает равного качества концентрата перечистки. При этом потери молибдена с пиритными хвостами увеличиваются на 13,8% (табл. 2).
Таблица Результаты перечистки УчерновогоФ концентрата, полученного с реагентами AERO MX-5140 и ВК-9Выход, Содержание,% Извлечение,% Реагент Продукт % Cu Mo Fe Cu Mo Fe к-т пер-ки 71,5 24,15 0,026 22,3 95,5 82,2 62,7 AERO MX 51хв. пер-ки 28,5 2,87 0,340 33,2 4,5 17,8 37,коллект. к-т 100,0 18,09 0,544 25,4 100 100 11 2 3 4 5 6 7 к-т пер-ки 44,1 22,5 0,488 16,4 94,1 68,4 28,ВК-9хв. пер-ки 55,9 1,11 0,178 33,4 5,9 31,6 72,коллект. к-т 100,0 10,54 0,315 29,6 100 100 1Промышленные испытания собирателя AERO MX-3601, при подаче его в мельницы первой стадии измельчения, вместо реагента ВК901, проведены на двух секциях коллективной флотации (табл.3).
Таблица Результаты сравнительных промышленных испытаний собирателей ВК-901 и AERO MX-36Секция 6 Секция Параметр ВК-901 AERO MX-3601 ВК-901 AERO MX-36Переработка, тн 195576 202558 247789 3236% кл. + 0,2 мм 12,3 10,5 9,14 9,% кл. - 0,08 мм 61,9 62,8 63,9 61,Cu первичная 35,2 36,9 34,4 49,Содержание в руде,% Cu 0,564 0,590 0,595 0,5Мо 0,020 0,021 0,023 0,0Содержание в к-те,% Cu 17,10 23,63 12,58 19,Мо 0,323 0,488 0,284 0,6Извлечение,% Cu 82,68 82,38 83,91 82,Мо 44,46 50,0 49,46 61,Сравнение результатов испытаний с результатами, полученными за равный период с ВК-901, показали возможность повышения извлечения молибдена в черновой концентрат с AERO MX-3601 на 510%. При этом отмечено существенное увеличение качества концентрата при некотором снижении в него извлечения меди.
Собиратель AERO MX-3601 внедрен на фабрике в 2007 г. Опыт промышленной эксплуатации разработанного режима показал, что при переработке руд с повышенным содержанием вторичных сульфидов меди наблюдается снижение извлечения металла. Для сокращения потерь меди было принято решение дополнительно подавать собиратель ВК-901. Одновременно с этим, на основании результатов ранее проведенных лабораторных исследований, на одной из секций коллективной флотации был испытан реагент AERO MX-5140 (композиция AERO MX- 3601с тионокарбаматом). Технологические показатели, полученные на фабричном режиме, с применением сочетания AERO MX-3601 и ВК 901 и с реагентом AERO MX-5140 приведены в табл. 4. Прирост извлечения молибдена в коллективный концентрат с реагентом AERO MX 5140 составил более 10%, при снижении извлечения меди на 0,42%.
Таблица Технологические показатели коллективной флотации с применением собирателя AERO MX -5140 и сочетания собирателей AERO MX-3601 и ВК-9Содержание в Содержание,% Извлечение,% Режим рудном сливе Продукт Cu Мо Cu Мо кл. - 0,08 мм,% Руда 0,563 0,020 100,00 100,00 AERO MX 62.7 Коллект. к-т 16,34 0,411 82,91 71,12 51Отв. хвост 0,099 0,006 17,09 28,Руда 0,567 0,022 100,00 100,00 AERO MX 3664,4 Коллект. к-т 16,66 0,346 83,33 61,ВК-9Отв. хвост 0,097 0,008 16,67 38,За период промышленных испытаний руда изменялась по содержанию первичных форм медных минералов в интервале 30 - 60 % (отн.). Наиболее высокое извлечение меди - 84,3% отмечено в период подачи руды с содержанием первичной меди в интервале 50-60%. При содержании первичной меди в диапазоне 30-40% извлечение меди составило 82,7%. По всем периодам отмечено повышенное извлечение молибдена.
На основании результатов промышленных испытаний, реагентный режим с применением собирателя AERO MX 5140 в 2008 году был внедрен на фабрике. Однако, в ходе эксплуатации технологии с применением собирателя AERO MX-5140, как и в случае применения AERO MX-3601, было отмечено увеличение потерь меди с рудными хвостами при возрастании доли вторичных сульфидов в руде. В связи с этим разработан способ оптимизации реагентного режима за счет совместного применения собирателей AERO MX-5140 и ВК-901. Соотношение реагентов изменяется в зависимости от минерального состава руды: доля реагента ВК-901 увеличивается при снижении первичности руды. Показатели работы фабрики на режимах с применением реагентов ВК-901 (режим 1), AERO MX-3601 и AERO MX-51в сочетании с ВК-901 (режимы 2 и 3) приведены в табл. 5. Достигнутые технологические показатели по извлечению меди и молибдена в одноименные товарные концентраты с применением сочетаний собирателей AERO MX-3601 и AERO MX-5140 c ВК-901 выше, чем с ВК901: по меди - соответственно на 0,69 и 1,04%, по молибдену - на 15,32 и 20,7%. Средний расход реагентов AERO MX-3601 и AERO MX -5140 составляет -10 г/т, ВК-901- 5 г/т.
Таблица Показатели работы обогатительной фабрики Содержание Содержание Извлечение,% Год в руде,% в к-те,% Режим Cu общ. Cu1,% Мо Cu Mo Cu Mo 2006 0,594 47,4 0,0186 24,12 46,46 85,46 25,50 2008 0,574 45,6 0,0182 24,12 50,06 86,15 40,2010 0,548 61,8 0,0185 23,65 50,57 86,50 46,20 Разработка и промышленные испытания схемы доводки чернового концентрата с введением промпродуктового цикла Существующая схема доводки чернового концентрата включает основную, контрольную флотацию, дофлотацию камерного продукта контрольной медно-молибденовой флотации, перечистку пенного продукта основной флотации с получением кондиционного по меди медно-молибденового концентрата. Пенный продукт дофлотации направляется совместно с черновым концентратом в сгуститель. Хвосты перечистки и концентрат контрольной флотации совместно с разгрузкой сгустителя поступают на классификацию, слив гидроциклона - питание основной медно-молибденовой флотации, пески гидроциклона поступают в мельницу, работающую в замкнутом цикле с гидроциклоном.
Анализ результатов опробований и сменных показателей цикла доводки чернового концентрата по фабричной схеме показал:
- направление промпродуктов в голову основной медномолибденовой флотации снижает содержание меди в питании этой операции на 17-20% относительных, а содержание молибдена увеличивается в 1,5 раза;
- объем пульпы в голову операции доводки за счет циркуляции промпродуктов изменяется от 200 до 400 м3 в час, что приводит к колебаниям продолжительности флотации от 50 до 25 мин.;
- изменение величины циркуляционной нагрузки приводит к дестабилизации процесса доводки УчерновогоФ концентрата как за счет резких колебаний содержания металлов, так и плотности в питании флотации;
- содержание меди в хвостах доводки колеблется от 0,4 до 1,2 % ( = 0,157), молибдена от 0,05 до 0,35 ( = 0,054);
- увеличение циркуляционной нагрузки с 13 до 30% приводит к снижению извлечения меди на 4%, а молибдена на 20% от питания основной медно-молибденовой флотации.
Установлено, что скорость флотации минералов меди по сравнению с молибденитом в основной молибденовой флотации значительно выше. Так, за 10 минут флотации извлечение меди в концентрат составляет 93%, а молибдена - 40%; за последующие 15 мин доизвлекается около 5% меди и более 40% молибдена (рис.5).
100 1,100 30,90 0,27,80 0,70 0,24,60 0,60 21,50 0,50 40 0,18,30 0,15,20 0,10 0,12,0 0,1 3 5 10 15 20 1 3 5 10 15 20 продолжительность продолжительность флотации, мин флотации, мин изв. Мо сод. Мо изв. Си сод. Си а б Рис.5 Кинетика флотации меди (а) и молибдена (б) в основной медномолибденовой флотации извлечение Си,% содержание Си,% содержание Мо,% извлечение Мо,% Скорость флотации минералов меди и молибдена определяется соотношением этих минералов в исходном питании, т.е. наблюдается эффект стесненной флотации.
Таким образом, необходимым условием повышения эффективности цикла доводки является снижение циркуляционной нагрузки.
Флотационные опыты на продуктах фабрики, проведенные по различным схемам, показали, что максимальные показатели получены по схеме с отдельным промпродуктовым циклом. Схема предусматривает направление концентрата контрольной медномолибденовой флотации и хвостов перечистки пенного продукта основной медно-молибденовой флотации на промпродуктовую флотацию, пенный продукт которой после перечистки объединяется с готовым медно-молибденовым концентратом (рис.6).
УчерновойУ к-т сгущение слив классификация измельчение основная Cu-Мо флотация перечистка контрольная флотация промпродуктовая флотация перечистка Cu-Мо к-т Хвосты Рис. 6 Схема флотации с отдельным промпродуктовым циклом Промышленные испытания разработанной схемы подтвердили ее эффективность (табл.6). Исключение циркуляции промпродукта приводит к снижению содержания молибдена в питании основной медно-молибденовой флотации, увеличивает продолжительность медно-молибденовой флотации и позволяет значительно повысить эффективность схемы по молибдену. Рекомендуемая схема медномолибденовой флотации включена в план реконструкции фабрики, планируемой в 2012 году.
Таблица Показатели доводки СчерновогоФ концентрата по фабричной схеме и схеме с отдельным промпродуктовым циклом Схема Параметр фабричная с пр.пр. циклом фабричная Содержание в УчерновомФ к-те,%:
Cu 17,26 17,46 17,Mo 0,453 0,373 0,2Содержание в питании Cu-Мо флотации,%:
Cu 10,328 13,564 10,Mo 0,778 0,362 0,4Содержание в Cu-Мо к-те,%:
Cu 23,56 23,48 23,Mo 0,501 0,468 0,3Извлечение в Cu-Мо к-т,%:
Cu 96,06 97,83 97,Mo 27,11 73,07 33,Количество смен 26 26 Оптимизация технологического режима разделения медномолибденовых концентратов Селекция коллективных концентратов на обогатительной фабрике проводится с применением сернистого натрия в среде азота при подогреве исходной пульпы до 50-60С. Исключение подогрева пульпы приводит к снижению технологических показателей селекции из-за возрастания содержания металлов в разноименных концентратах. В связи с этим, во многих случаях не удается получить кондиционные концентраты. Результаты сравнительных лабораторных опытов на продуктах фабрики, отобранных в разные периоды, показали, что исключение подогрева пульпы приводит к увеличению выхода пенного продукта основной молибденовой флотации и снижению качества молибденового продукта (табл. 7).
Таблица Результаты основной молибденовой флотации Выход, Содержание,% Извлечение, % Режим Продукт % Cu Мо Fe Cu Мо Fe Мо продукт 4,56 22,53 11,45 24,9 4,8 91,6 4,60C Хвосты 93,44 21,41 0,050 28,7 95,2 8,4 96,Cu-Мо к-т 100,0 21,46 0,570 28,6 100,0 100,0 100,Мо продукт 6,45 24,15 7,95 25,7 6,8 90,3 5,без Хвосты 93,55 22,74 0,059 29,9 93,2 9,7 94,подогрева Cu-Мо к-т 100,0 22,83 0,568 29,6 100,0 100,0 100,Мо продукт 5,46 22,67 4,83 33,9 5,3 89,4 6,Хвосты 94,54 23,48 0,033 28,9 94,7 10,6 93,6 60C Cu-Мо к-т 100,0 23,44 0,295 29,1 100,0 100,0 100,Мо продукт 9,19 24,69 2,64 35,4 9,5 80,7 11,без Хвосты 90,81 23,79 0,064 28,2 90,5 19,3 86,подогрева Cu-Мо к-т 100,0 23,87 0,301 28,8 100,0 100,0 100,Замеры окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) пульпы в среде азота при температуре 22С и 60С свидетельствуют о незначительной разнице в скорости окисления сернистого натрия при заданных температурах (рис.7).
Рис. 7 Изменение ОВП жидкой фазы пульпы в зависимости от температуры (1 - температура 22С, 2 - температура 60С) Таким образом, разница в скорости окисления сернистого натрия в пульпе не является определяющим фактором снижения технологических показателей. Вероятно, снижение технологических показателей в отсутствии подогрева пульпы связано с изменением структуры пены, вызванным наличием шламов. В связи с этим было изучено влияние подачи силиката натрия на показатели селекции.
абораторные опыты проводились на продуктах фабрики, отобранных в разное время, на холодной пульпе. Для исследований, в отличие от ранее применяемого в практике флотации щелочного раствора жидкого стекла, полученного из силикат-глыбы, был испытан новый продукт - порошок гидратированного силиката натрия (ПГСН) со следующими характеристиками:
силикатный модуль - 3,0;
скорость растворения порошка в воде - 10-15 мин. при температуре 40-500С;
Подача силиката натрия улучшает кинетику молибденовой флотации и в значительной степени селективность разделения (рис.8, 9).
1160 40 20 0 0 2 4 6 8 10 12 14 0 2 4 6 8 10 12 14 выход,% Время флотации, мин.
силикат натрия - 500 г/т силикат натрия - силикат натрия -силикат натрия - 500 г/т Рис.8 Кинетика флотации Рис. 9 Кривые обогатимости молибдена по молибдену На основании результатов лабораторных флотационных опытов было принято решение о проведении промышленных испытаний сиИзвлечение Мо,% И звлечение Мо,% ликата натрия в операции основной молибденовой флотации. Силикат натрия во флотацию подавался в виде 10%-ного водного раствора.
Результаты промышленных испытаний на разных технологических режимах представлены в таблице 8.
Таблица Результаты промышленных испытаний гидратированного силиката натрия Кол-во Питание Cu к-т Мо к-т Режим смен Cu Мо Cu Мо Cu Мо Силикат натрия 500 г/т 12 23,11 0,358 23,12 0,057 1,9 50,Силикат натрия 500 г/т 18 23,30 0,360 23,34 0,069 1,5 50,Диз. топливо 200 г/т За период испытаний переработано около 30 тыс. медномолибденового концентрата (около 2 млн. т руды). Среднее содержание меди и молибдена составило: в руде - соответственно 0,552 и 0,0168%, в питании молибденовой флотации - 21,72% и 0,354%. Получен молибденовый концентрат с содержанием молибдена 50,31%, меди - 1,70% и медный концентрат с содержанием меди 23,24% и молибдена - 0,063%. Все показатели соответствуют фабричным кондициям. Средний расход силиката натрия за период испытаний составил около 500 г/т.
Выводы 1. Проведен анализ и определены причины снижения извлечения молибдена в условиях увеличения в руде доли первичных сульфидов меди. Показано, что основные потери молибдена связаны с необходимостью более УглубокойФ депрессии пирита известью.
2. Научно обоснованы и предложены собиратели на основе аллилового эфира амилксантогеновой кислоты - AERO MX-3601 и AERO MX-5140 (композиция AERO MX-3601 и тионокарбамата).
Изучены флотационные свойства собирателя AERO MX-3601 на мономинеральных фракциях сульфидов меди и пирита. Показана его высокая селективность к пириту в сравнении с собирателем ВК-9(фабричный режим) при обеспечении равного извлечения халькопирита. Установлено флокулирующее действие реагента на шламы молибденита.
3. Разработан и внедрен способ оптимизации реагентного режима коллективной флотации, основанный на регулировании соотношения реагентов AERO MX-5140 и ВК-901 в зависимости от минерального состава руды. Показано, что снижение потерь меди при увеличении доли вторичных сульфидов обеспечивается дополнительной подачей собирателя ВК-901. Внедрение собирателя AERO MX-5140 в сочетании с ВК-901 позволило повысить извлечение меди и молибдена в одноименные концентраты соответственно на 1,04 и 20,7%. Экономический эффект за три года работы (2008 - 2010 г.) составил 4276,9 тыс. долл. США.
4. Проведен анализ результатов опробований и сменных показателей цикла доводки УчерновогоФ концентрата по фабричной схеме.
Установлено, что низкая эффективность существующей схемы обусловлена высокой циркуляционной нагрузкой промпродуктов в УголовуФ этой операции. Разработана и принята к внедрению схема доводки с отдельным промпродуктовым циклом. Показано, что исключение циркуляции промпродукта в новой схеме обеспечивает существенное повышение эффективности флотации молибдена.
5. Разработан и внедрен реагентный режим селекции медномолибденовых концентратов с применением гидратированного силиката натрия, исключающий подогрев пульпы и улучшающий экологию процесса. Годовой экономический эффект за счет снижения энергозатрат составляет 673,55 тыс. долл. США.
Публикации.
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 5 статьях (в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК).
1. Херсонский М.И., Десятов А.М., Дэлгэр Р. Разработка эффективных реагентных режимов флотации медно-молибденовых пиритсодержащих руд с применением композиций различных собирателей // Сб. научных трудов ФГУП Институт Гинцветмет. - 2008. - С. 8394.
2. Соловьева Л.М., Бондаренко О.П., Арустумян К.М., Дэлгэр Р., Гэзэгт Ш., Туяа Ц. Промышленное освоение новой технологии и современного оборудования НПО РИВС на обогатительной фабрике КОО Предприятие Эрдэнэт // Горный журнал.- 2008.- спец. Выпуск - С. 83-87.
3. Десятов А.М., Херсонский М.И., Дэлгэр Р., Туяа Ц. Применение силиката натрия в операции разделения медно-молибденовых концентратов с целью исключения подогрева пульпы // ФГУП Институт Гинцветмет - М., 2012 г.-7 с. - Библиогр.: 5 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 16.01.12 № 4-В 2012.//Указатель ВИНИТИ -2012-№3.
4. Дэлгэр Р., Баатархуу Ж., Туяа Ц., Десятов А.М., Херсонский М.И. Совершенствование схемы и реагентного режима медномолибденовой флотации в цикле доводки чернового концентрата на обогатительной фабрике Эрдэнэт // Цветные металлы.- 2012. - №2. - С. 21-24.
5. Десятов А.М., Херсонский М.И., Дэлгэр Р., Баатархуу Ж., Туяа Ц. Оптимизация технологического режима коллективной флотации медно-молибденовой руды месторождения Эрдэнэтийн Овоо в условиях изменения вещественного состава // ФГУП Институт Гинцветмет - М., 2012 - 6 с. - 5 ил. Библиогр.: 3 назв. - Рус.- Деп. ВИНИТИ 27.01.12 № 39 - В2012// Указатель ВИНИТИ -2012-№3.