Флотация цинковых руд

06.08.2018
Цинковые руды практически содержат только сернистые разновидности.

Окисленные минералы встречаются в незначительном количестве в верхних зонах месторождений и при вторичной минерализации и не имеют практического значения. Некоторые из окисленных цинковых минералов — силикатная группа — не показывают пока признаков флотируемости и вообще подвергались незначительному изучению.

Основным сернистым цинковым минералом в этих рудах является цинковая обманка или сфалерит ZnS и ее разновидность марматит (2ZnS*FeS).

При наличии в руде других соединений полезных металлов руда называется полиметаллической и рассматривается ниже.

Цинковые руды обычно бедны и требуют обогащения. Их концентраты обрабатываются металлургически сухим или мокрым способом. Сухой способ, нашедший большое распространение, состоит в основном из обжига и восстановления (дестилляционный способ). При этом на трудность обжига влияет то или иное наличие серы, которую почти нацело приходится выжигать. Кроме того на обжиг влияют свойства присутствующих примесей, например, свинец и известь, действующие отрицательно. Вследствие несовершенства дестилляционного способа извлечение в нем цинка не превышает 86—89%, что ставит задачу перед обогащением получения высокосортного кондиционного концентрата с возможно высоким процентом извлечения, чтобы общее извлечение было промышленно приемлемым.

Флотационная характеристика цинковых минералов


1. Цинковая обманка по своей флотируемости стоит ниже других сернистых соединений меди и свинца. Без применения усилителей (активаторов) на ней трудно получить под действием стандартных коллекторов стабильный адсорбционный слой, так как образующиеся на поверхности ее соединения легко растворимы. Кроме того, стабильности слоя мешает образующаяся на поверхности цинковой обманки пленка труднорастворимого гидрата окиси цинка. Поэтому при флотации цинковой обманки особую роль играет контроль pH пульпы. Из фиг. 186 видно, насколько важно установить pH пульпы для каждой данной разновидности цинковой обманки в эксплуатируемой руде. Так, можно считать, что флотационная способность ее в кислой среде максимальна и понижается (быстро или постепенно) при переходе к нейтральной и особенно к щелочной среде. Поэтому иногда флотацию цинковых руд ведут в кислой среде с серной кислотой.

Крупность зерен также влияет на флотируемость сфалерита и по Годэну, например, при расходе 0,2 кг/t переходит в пену (класс 100—600 меш) от этилового ксантата около 1%, от амилового — 41% и от гептилового — 99%, при pH около 6,5.

Обычно практика идет по пути активации, используя свойство цинковой обманки активироваться солями металлов, сульфиды которых менее растворимы в воде, чем сульфид цинка (например, последовательно — соли серебра, меди, ртути, кадмия и свинца). Из всех их на практике нашло преимущественное распространение применение медной соли в виде медного купороса. При этом образующаяся по реакции (72) по стрелке направо пленка ковеллина имеет толщину всего лишь в несколько диаметров атома и становится активной для воздействия стандартных коллекторов.

По Годэну концентрация 1 г меди на 10 млн. частей воды уже достаточна для активирующего воздействия на цинковую обманку, с образованием пленки CuS. Эта пленка может быть растворена цианидом с образованием медноцианистого иона Cu (ON)5'', поэтому при активации цинковой обманки необходимо вести контроль на наличие в пульпе свободного цианида, как низводящего на-нет флотируемость сфалерита.

Соли цинка также помогают понижать флотируемость сфалерита, побуждая ионы цинка занять место атомов меди на поверхности минералов с протеканием реакции (72) по стрелкам налево.

Наконец, известным депрессором для цинковой обманки является цинковый купорос.

Повышение температуры до 30—40° С обычно повышает извлечение цинка.

Пример 228. Разберем по табл. 129 сравнительное действие в трех опытах этилового ксантата калия и амилового меркаптана на флотацию цинковой обманки из руды с большим содержанием пирита в качестве пустой породы.

Таким образом мы видим, что амиловый меркаптан в обоих опытах дает значительно лучшие показатели против этилового ксантата и выбор качества концентрата между 2-м и 3-м опытом будет зависеть от кондиции на содержание серы и цинка в концентрате. Во всяком случае эти опыты показывают, что после активации цинковой обманки она ведет себя в отношении реагентов примерно аналогично медным сульфидам.

2. Галмей или каламин является кремнистым цинковым минералом, с относительно трудной флотируемостью. Коллекторами для него служат высокомолекулярные жирные кислоты, причем наличие в пустой породе больших количеств известкового шпата и других минералов щелочных земель ухудшает их действие.

3. Смитсонит или цинковый шпат является углекислым минералом и может относительно легко флотироваться с мылами, ксантатами и меркаптанами, молекулы которых содержат длинные углеводородные цепи.

Пример 229. Разберем по табл. 130 результаты некоторых предварительных опытов флотации искусственной смеси углекислого цинка, загрязненного железом и марганцем (вероятно, в виде твердых растворов), с кальцитом при помощи ксантатов и гидросульфидов с длинной цепью. Несмотря на то, что на результаты, приведенные в данной таблице, надо смотреть только как на предварительные, из них ясно видно, что можно отделить углекислый цинк от других карбонатов при помощи некоторых определенных химических собирателей.

Примечание. При добавлении октилового ксантата было замечено чрезмерное образование пены.