Флотация драгоценных металлов

06.08.2018
К группе драгоценных металлов, иногда называемых благородными, подвергающихся флотации в том или ином масштабе, относятся: золото, серебро и платина с их спутниками в самородном состоянии или в виде соединений.

К группе редких металлов относится большой ряд минералов независимо от формулы, среди них рассмотрим такие, у которых флотационный процесс уже нашел то или иное применение.

Так, сюда войдут руды: ртути, молибдена, висмута, сурьмы, мышьяка, кобальта, вольфрама, радия и олова.

Обе эти группы в настоящее время переживают переломный период использования различных процессов обогащения.

Освоение флотации с большим экономическим эффектом в области полиметаллических руд заставило обратить на нее внимание и по обработке других полезных ископаемых, среди которых группы данного раздела занимают не последнее место.

Интересным является метод внедрения флотации в эту группу, исторически аналогичный флотации сернистых цветных руд — от комбинированной схемы к полной флотации.

Особенностью является обычно высокая стоимость конечных продуктов, часто с большим Kс и большая комплексность проблемы, особенно в области руд редких металлов. Поэтому сложная и комбинированные схемы, являясь рентабельными, удерживаются в практике современного обогащения.

По статистике использования различных методов на 1928 г. по золотым и серебрянным рудам в Америке обогащению подвергалось только 7,8% добываемых руд; 10,8% непосредственно шло на плавку, а 81,4% проходило амальгамацию и цианизацию. Участие флотации в 7,8% не указано, но можно считать его не особенно значительным. Это и понятно, так как флотации приходится конкурировать с весьма эффективным цианистым процессом.

Хотя ряд руд и является вполне пригодным для флотации, но использование ее целиком зависит от экономики. При циановом процессе получаемый продукт сразу идет на монетный двор, а флотационные концентраты должны пройти металлургическую обработку. В некоторых случаях комбинация этих методов: флотация с последующей цианизацией может явиться наиболее рентабельной комбинацией.

1. В области платиновых руд флотация дает хорошие результаты при обогащении руд, содержащих самородную платину и ее сернистые минералы. Лабораторные и опытные работы, проведенные в разных местах, несмотря на наличие краткости их описаний, все же показывают характер использования флотации для этих руд.

Пример 239. Рассмотрим по табл. 137 данные по флотации платиновых руд.

Таким образом, можно считать, что как в кислой, так и в нормальной среде при обычных реагентах флотация платиновой руды может быть осуществлена, конечно, при соблюдении нормального метода изучения факторов флотации.

2. Золотые и серебряные руды. Золото встречается в самородном состоянии или в виде теллуристых минералов, а также в неизвестной форме тонко вкрапленным в сернистые минералы тяжелых металлов, главным образом в пирите, халькопирите и арсенопирите.

Серебро встречается в виде самородного, сернистого или селенистого серебра в минералах: теллуристом золоте, сульфо-мышьяковых или сульфo-сурьмяных минералах, замещает медь в тетраэдрите и теннантите, и, наконец, в виде неизвестной формы тонко вкрапленным в сернистые минералы тяжелых металлов, в особенности в свинцовом блеске, халькопирите и арсенопирите.

То обстоятельство, что нам неизвестно, в какой форме в рудах присутствуют драгоценные металлы, объясняется тем, что число этих форм в сернистых минералах очень велико, а содержание их в минералах очень незначительно.

Для того, чтобы флотация могла заменить старые процессы извлечения золота, нужно, чтобы результаты обогащения при помощи этого метода были настолько выгодны, что покрывали бы не только расходы по амортизации оборудования флотационных фабрик, но и относительно большие расходы на амортизацию уже существующих циановых установок. На новых золотых месторождениях флотация, по-видимому, будет играть значительно более важную роль при обогащении определенных золотых руд и полностью или отчасти заменит циановый процесс.

Флотация имеет большое значение для обогащения серебряных руд отчасти потому, что серебро вообще легко извлекается при помощи флотации, а отчасти и потому, что извлечение серебра при помощи цианового процесса и амальгамации не дает таких хороших результатов, как извлечение золота.

Золото и серебро извлекаются из четырех родов сырья: 1) побочных продуктов, получаемых при обогащении руд тяжелых металлов, в которых драгоценные металлы присутствуют по большей части случайно. 2) руд, в которых драгоценные и тяжелые металлы обладают одинаковой стоимостью. 3) руд, в которых тяжелые металлы обладают меньшей стоимостью, чем драгоценные, но которые в общей массе состоят из сульфидных минералов, и 4) руд, в которых тяжелые металлы обладают также меньшей стоимостью, чем драгоценные, но которые содержат незначительное количество сульфидных минералов.

Продукты первого типа не представляют особенных трудностей при обогащении по сравнению с обыкновенными рудами тяжелых металлов. Желательным является только переход серебра и золота в концентраты свинца или меди, а не в концентраты цинка.

Руды второго типа, в которых стоимость тяжелых металлов того же порядка, как и стоимость драгоценных металлов, разделяются на золотомедные и серебро-свинцовые. Для руд первого типа необходимо применять флотацию по тем же схемам, как и для обыкновенных медных руд. Некоторые серебро-свинцовые руды содержат значительное количество цинка, так что метод их обогащения в общих чертах такой же, как и метод селективной флотации, при котором получается свинцово-серебряные и цинковые концентраты.

Руды, главную ценность которых составляют не тяжелые металлы, а драгоценные, и которые состоят в значительной степени из сульфидных минералов, разделяются на пиритные и мышьяковые золотые руды. Оба эти типа легко обогащаются при помощи флотации. Если вкрапленность золота в сульфидных минералах не очень тонкая, то такие руды можно обрабатывать при помощи цианового процесса, который в этом случае конкурирует с флотацией.

Te же руды, ценность которых главным образом в содержании драгоценных металлов или которые содержат незначительное количество сульфидных минералов, обрабатываются лучше при помощи цианового процесса или амальгамации, чем путем флотации.

Таким образом, при применении флотации к золотым рудам необходимо прежде всего увязывать технологию дальнейшей переработки золотосодержащих продуктов обогащения.

Флотируемость отдельных минералов


1. Металлическое золото. Самородное золото в виде тонкораздробленных частиц или в виде хлопьев легко извлекается флотацией. При этом в качестве реагентов применяют лишь высокосортные коллекторы и пенообразователи.

В тех случаях, когда частицы золота крупны или имеют слегка округленную форму, извлечение их флотацией становится затруднительным. Если же частицы имеют плоскую форму, то они могут быть флотируемы. Было установлено, что крупные частицы металлического золота всплывают более успешно в промышленных условиях, нежели в лабораторных. Это явление объясняется действием тяжелых шаров в мельницах промышленного размера, дающих большее количество плоских частиц.

Большая часть руд позволяет получать при флотации высокое извлечение и хорошее содержание золота в концентратах. При рудах, содержащих как крупное, так и мелкое свободное золото, в некоторых случаях лучше применять флотацию с амальгамацией или же предварительно пропускать их через концентрационные столы для отделения крупного золота.

Добавление химических реагентов обычно не является необходимым при извлечении из руд самородного золота, однако иногда добавляют к некоторым рудам жидкое стекло, которое диспергирует шламы с поверхности частиц металла. Значительное количество сернистого натра обычно тормозит всплывание металлического золота, но усиливает таковое в том случае, когда золото находится с пиритом.

2. Золото в сульфидах, как указывалось выше, легко извлекается флотацией вместе с сульфидами.

3. Металлическое серебро. Самородное серебро флотируется точно так же, как и самородное золото, т. е. лучше всего в виде тонкораздробленных частиц. При этом плоские частицы всплывают лучше, чем округленные. В промышленных условиях крупные частицы серебра часто принимают игольчатую форму, проходя через шаровые мельницы. В этом виде они флотируются очень легко.

Если частицы серебра тонко раздроблены или имеют плоскую или игольчатую форму,, то для флотации требуются только высокосортные коллекторы и пенообразователи. Добавление сернистого натра ускоряет процесс флотации и содействует извлечению более крупных частиц. Употребление этого реагента изменяет поверхность металлических частиц, сульфидизируя их, и очевидно увеличивает способность к адсорбции пленки коллектора.

4. Агрентит (сульфид серебра, серебряный блеск). Этот минерал в свежедобытом состоянии, когда частицы имеют сульфидные поверхности, флотируется очень хорошо. При небольшом потускнении минеральных частиц сернистый натр совместно с коллектирующими и пенообразующими реагентами обычно улучшает флотацию. Жидкое стекло также содействует извлечению слегка окисленного минерала. Ксантаты в большинстве случаев для этого минерала являются лучшими коллекторами, нежели масла, особенно когда минерал находится в состоянии легкого поверхностного окисления (потускнения). Щелочность среды достигается добавлением соды или извести, чем увеличивается эффективность коллектирующих реагентов.

5. Пираргирит (красная серебряная руда). Флотация этого минерала протекает легко. Извлечение иногда увеличивается добавлением серной кислоты. Сода также содействует процессу, особенно в присутствии химических коллекторов.

6. Стефан и т (черная серебряная руда). Этот минерал флотируется аналогично аргентиту.

7. Полибазит. При флотации этого минерала никаких затруднений не встречается. Этиловый ксантат является превосходным коллектором для полибазита, особенно при флотации в слегка щелочной среде.

8. Кераргирит (хлористое серебро, роговое серебро). В некоторых случаях кераргирит может быть легко сульфидизирован и после этого сфлотирован. Когда этото минерал освобожден от пустой породы, то сульфидизация его совершается хорошо. Нередко так называемые руды хлористого серебра, содержатся помимо хлорида еще и в других соединениях, например, в марганцевых или железных окислах.

9. Бромаргирит (бромистое серебро) и иодаргирит (иодистое серебро) флотируются трудно.

10. Серебро в сульфидах других металлов. Серебро, находящееся в соединении с сульфидами других металлов, может быть извлечено флотацией этих последних.

11. Серебро в окисленных рудах. Окисленные серебряные руды встречаются в виде многочисленных разновидностей. Многие из них флотируются хорошо. При этом почти во всех случаях до настоящего времени применялись сульфидизирующие реагенты для покрытия окисленных минералов сульфидной пленкой, что создает благоприятные условия для адсорбции коллектирующих реагентов. Во всех тех случаях, когда достигалась сульфидизация, минералы обычно легко флотировались. Однако в некоторых случаях очень трудно создать условия, при которых окисленные минералы поддавались бы легко сульфидизации. Иногда это, по-видимому, объясняется тем, что часть серебра находится в соединении с окислами железа или с некоторыми трудными для сульфидизации соединениями свинца.

В некоторых случаях было установлено, что есть, по-видимому, критическое время контакта с сульфидизирующим реагентом, выделяющееся в понижении извлечения, если обработка флотацией имеет место после недостаточного или наоборот излишне продолжительного контакта.

Употребительными реагентами для сульфидных руд серебра являются: ксантаты, тиокарбонилид, смесь T-T, масло Р.Е., аэрофлот, баррет № 4, каменноугольная смола, крезиловая кислота, сосновые масла, сернистый натр, жидкое стекло, известь и в редких случаях серная кислота.

Полезными реагентами для окисленных серебряных руд являются ксантаты, тиокарбонилид, масло Р.Е., сернистый натр и жидкое стекло.

При обогащении золото-медных руд иногда приходится применять несколько другую методику, чем при обогащении медных руд, в которых драгоценные металлы играют второстепенную роль. Это объясняется тем, что золото часто в одинаковой степени вкраплено в пирите или в пирротине, как и халькопирите.

При обработке золото-медных руд циановым процессом получается плохое извлечение золота и медь целиком теряется, при значительном расходе цианистого натрия. При коллективной флотации подобных руд получается объемистый концентрат, в котором содержание полезных минералов незначительно. При селективной флотации получается концентрат медных минералов, причем главная масса золота остается в хвостах с пиритом или пирротином. По исследованиям Годарда и Парсонса, руды подобного рода необходимо обогащать комбинированным методом флотации с циановым процессом и амальгамацией или с мокрым обогащением.

Пример 240. Разберем по табл. 138 сравнение результатов коллективной и селективной флотации при обогащении пиритной золото-медной руды (по Парсонсу), содержащей 9,62 г/т золота, 1,22% меди в виде халькопирита и 8,69% железа в халькопирите и пирите.

Из этих опытов видно, что не все золото соединено с халькопиритом. Приблизительно две трети его вкраплено в пирите или находится в самородном состоянии. Что в данном случае золото, оставшееся при селективной флотации в хвостах, не является самородным, видно из того, что его нельзя извлечь при помощи амальгамации.

В случае руд подобного рода высокое извлечение обоих полезных минералов получается при образовании коллективного концентрата, в котором содержание минералов незначительно. Того же можно достигнуть путем образования двух селективных концентратов: одного с высоким содержанием меди и другого с низким, подвергнув его обработке цианистым натрием посте обжига или без такового.

Пример 241. Золото-медная руда содержит 30,00 г/т золота, 2,21% меди в виде халькопирита и 11,23% железа, главным образом, в виде пирита. Эта руда подвергалась как амальгамации и обработке цианистым раствором, так и флотации. При амальгамации с небольшими затратами извлекалось свыше 70% золота. При обработке в цианистом растворе было получено извлечение золота от 93' до 96%, для этого приходилось руду тонко измельчать и для извлечения золота расходовать значительное количество цианистого натрия (4—6 кг/т). При флотации получилось извлечение 65—70% золота и около 90% извлечения меди.

Путем комбинирования метода флотации с циановым процессом, т. е. путем обработки раствором цианистого натрия хвостов флотации, извлечение золота увеличилось до 98% и в то же время расход цианистого натрия снизился до 2 кг/т.

Пример 242. Золото-медная руда содержит 22,07 г/т золота, причем девять десятых этого содержания в самородном состоянии, 0,4% меди в виде халькопирита и 1,67% железа, главным образом в виде пирита. При флотации такого рода руды получается хорошее извлечение меди, но большие потери золота. Это видно из двух опытов, которые приведены в табл. 139.

Можно значительно увеличить извлечение золота, если подвергнуть хвосты после флотации мокрому обогащению на столах, причем извлечение золота при этом увеличилось бы до 91,9—90,5%. При амальгамации пульпы до флотации извлечение золота доходило до 97,6%.

Таким образом, можно считать, что обогащение золото-медно-железных руд можно вести следующими методами:

1. Если золото целиком вкраплено в медные сульфидные минералы или находится в самородном состоянии в виде мелких зерен, то при селективной флотации медных минералов, при небольшом значении pH получается полное извлечение золота в медные концентраты.

2. Если золото вкраплено в сульфидные минералы, частью в медные и частью в железные, то существует несколько схем обогащения с применением флотации. По одной схеме получается бедный коллективный концентрат, что выгодно в том случае, если содержание железа в руде не очень высоко. По другой схеме получается один селективный медный концентрат и второй железный концентрат, свободный от меди: этот железный концентрат в дальнейшем подвергается обработке цианистым натрием после обжига или без такового.

3. Если золото частично вкраплено в медные минералы, а также встречается в виде самородных крупных зерен, то нужно применять амальгамирование пульпы перед флотацией.

4. Если золото отчасти вкраплено в медные минералы и отчасти рассеяно в виде мельчайших зерен в пустой породе не сульфидных минералов, то после флотации медных минералов применяется обработка хвостов циановым процессом.

Кроме того, нужно обратить особенное внимание на возможно полное извлечение золота и меди и не стараться возможно тщательнее отделять медь от железа. Т. е. в данном случае извлечение металла является гораздо более важным, чем получение богатых концентратов. Обычно в этих случаях допускается применение более значительных количеств собирателей и вспенивателей и значительно меньшее применение подавляющих флотацию железа реагентов, чем при обогащении простых медных руд, в которых стоимость драгоценных металлов незначительна по сравнению со стоимостью меди.

При обработке колчеданных золотых руд при тонком прорастании золота в пирите цианирование становится не эффективным без предварительного обжига, что является экономически невыгодным. В этом отношении наиболее экономным оказалось применение флотации, дающее высокое извлечение.

Флотация также может быть использована для хвостов после цианового процесса, для доизвлечения золота и серебра из таких руд, в которых эти металлы вкраплены в кристаллы пирита и если эти металлы входят в состав теллуристых, селенистых и сернистых минералов.

При флотации хвостов циановых заводов необходимо учитывать, что присутствующие в пульпе цианитовые соли и извести могут депрессировать флотацию пирита и этим затруднять ее, вследствие этого необходимо применять промывку или активаторы (медный купорос и соду для осаждения извести). Таким образом оба процесса дополняют друг друга.

Следует отметить, что рядом опытов установлено благотворное влияние на флотацию применения соленой воды вместо пресной. Известно, что 2% раствор соли в воде способствует образованию хлопьев из тонких взвешенных твердых частиц (действие морской воды на разные илы).

Пример 243. Рассмотрим по табл. 140 влияние на флотацию соленых пульп.

Таким образом, селективность разделения при соленой пульпе почти в два раза выше, чем при пресной и добавка ксантата калия несколько ее повышает.

Комплексные руды золота, содержащие мышьяк и сурьму, могут представить затруднение главным образом из-за сурьмы. Получение коллективного; золотомышьякового концентрата идет обычным путем в слегка кислой пульпе (pH порядка 6,0). При наличии сурьмы, из-за трудностей при цианировании, ее предпочитают выделить селективно в самостоятельный сурьмяный концентрат, флотируя с пенообразователем.

Что же касается флотации серебряных руд, то их самостоятельное распространение относительно небольшое и они для нас имеют подчиненное значение; флотируемость же их протекает нормально.

Пример 244. Разберем по табл. 141 условия флотируемости (по Парсонсу) хвостов после амальгамации серебряной руды, содержащей 619,8 г/г серебра в виде аргентита и самородного серебра. Реагентами служили: сода 2,5 кг/т, особая смесь из каменноугольного дегтя 0,375 кг/т, медный купорос 1,0 кг/т, ксантат 0,050 кг/т и сосновое масло 0,085 кг/г.