Выделение сульфидов из оловянных руд и концентратов

Когда в руда содержатся большие количества тонковкрапленных сульфидов, их обычно выделяют флотацией либо из гравитационного концентрата, либо из измельченной руды перед гравитационной переработкой. В тех случаях, когда сульфиды присутствуют в виде крупных включений, флотацию применять нецелесообразно: для выделения сульфидов используют флотогравитацию или Мюрекс — процесс.

При флотации перед обогащением на столах полное выделение сульфидов достигается редко, и поэтому в большинстве случаев требуется еще дополнительно флотировать концентраты со столов.

Один из недостатков флотации в применении к обогащению оловянных руд состоит в том, что для этого процесса основная масса сульфидов должна быть тонко измельчена, и поэтому приходится измельчать и касситерит.

Потери олова увеличиваются, если касситерит находится в виде крупных частиц и подвергается измельчению. Это затруднение можно преодолеть, используя Мюрекс-процесс для переработки концентратов отсадочных машин и столов. На фабрике Мачи концентраты доизмельчали до 3 мм, затем материал —0,21 мм отделяли и направляли на периодическую флотацию, а оставшийся материал перемешивали с серной кислотой в смесителе для доведения значения pH до 2,8 и обрабатывали магнетитовой суспензией в топливном масле. При этом сульфиды покрывались пленкой магнетита и легко отделялись на магнитном сепараторе в слабом магнитном поле.

Флотогравитацией также можно выделить сульфиды при значительно большей крупности частиц, чем пенная флотация.

При переработке оловянного концентрата, содержащего пирит, арсенопирит и халькопирит крупностью от 0,8 до 0,1 мм, сульфидные хвосты от флотогравитации содержали 0,65% олова против 1,2—1,4% в пенном продукте флотации, полученном после доизмельчения первичного концентрата.

Эффективным способом удаления серы и мышьяка из оловянных концентратов является обжиг. Для этого сульфиды обжигают намертво до образования окиси железа, которая, будучи пористой и хрупкой, легко отделяется от касситерита при последующем гравитационном обогащении. Все промпродукты доизмельчают, причем окись железа превращается в шламы и уходит в хвосты при обогащении на столе.

При обжигании намертво происходят следующие реакции:

При наличии медных минералов образуется окись меди, что может привести к необходимости кислотного выщелачивания для ее выделения. На практике, однако, значительная часть меди превращается в сульфат, который может выщелачиваться горячей водой с последующим осаждением меди на железном скрапе.

Полностью окислить пирит бывает трудно, особенно если он присутствует в больших количествах или в виде крупных частиц. В таких случаях часть пирита превращается в полуторную окись железа, которую можно выделить магнитной сепарацией.

Магнитизирующий обжиг применяется иногда в случае крупнозернистого концентрата. При этом часть серы выделяется, а частицы пирита с поверхности превращаются в полуторную окись железа, которая легко извлекается на магнитном сепараторе малой интенсивности. При этом важным фактором является узкая классификация материала. Потери часто объясняются декрепитацией, особенно при наличии вольфрамита.

Этот метод применялся ранее на фабрике Лаллегуа в Боливии для доводки гравитационного концентрата, содержавшего 15% олова и 27% серы (в виде пирита). После обжига материал пропускали через магнитный сепаратор, магнитная фракция которого содержала 22% серы. В немагнитном оловянном концентрате содержалось 1—2% серы.

При наличии в концентрате вольфрама обжиг часто повышает магнитную проницаемость этого минерала, но одновременно вызывает сильную декрепитацию, что приводит к потерям.

В опытах, проведенных на фабрике Ист Пул (Англия), было найдено, что после нагрева навески вольфрамита крупностью —0,35+0,21 мм до 930° С обожженный материал содержал 66,1,% материала —0,21 мм и 18,5% —0,074 мм. При повышении температуры до 1100°C крупность обожженного продукта была 73% —0,21 ми и 21% —0,074 мм. Это объясняется тем, что частицы растрескиваются на очень тонкие пластинки по спайности при декрепитации, так что их почти невозможно обогащать гравитационными методами. Декрепитация касситерита незначительна после нагрева до 930°С 2,25% проходит через сито с отверстиями размером 0,074 мм, а при нагреве до 1100° С — 3,25%,

Выбор того или иного процесса для удаления сульфидов из оловянного концентрата зависит от минералогического состава руды, содержания сульфидных минералов и размера их вкрапленности

Флотация и флотогравитация дают значительное преимущество в отношении эксплуатационных расходов и извлечения при большом содержании пирита, арсенопирита и халькопирита, а также в тех случаях, когда сульфиды меди или спинка необходимо выделить в качестве побочного продукта.

Эти процессы также являются желательными при наличии вольфрамита. Обжиг может дать оловянный концентрат более высокого качества в тех случаях, когда сульфиды сильно окислены или в перерабатываемом концентрате содержится значительное количество сидерита и других железных минералов,

В тех случаях, когда и руде содержится достаточное количество медесодержащих минералов, для выгодного их извлечения применяют селективную флотацию перед гравитационным обогащением или не флотируют пирит и медные сульфиды о коллективный концентрат с дальнейшей депрессией пирита и выделением медного концентрата.

Можно также выщелачивать медь после предварительного обжига.

Оловянные концентраты, содержащие сульфиды, в ряде случаев подвергаются хлорирующему обжигу, а затем выщелачиванию. При хлорирующем обжиге концентрата сульфидные минералы висмута, мышьяка, меди, свинца, цинка и др. переходят в легкорастворимье хлориды, которые затем выщелачиваются из огарка горячей водой, раствором хлористого натрия или соляной кислотой.

Наиболее широко при выщелачивании применяется соляная кислота, в которой касситерит растворяется незначительно. Растворение производят в крепкой соляной кислоте, содержащей 15—28% HCl, при температуре 90°С и выше. При выщелачивании в раствор переходят мышьяк и висмут, медь и свинец удаляются труднее.

Сульфидные минералы свинца, цинка, сурьми и висмута выделяют флотацией; но если эти минералы окислены, могут потребоваться обжиг и кислотное выщелачивание.

Мышьяк удаляется при окислительно-восстановительном обжиге оловянных концентратов. Концентраты обжигают при температуре 700—800°C; при этом мышьяк улетучивается в виде соединений AS1S1 и AS2O3, которые улавливаются.

При обжиге оловянных концентратов, содержащих мышьяк, летучие соединения мышьяка собираются в камерах, где они осаждаются при охлаждении. На каждую тонну трехокиси мышьяка в сутки требуется объем камер 280 м3. На руднике «Саут Крофти» (Корнуэлл) камеры имеют перегородки, так что отходящие газы проходят расстояние примерно 120 м, а затем уходят через промывные башни в атмосферу.

На рис. 118 приведена схема доводки гравитационного концентрата, состоящего из касситерита, пирита, арсенопирита и пиротина. Содержание олова в этом концентрате колеблется от 10 до 20%* При небольшом выходе шламов и содержании в них 15—20% олова шламы добавляют к готовому концентрату. При большом выходе шламов их подвергают пенной флотации для удаления сульфидов. Перемешивание с реагентами перед флотогравитацией производится в спиральном смесителе при 50% твердого. В качестве реагентов применяют серную кислоту, нефтяное масло, мазут. Концентрат после доводки содержит от 10 до 50% олова.

На рис. 119 приведена схема доводки гравитационного концентрата, содержащего касситерит и сульфиды. Доводка осуществляется флотогравитацией и флотацией. Измельченный первичный концентрат подвергается классификация в механическом классификаторе, пески которого поступают на доводку флотогравитацией, а слив — пенной флотация.

На фабрике Клигга о Корнуэлле концентрат отсадочных машин додрабливался до —1,65 мм, а затем из класса +0,25 мм флотогравитацией выделялась арсенопирит, пирит и халькопирит: эти же минералы извлекали из класса —0,25 мм пенной периодической флотацией. Схема флотационного отделения этой фабрики показана на рис. 120, г применяемые реагенты приведены в табл. 116.

На рис. 121 приведена схема доводки на фабрике Ceppo де Потози.

Псиный продукт флотации перемещают пять раз перед тем, как направить в отвал, а непенный продукт обогащают на столах Дейстера с получением богатого концентрата, отправляемого на металлургический завод.