Флотация берилловых руд

08.07.2020

Oсновная задача при селективной флотации берилла заключается в отделении его от других силикатов и окислов, обладающих близкими флотационными свойствами.

Берилл флотирует с жирными кислотами, из которых наиболее полно исследована олеиновая кислота. Флотация берилла жирными кислотами лучше всего осуществляется в среде, близкой к нейтральной (pH = 6—8). При повышенных расходах жидкое стекло, серная кислота и сода депрессируют берилл. Флотируемость берилла в нейтральной или слабощелочной среде улучшается после обработки едким натром, сернистым натрием или плавиковой кислотой в густой пульпе с последующей промывкой до нейтральной среды. Обесшламливание и умягчение воды также улучшают флотацию.

Берилл флотируют и катионными собирателями. Ионы железа и алюминия активируют берилл и сопутствующие минералы, выравнивают их флотационные свойства, и разделение становится невозможным. Активирующее действие оказывают также ионы кальция и магния.

Для обогащения бериллиевых руд разработаны две принципиально различные схемы флотации — кислотная и щелочная. По кислотном схеме в качестве регуляторов флотации применяются сорная н плавиковая кислоты. По щелочной схеме для этой цели используются сернистый натрий, едкий натр и сода.

Обработка серной и плавиковой кислотами при флотации берилловых руд анионными собирателями приводит к депрессии минералов пустой породы, вызываемой удалением с поверхности активирующих ионов, а флотация берилла при этом активируется. При флотации с катионным собирателем плавиковая кислота активирует берилл и полевой шпат, а кварц при этом депрессируется.

Кислотная схема флотации может осуществляться в двух вариантах — коллективная и селективная.

По коллективной схеме (рис. 217) проводится предварительная флотация сульфидов ксантогенатами, а затем катионным собирателем выделяется слюдяной концентрат. После этого материал обрабатывают серной и плавиковой кислотами и флотируют в коллективный концентрат берилл и полевой шпат катионным собирателем; кварц остается в хвостах. После удаления из коллективного концентрата остатков реагентов в результате трехкратной промывки проводят берилловую флотацию с применением в качестве собирателя жирной кислоты. Полевой шпат при этом не флотирует и остается в хвостах.

В Горном бюро США разработан метод обогащения руд с низким содержанием берилла. После измельчения руды ее обесшламливают и флотируют слюду. Руду обрабатывают в течение 3 мин смесью серной кислоты 2,25 кг/т, собирателя, в качестве которого применяют соль алкиламина, например жирного аминацетата 20—70 г/т, пенообразователя — метил-амилового спирта 4—5 г/т. Обработка производится при 50% твердого; после разбавления до 25% твердого флотируют мусковит.

Затем пульпу обрабатывают плавиковой кислотой 2,25 кг/т с тем же собирателем и пенообразователем, что и в первой стадии, и в тех же количествах. После этого выделяют в коллективный концентрат берилл и полевой шпат.

Коллективный бериллово-полевошпатовый продукт перемешивают в плотной пульпе (50% твердого) с гипохлоритом кальция (200—900 г/т в течение 5 мин, отмывают реагенты, разбавляют пульпу до 25% твердого и флотируют в сернокислой среде (0,45—1,8 кг/г) нефтевым сульфонафтом молекулярного веса 250—130 при расходе 0,2—1,5 с/т. Берилл переходит в пенный продукт, а полевой шпат остается в камерном продукте.

Этим процессом был получен из руды с содержанием 0,25% берилла концентрат, содержащий 66,5% берилла при извлечении 74,1%, Из руды, содержавшей 10,1% берилла, был получен концентрат, содержавший 97,4% берилла при извлечении 82%.

При флотации по селективной схеме вначале проводят слюдяную флотацию катионным собирателем в сернокислой среде при pH = 3. После этого хвосты слюдяной флотации сгущают и обрабатывают плавиковой кислотой. Затем отмывают остатки кислоты и собирателя и проводят берилловую флотацию жирной кислотой в щелочной среде; при этом в хвостах остаются кварц и полевой шпат. Берилловый концентрат перечищают иногда с собирателем и с добавкой плавиковой кислоты. Доводка бериллового концентрата после перечистки (если в этом есть необходимость) может осуществляться варкой с содой, жидким стеклом или сернистым натрием (рис. 218).

Если в руде имеют сульфиды, их выделяют перед слюдяной флотацией. При большом содержании в руде флюорита его флотируют после сульфидной флотации жидким стеклом и небольшим количеством анионного собирателя.

Ecли о руде содержится много сильноразрушенного полевого шпата, лучшие результаты получаются при флотации по селективной схеме. Во всех остальных случаях целесообразнее применять коллективную схему флотации, по которой можно получать раздельно полевошпатовый и кварцевый концентраты.

При флотации по кислотным схемам можно успешно отделить берилл от кварца и полевого шпата, по присутствующие в некоторых рудах амфиболы и амблигонит переходят в берилловый концентрат. Амфиболы можно отделить варкой чернового концентрата при 85°C с содой 0,5 кг/т и жидким стеклом 0,1—0,2 кг/т. После варки берилловый концентрат перечищают. Разделение чернового бериллово-амблигонитового концентрата осуществляют после варки с жидким стеклом и небольшим количеством анионного собирателя. При последующей перечистке амблигонит переходит в пенный продукт, а берилл остается в хвостах.

Лэмб и Шторме перемешивали плотную пульпу, удаляя образовавшиеся при этом шламы, и затем флотировали обесшламленный материал жирной кислотой. При обесшламливании руды добавляли 1,35—2,7 NaF и 3,15—6,75 кг/т H2SO4 (pH = 2—2,5), флотацию проводили умягченной воде (0,09 кг/т NaF, pH около 7), применяя в качестве собирателя жирную кислоту (0,045—0,11 кг/т).

Гранат, апатит, турмалин и слюда флотировались вместе с бериллом. Поэтому сначала флотировали апатит и в случае больших количеств слюды флотировали се катионным собирателем додециламином. Для флотации крупного берилла питание флотации сначала обрабатывала додециламином, а затем олеатом натрия. При такой обработке собирателями достигалась хорошая флотация крупных частиц.

В кислой среде, создаваемой плавиковой кислотой, при соответствующем значении pH полевой шпат флотирует с аминами, а берилл остается в хвостах.

Можно также флотировать берилл собирателем типа керосиновыx сульфонатов, депрессируя полевой шпат.

Кеннеди и O'Mиpa изучали отделение берилла от альбита, мусковита, турмалина, кварца и других минералов. При этом проводилась оттирка поверхности частиц плавиковой кислотой и последующее удаление шламов. При оттирке издерживали значение рH=2,5. В интервале от 11 до 62° С результаты флотации не зависели от температуры.

При разделении берилла и турмалина было установленo, что с додециламином в присутствии фтористоводородной кислоты происходила флотация берилла, в присутствии серной кислоты — флотировал турмалин, а берилл оставался в хвостах.

На рис. 219 приведена флотация берилловой руды месторождения Готта-Валден (США). Обогащение осуществляется по кислотному процессy с получением коллективного полевошпатово-бериллового концентрата л последующего его разделения.

Руда состояла из 1,3% берилла, 21,0% слюды, 47% полевого шпата, 27% кварца и 3,7% других минералов. Раскрытие берилла достигалось, при измельчении до 0,83 мм.

Измельченная руда подвергалась предварительному обесшламливанию, так как без этой операции нельзя было получить кондиционных берилловых, слюдяных, полевошпатовых и кварцевых концентратов.

Схема включает последовательную флотацию слюды, берилла и полевого шпата; оставшийся продукт представляет собой кварцевый концентрат. Флотация слюды и полевого шпата осуществляется катионными собирателями. Для флотации берилла используется олеиновая кислота, которая добавляется в пульпу после обработки руды плавиковой кислотой и нейтрализации полученного раствора кальцинированной содой. Bсе продукты флотируют с добавлением нейтральных нефтяных масел. Вместе с бериллом флотируются гранат, турмалин и остатки слюды. Эти минералы выделяются из бериллового концентрата в виде промпродукта на магнитном сепараторе высокой интенсивности,

В табл. 179 приводится расход реагентов при флотации руды месторождения Госта-Велден, а в табл. 180 — показатели обогащения.

При флотации по щелочным схемам обработка руды щелочными реагентами осуществляется в процессе измельчения или непосредственно перед берилловой флотацией.

Лэмб подвергал исследованию руду месторождения Викс-Квори (США), содержавшую берилл, полевой шпат (ортоклаз), слюду, кварц и небольшое количество граната и окислов железа. Он обрабатывал измельченную и обесшламленную руду едким натром в количестве 2,5 кг/т, затем производил отмывку до слабощелочной реакции и флотировал берилл жирной кислотой кокосового масла при расходе 0,4кг/т. Черновой концентрат подвергался двум перечисткам без реагентов. Пo этой схеме (рис. 220) из руды, содержавшей 1,3% BeO, был получен концентрат, содержащий 12,2% BeO, при извлечении 74,7% (табл. 181).
Флотация берилловых руд

В BИМCe М.А. Эйгелесом и И.Т. Левнуш разработан метод селективной флотации руд мелкокристаллического берилла по щелочной схеме в основе которой лежат следующие положения.

Активация минералов пустой породы предотвращается в результатe использования натрий-катионированной воды, из которой удалены интенсивно активирующие флотацию пустой породы катионы кальция, магния, алюминия, железа.

Исследования сорбции многовалентных катионов кварцем, полевым шпатом и бериллом, проведенные в ВИМСе Эйгелесом, Бояршиновой и Базовой методами радиометрических и электрокинетических изменений. показали уравнение поверхностных свойств минералов в растворах со значительным содержанием солей кальция, магния и железа. Основным источником соединений кальцин является вода, используемая для флотации, а железа — главным образом продукты износа футеровки мельниц и шаров.

Использование для флотации умягченной воды улучшает ионный состав жидкой фазы пульпы, уменьшая содержание в ней солей многовалентных металлов. Вредное действие на селективность флотации, оказываемое солями многовалентных металлов, весьма сильно и при использовании анионных собирателей не позволяет получить высококачественных берилловых концентратов. Оно сказывается раньше всего в резком усилении флотируемости кварца, полевого шпата, слюд, сланцев и других минералов, которые, переходя п пенный продукт вместе с бериллом, загрязняют концентрат.

Регулирование ионного состава пульпы применением для флотация натрий-катионированной воды позволяет повысить селективность флотации берилла из кварцево-полевошпатовых руд: полевой шпат, кварц и слюда флотируются в сильно уменьшенном количестве.

В качестве селективно действующего щелочного депрессора используется сернистый натрий, депрессирующий основную массу пустой породы: кварц, полевой шпат, различные слюды. При селективной флотации слюдитовых руд сернистый натрий депрессируст актинолит и различные сланцы — актинолитовые, хлоритовые и т. л. Преимуществом сернистого натрия является отсутствие необходимости отмывки избытка депрессора и возможность депрессировать в одни прием основные минералы пустой породи.

Интенсификация флотации берилла достигается обработкой пульпы собирателем при се подогреве до 80—85°С; и этих условиях собирательное действие олеиновой кислоты значительно усиливается, что обеспечивает высокое извлечение берилла. Кроме того, устранение многовалентных катионов при умягчении поди предотвращает переход олеиновой кислоты в олеаты многовалентных металлов, имеющих резко пониженные и малоселективны собирательные свойства.

Схема флотации, предложенная для осуществления этого процесса, включает следующие операции: дробление, измельчение и обесшламливание; обработку реагентами и подогрев пульпы, флотацию берилла с одной-тремя перечистками.

Если в руде присутствуют легкофлотирующиеся минералы талька или сульфидов (молибденита, пирита и др.), их удаляют предварительной флотацией. Минералы тантала, ниобия, вольфрама и другие минералы, характеризуемые высоким удельным весом, удаляют до флотации гравитационными методами.

При обогащении кварцево-полевошпатовых и слюдитовых руд различных типов указанным процессом получаются концентраты, содержащие 8—11% BeO при извлечении от 70 до 90%. Ho если в рудах присутствует значительное количество флюорита, топаза, турмалина и других минералов, обладающих лучшей флотируемостью, чем берилл, и не депрессирующихся сернистым натрием, концентраты получаются низкого качества.

В результате исследования для таких руд Левиуш, Сахарова и Фуки разработали метод флотационной доводки низкосортных концентратов, сущность которого заключается в дезактивации минералов чернового концентрата, обработанных в предыдущих циклах олеиновой кислотой, и последующей флотации более легкофлотируемых минералов — примесей в пенный продукт. Берилл при этом остается в камерном продукте.

В результате доводки низкосортных концентратов содержание окиси бериллия в конечном концентрате повышается до 8—12% при извлечения 50—94,5% от чернового концентрата (без обработки промпродукта).

Разработанные в лабораторных условиях метод и схема извлечения легкокриталлического берилла были проверены в полупромышленных на слюдитово-кварцево-полевошпатовых рудах, которые подтвердили данные лабораторных исследований.

Испытания, проведенные на полупромышленной установке для извлечения мелкокристаллического берилла из хвостов комплексных руд. обогащаемых на вольфрам и молибден, также подтвердили данные лабораторных исследований. В полупромышленном масштабе был получен берилловый концентрат, содержащий 8,5-8,7% BeO при извлечении 67% в открытом цикле. Промпродукты успешно разасситно изучались в лабораторных условиях, при этом качество концентрата не оказалось, а извлечение повышалось до 70—72%.

Недостатком схемы, разработанной ВИMCoм, является необходимость подогрева основной массы руды в виде пульпы, сгущенной до 50% твердого перед основной флотацией. В дальнейших исследованиях были разработаны условия упрощения схемы и проведения основной флотации без подогрева пульпы. По упрощенной схеме флотация проводится олеиновой кислотой при температуре 22—23°С и при малом расходе серистого натрия. Затем черновой концентрат, выход которого составляет 115-20% от исходной руды, перед перечистными операциями подвергается обработке для десорбции собирателя. После этого черновой концентрат перечищают в присутствии сернистого натрия и олеиновой кислоты, вводимой в пульпу, подогретой до 80—85° С.

В этой схеме в лабораторных условиях из кварцево-полевошпатовых руд были получены концентраты, содержащие 8,5—9% BeO при извлечении 70—80 % от руды.

В табл. 182 привезены показатели флотации, полученные рядом авторов в лабораторных условиях при обогащении руд нескольких месторождений по различным схемам.

Из приведенных данных видно, что результаты обогащения, полученные как по кислым, так и по щелочным схемам, близки между собой.

Обогащение слюдитовых руд, в которых наряду с кварцем и полевым шпатом в преобладающем количестве присутствуют слюдистые тальково-хлоритовые, углистые и другие сланцы, а также актинолит, турмалин, флюорит, маргарит, представляют более сложную проблему. Для флотации берилла из слюдитовых руд, так же, как и для кварцево-потевошпатовых, разрабатывались кислые и щелочные схемы. В своей основе оба процесса при их применении для обогащения слюдитовых руд сохраняются такими, как и для полевошпатово-кварцево-берилловых руд.

В схеме флотации слюдитово-берилловых руд дополнительно вводятся операции, необходимые для получения высококачественного бериллового концентрата. По сравнению с кварцево-полевошпатовыми рудами при флотации по кислой схеме она усложняется введением флюоритового и актинолитового циклов флотации и ряда перечисток с подогревом пульпы.

По щелочной схеме, разработанной в BHMCe для слюдитовых руд, вводится дополнительно до обработки реагентами цикл тальковой флотации,

Показатели обогащения слюдитово-берилловых руд в лабораторных условиях по разным схемам (по данным М.Д. Эйгелеса, И.Т. Левнуш и И.В. Фуки) приведены в табл. 183.

В Иргиредмете разработана щелочная схема флотации берилловых руд с применением едкого натра для депрессии минералов пустой породи и активации берилла (17).

В результате исследований было установлено, что чистый берилл обладает низкой флотационной способностью, а берилл, подвергшийся выветриванию, практически не флотирует жирными кислотами. Обработка поверхности минерала растворами едкого натра редко увеличивает флотоактивность берилла, незначительно улучшает флотационные свойства полевого шпата и не изменяет свойств кварца. Влияние предварительной обработки едким натром на флотируемость берилла, кварца и полевого шпата олеиновой кислотой (по данным П.В. Чипанина) показано в табл. 184.

Такое же действие на берилл оказывает кальцинированная сода. Кроме активирующего действия на берилл, щелочь препятствует активации минералов пустой породы при подготовке пульпы к флотации. В связи с этим в щелочной среде почти не наблюдается адсорбции анионного собирателя на кварце и других минералax пустой породы. При обработке руд, подвергшихся выветриванию и выщелачиванию, щелочь способствует удалению с поверхности берилла продуктов их разрушения.

Активация едким натром, по методу Иргиредмета и сернистым натрием по методу ВИМСа в большинстве случаев дает близкие результаты как по качеству концентрата, так и по извлечению берилла. Однако при большом содержании ожелезненного кварца в руде сернистый натрий более полно депрессирует кварц.

Показатели флотации, получаемые по щелочной схеме, не ниже, чем со кислотной с применением плавиковой кислоты. Щелочной метод позволил разработать схемы обогащения для некоторых бедных мелковкрапленных берилловых руд с вполне удовлетворительными показателях.

Из работ, проведенных Иргиредметом, представляют интерес исследования руд, в которых содержание смеси бериллия составляет 0,037 и 0,070%. Руды различают по минералогическому составу и флотационным свойствам минералов. В первой руде содержится относительно большое количество легкофлотирующихся турмалина и граната, а в другой руде — ожелезненного кварца. Кроме того, берилл второго месторождения содержит газовые и жидкие включения и частично покрыт пленками Fe и Mn.

Для первой руды в начале процесса предусмотрена флотация турмалина и граната, осуществляемая в содовой среде при небольшом pacходе собирателя. Xвосты этой операции обрабатывают каустической содой или сернистым натрием, отмывают от избытка щелочи и шламов и флотируют в содовой среде с олеиновой кислотой. Полученный концентрат перечищают сначала без реагентов, а затем еще три-четыре раза в содовой среде при pH — 9,5 для отделения от мусковита, кварца и полевого шпата. В результате получается грубый концентрат с выходом 5%, содержащий окиси бериллия 0,8% при извлечении 80—84%.

Для выделения из грубого концентрата оставшихся турмалина и слюды применяются доводочные флотационные операции.

Схема обогащения второй руды отличается отсутствием флотации турмалина. Грубый концентрат подвергается доводке. Удаление остатков слюды из бериллового концентрата достигается перечисткой на концентрационном столе. Показатели обогащения этих руд приведены в табл. 185.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна