Флотация сульфидных медных руд

Типичными для них являются кварцевые руды с медесодержащими минералами, как вкрапленные или порфировые и пиритные, или колчеданные, в которых основной рудной массой является пирит.

Таким образом, основной задачей во флотации типовых руд является отделение медесодержащих минералов от минералов пустой породы, преимущественно с содержанием кварца или пирита.

Пример 223. Разберем по табл. 123 значимость соотношений этих компонентов между собой в различных тинах руд, по Годэну, на основании средних цифр по ряду современных фабрик.

Из таблицы видно, что задача отделения пустой породы от медных сульфидов уменьшается при переходе от вкрапленных к колчеданным рудам, в то время как у пирита наоборот; это усложняется еще и тем, что в пиритных рудах основным медным минералом обычно является халькопирит, содержание меди у которого меньше, чем у остальных медесодержащих минералов, и это требует получения более чистого минералогически концентрата. Поэтому флотация вкрапленных руд считается более легкой, чем пиритных.

Помимо этих основных задач встают еще второстепенные проблемы при флотации сульфидных медных руд, связанные в основном с наличием компонентов вторичной минерализации, последствиями метаморфизма и т. п. явлениями.

В этих случаях увеличение серитизации, наличия глинозема, слюд и т. д. относительно простую флотацию вкрапленных руд делают иногда весьма сложной, тем самым отражаясь на всей схеме.

Флотация медных минералов из пиритной руды гораздо труднее, чем флотация свинцово-цинковых сульфидных руд, так как количество различного состава медных сульфидных минералов, больше чем сульфидов свинца и цинка, которых можно практически принять по одному (свинцовый блеск и цинковая обманка).

Кроме того сама флотируемость и состав отдельных медных минералов различны, что еще более усложняет их флотацию в сложной руде. Так например, для получения 30% медного концентрата мы должны извлечь по весу 87% халькопирита или только 38% калькозина.

Так как обогащению редко подвергаются медные руды с содержанием свыше 5—6% меди, то на обогащение ложится необходимость значительного по весу выделения пустой породы для получения металлургического концентрата.

Медные сульфидные руды подвергаются в зависимости от исходного содержания меди двоякой металлургической обработке: богатые руды и концентраты — пирометаллургической обработке в отражательных или шахтных печах, а бедные руды, если обогащение не применяется, — гидрометаллургической обработке.

Обычно ценность концентрата для той или иной обработки зависит не только от содержания в нем меди, но и от наличия тех или иных элементов, облегчающих или усложняющих его металлургическую обработку, а также наличия в нем благородных металлов.

Флотационные свойства отдельных медных сульфидных минералов. Хотя пирит и не является медным минералом, но его участие в медных, а также и в ряде других руд, настолько велико, что мы его флотационные свойства рассмотрим первыми. (Для справок по формулам, содержанию элементов и пр. см. табл. А в приложении.)

Пирит. Пирит обладает легкой флотируемостью только при неокисленном состоянии своих поверхностей. Вследствие своей способности к быстрому окислению с поверхности, он обычно встречается в рудах уже более или менее окисленным, то есть с пониженной флотируемостью.

Пирит флотируется гораздо легче с высшими ксантатами, а при применении этилового ксантата для его флотации необходимо добавление соды, с доведением pH порядка 6,0—8,0. Меркаптаны действуют на флотацию пирита хуже ксантатов.

Наличие цианида понижает флотируемость пирита, так как делает тусклой его поверхность, почему считают желательным добавку небольшого количества цианида для удаления пирита в хвосты при флотации большинства медных руд, причем расход цианида будет меньше при пиритных рудах, так как здесь минералы меньше подвергаются окислению, чем для вкрапленных руд со вторичными минералами.

Действие извести, заметное при флотации многих сульфидов, особенно сказывается на пирите в переходе в раствор сульфидов и тиосульфидов, которые впоследствии окисляются до сернокислых солей и тем самым способствуют депрессии пирита

Хорошим контролем, как мы видели выше, при флотации пирита является pH, откуда видно, насколько кислая среда является благотворной для флотации пирита. Этот факт дает возможность, только изменением pH пульпы из хвостов медной флотации отфлотировать пиритный концентрат, как самостоятельный товарный продукт.

Таким образом щелочная среда, известь и цианиды являются для пирита наиболее распространенными современными депрессорами, в то время как сернистый натр и серная кислота являются обычными активаторами при его флотации

1. Халькозин или медный блеск относится к легко флотирующимся медным минералам, давая высокое извлечение. Из числа наиболее употребительных для него собирателей являются: меркаптаны, ксантаты и вообще тиокарбонаты, тиокрезолы, амины и ряд других реагентов. По Годэну алифатические сульфиды и дисульфиды являются более активными коллекторами, чем ароматические.

Сернистый натр, жидкое стекло и серная кислота часто повышают извлечение халькозина. В качестве депрессоров могут служить некоторые неорганические сульфиды, тиосульфата и цианистые соединения записного и окисного железа. При этом следует отметить, что цианид депрессирует халькозин нацело только на некоторое время, спустя которое он поглощается с образовании иона купроцианида.

2. Халькопирит или медный колчедан в чистом виде чрезвычайно легко флотирует с применением обычных коллекторов и вспенивателей и даже иногда только с одним вспенивателем. Из всех медных минералов халькопирит наиболее трудно окисляем и окисление медленно идет вглубь поверхности зерна, причем в результате окисления образуется продукт, состоящий из медных и железных минералов, часть из которых нерастворима в рудной пульпе.

3. Борнит или пестрая медная руда по своей флотируемости занимает промежуточное место между халькозином и халькопиритом. Однако ввиду легкой его окисляемости с поверхности расход реагентов на его флотацию больше, чем для халькопирита.

4. Новеллин в части флотируемости недостаточно изучен, так как встречается, как примесь в незначительном количестве в современных медных рудах.

5. Энаргит, по недостаточно проверенным данным, в своей флотируемости уступает борниту и также мало изучен, являясь примесью медных руд.

6. Блеклая медная руда — тетраедрит (а также теннантит) сравнительно легко флотирует в щелочной среде с ксантатом я др. коллекторами. Цианиды щелочных металлов ее депрессируют, а так как эта руда содержит серебро, то этим увеличивается потеря серебра в хвостах.

Если же рассматривать медесодержащие минералы в рудной пульпе, то здесь процесс флотируемости усложняется из-за различного отношения к нему отдельных компонентов. Среди основных комплексов укажем следующие группы.

а) Халькопирит — пирит. Большинство сульфидных руд встречаются именно в комбинации или в тонком прорастании халькопирита с пиритом, поэтому для получения кондиционных концентратов требуется их флотационное селективное разделение.

Учитывая флотационные свойства каждого из этих компонентов, выбирают обычно щелочную среду, при которой пирит в значительной степени меняет свои гидрофобные свойства, а халькопирит переходит селективно в пену.

Обычно эта разница во флотируемости не зависит исключительно от применяемого коллектора, но все же некоторых из них, например, при аэрофлоте, она более резко усиливает селективность разделения.

Извлечение пирита из хвостов в железный концентрат происходит путем дополнительной флотации пирита в кислой среде.

Необходимая щелочность пульпы обычно обеспечивается известью с расходом от 1 до 5 кг/т, а при наличии в руде золота, которое в известково-щелочной пульпе теряется частично в хвостах, применяют вместо извести соду, слабее действующую на депрессию пирита, или (по Люйкену) сульфид натрия (Na2SO3).

б) Халькозин — пирит в своей обработке аналогичны серии халькопирит — пирит. Если сравнить рассмотренные выше данные Годэна, где указаны изменения флотируемости халькозина и пирита от изменения pH, то видим, что совместная флотация их в кислой среде не может дать селективного разделения, которое сразу уж может наступить при нейтральной и слабощелочной среде.

в) Смесь медных минералов — пирит обычно хорошо разделяется при депрессии пирита цианидом.

Пример 223. Разберем данные Тайя о работе ф-ки в Кананеа, где смесь медных сульфидов состоит из 35% халькопирита, 20% борнита, 15% Новеллина и 30% халькозина.

Влияние дозировки цианида, табл. 124, на извлечение в концентрат меди и железа в виде пирита указывает по Тодэну, что рациональное извлечение следует вести при расходе цианистого натра около 0,5 кг/т.

Таким образом, рассматривая медные сульфидные руды в целом, можно сказать, что железные минералы — пирит и иногда встречающийся пирротин — могут быть отделены от медно-железных сульфидов с помощью депрессирования железных минералов цианидами и др. реагентами в щелочной среде. Медные же сульфиды не требуют для отделения их от железных сульфидов применения цианидов.

Халькопирит является первичным минералом и встречается в сплошных скоплениях; халькозин и ковеллин являются часто вторичными минералами и образуют налеты на поверхности других сульфидов, поэтому для их выделения требуется более тонкое дробление.

Потребление реагентов. Если рассматривать средние цифры, то на основании данных практики можно принять следующие цифры, как отправные для расхода реагентов при флотации медных сульфидных руд:

- вспениватели (сосновое масло или крезол) 0,06 кг/т;

- собиратели (ксантаты, аэрофлоты или гиокарбонилид) 0,03;

- депрессоры для пирита: цианиды 0,025, известь 2,00.

Средняя стоимость рабочей смеси, по данным американской практики, может быть принята в 8 зол. коп. на т (по курсу 1929 г.).