NO164519B - Fremgangsmaate ved selektiv separasjon av basemetallsulfider og oksyd tilstede i malm. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for malm-foredling ved flotasjon Mere spesielt vedrører fore-

liggende oppfinnelse direkte, dvs. rekke, undertrykkelse og selektiv flotasjon (i det etterfølgende også omtalt som "sekvensflottasjon") .av blandinger av basemetallsulfider og/

eller delvis oksyderte sulfider (slike blandinger blir i det etterfølgende omtalt som "blandede sulfider"), i fravær av pH modifiserende bestanddeler, såsom alkali og syrer,

hvilket tillater erholdelse av normale eller bedre kvali-

teter og gjenvinning uten omkostninger for basiske eller sure tilsetningsmidler. Foreliggende fremgangsmåte er ikke begrenset' til basemetallmalmforedling men vedrører også

behandling av andre malmer innebefattende ikke metall mal-

mer og sten såsom kull som inneholder basemetaller blan-

det med sulfider som mindre andeler.

Hoveddelen av de økonomisk betydelige basemetallmalmavset-

ninger på verdensbasis inneholder blandede sulfider. De konvensjonelle metoder for foredling av slike malmer innebefatter initialt bulkfIotasjon av metallsulfider og/eller etterfølgende selektiv flotasjon av hver av metallsulfidene, avhengig av de individuelle malmers egenskaper. Oksyderte sulfider blir normalt utvunnet,

separat fra ikke-oksyderte sulfider ("rekkefIotasjon ")

da de ikke lett lar seg flottere bortsett fra etter en forbehandling med "sulfidizers" som gjør deres overflater hydrofobe. Etter slik forbehandling kan oksyderte sul-

fider også gjenvinnes ved flotering.

Konvensjonell selektiv flotasjon . av mineralsulfid-

partikler krever maling av malmen til en frigjørende størrelse, fremstille en malmoppslemming, tilsetning av passende undertrykkere, aktivatorer, samlere og skumningsmidler med etterfølgende flotasjon i flere trinn.

P.yritter er noen av de mest vanlige bestanddeler i base-metallmalmer. Deres tilstedeværelse ved flotasjon er uønsket fordi de generelt er vanskelige å undertrykke og normalt krever et relativt meget alkalisk medium. Følge-lig utføres et stort antall industrielle f lot asjonssepa-rasjoner ved en alkalisk pH oppnådd ved hjélp av tilsetning av pH modifiserende bestanddeler til oppslemningen såsom kalk, natriumkarbonat etc. (i det ettérfølgende omtalt som "alkalisk flotasjon"!. Uheldigvis vil alkalisk flotasjon '. føre til forbruk i vesentlige mengder av slike modifiserende bestanddeler, samt ofte i forbruk av tilsvarende mengder av pH nøytraliserende bestanddeler ned-strøms. I tillegg vil høy alkalinitet ofte forårsake over-undertrykkelse av andre verdifulle bestanddeler og nedsetter effektiviteten og selektiviteten av separasjon, samt krever større mengder aktivatorer og fører til forøkede prosessomkostninger.

Som følge av den utstrakte anvendelse av høyalkaliske flottasjonsmedia så er fIotasjonadferden for sulfider i slike media vært underkastet omhyggelige studier som har resultert i en voluminøs litteratur rettet på både teoretiske og praktiske trekk ved slik flotasjon. For en oversikt av forskningsresultater publisert på dette området så. henvises det til Leja, J. (1982)., Surface Chemistry of Froth Flotation, s. 642-659, Plenum Press, New York; og Staff. (1982), Flotation Review, Mining Engr., Vol. 34, Nos. 3, 4, s. 275-279, 377-318: Imidlertid har relativt liten forskningsinnsats vært rettet mot sulfid-fIotasjon i fravær av pH modifiserende bestanddeler, eksempelvis ved en nøytral (umodif isert) <;pH, som bestemmes hovedsakelig av den, spesielle malmsammensetning og kvaliteten av det tilgjengelige vann.

Oppløselige cyanider (såsom, natrium- og<kaliumcyanid) og oppløselige sulfider såsom natriumsulfid,,. hydrogensulfid, polysulfid, etc. anvendes ofte ved alkalisk flotasjon som følger: cyanidene anvendes som kompleksdannende og undertrykkende midler; oppløselige sulfider anvendes (a) som sulfidéringsmidler for oksyder og oksyderte sulfider (i "rekke" flotasjon av oksyder).; (b). som sulfidundertrykkere, (etter bulkfIotasjon og/eller før selektiv flotasjon) ; og (c) som samlerdesorbenter etter oppsamling av en flotert fraksjon. Hvis Na2S anvendes er den nødvendig mengde for alle de ovenfor nevnte anvendelser av størrelsesorden 1000 g/tonn malm eller mere.

Fortynnede oppløsninger av natriumsulfid (eksempelvis av størrelsesorden 0,1 M). har tidligere vært anvendt av for-skere for å forbehandle mineraloverflater, som en forbehandling for mikrofIotasjonsstudier i den hensikt å for-trenge elementært svovel og andre overflateoksydasjons-produkter fra sulfidmalmer for dermed omhyggelig å kunne kontrollere forsøksbetingelsene, hvilket er nødvendig ved grunnforskning. Slike overflater blir imidlertid omhyggelig vasket før den virkelige utførelse av mikroflo - tasjonsforsøkene.

Et slikt grunnleggende forskningsstudium ble utført av

Y. Nakahiro: Effect of Sodium Sulfide on the Prevention

of Copper Activation for Sphalerite, Mem. Fac. Engr. Kyoto Univ., Part 4, okt. 1978; s. 241-257. Undersøkelsen innebefattet kun et studium av effekten av natriumsulfid og/ eller natriumcyanid spesielt med hensyn til kobberaktiver-ing av sphaleritt. De undersøkte prøver innebefattet ekstremt rene kobber/sinksulfider fra høykvalitetsprøver som ytterligere var behandlet for å eliminere kvarts, galena, pyritt og andre urenheter. Resultatene indikerte at for den omhyggelige kontrollerte prøve og systemet hadde små mengderNa2S en undertrykkende effekt på sphaleritt, hvilket ble forsterket av den kobberionkom-plekserende virkning av NaCN. Imidlertid var denne effekt pH avhengig og forfatteren anbefalte separasjon av kobber fra sink ved alkalisk pH over 8,1. Nakahiros studium var således av begrenset omfang og anvendelse og resultatene gikk i favør av pH modifisering for å forbedre selektiv flot

I US patent nr. 1.469.042 er angitt en fremgangsmåte for bulk (ikke selektiv), flotasjon av et bly-jern (eller bly-jern-kobber) konsentrat under anvendelse av 0,45-3,2 kgNa2S pr. tonn malt tilførsel under våtmalingstrinnet for

å akselerere flotasjonen av (dvs. aktive, ikke undertryk-kede) bestanddeler i konsentratet og for å inhibere flotasjonen av sink. Av denne grunn var denne prosess ikke en virkelig selektiv flotasjon , men innebefattet flotasjon av en metallholdig bestanddel ad gangen og fjernelse derav før flotasjon av en ytterligere metallholdig bestanddel. Ytterligere var mengden av anvendt Na2S meget høyere enn i henhold til foreliggende fremgangsmåte og fremgangsmåten i henhold til det nevnte US patent er ikke anvendbar for oksyderte sulfider (ikke-simultan, dvs. sekvensiell flottasjon), betegnelsen "flotasjon av blandede sulfider", som anvendt i foreliggende beskrivelse betyr kun flotasjon av sulfider av flere metaller, r hvilket i dag er kjent innen industrien som et bulkkon-sentrat.

US patent nr. 1.916.196 fremstilt på en fremgangsmåte for samtidig flotasjon av blandede kobbersulfider (sulfider, oksyderte sulfider og karbonater) under anvendelse av oppløselige sulfider, såsom Na2S som kondisjonerende til-setningsmiddel sammen med andre sulfideringsmidler ved en omhyggelig kontrollert pH i området 4,8-6,5, idet hensikten var å forsterke sulfideringen, utfelling av kobberioner fra oppløsningen og gjenvinning derav i form av sulfider, samt bulkfIotasjon av metallholdige mineralpartikler.

Det ble derfor søkt etter en fremgangsmåte som kunne nedsette omkostningene og/eller forøke effektiviteten ved selektiv base metall malmfIotasjon, spesielt en med hvilken man unngår behovet for en stor kapitalinves-tering, såsom bygning av nye anlegg eller omfattende modifisering av eksisterende anlegg. Følgelig ble det søkt etter en fremgangsmåte som vil nedsette antallet flota-sjonstrinn, nedsette kjemikalieforbruket og forøke flota-sjonsselektiviteten. En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for malmanrikning ved flotasjon utført ved ikke modifisert pH, hvorved muliggjøres eliminering av anvendelse av pH modifiserende bestanddeler såsom kalk og syrer.

En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for trykking og selektiv sekvensiell flotasjon av blandede sulfider av basemetall utført ved nøytrale, (dvs . umodif iserte). pH verdier.

En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for effektiv gjenvinning av blandede sulfider av individuelle metaller med nedsatte omkostninger ved bearbeidingen, for reaktanter og utstyr, uten å gi avkall på prosess-selektiviteten eller produktkvalitet og gjenvinning.

En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte ved gjenvinning av blandede sulfider av basemetall ved selektiv sekvensiell flotasjon utført i fravær av pR modifiserende bestanddeler, (såsom alkali eller syret men ellers under anvendelse av konvensjonelle midler (samlere, skumdannere, trykkere, aktivatorer etc), samt eksisterende fabrikkanlegg og utstyr.

Fremgangsmåten er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del. Ytterligere trekk fremgår av kravene 2 - 18 .

Foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåte for separasjon av malmbestanddeler ved flotasjon og omfatter: male malmen til å gi en oppslemming, blande denne med sulfidioner og cyanidioner, justere konsentrasjonen av sulfidionene til et nivå som minst er tilstrekkelig til å forårsake undertrykking av basemetallblandede sulfider, men utilstrekkelig til å forårsake en vesentlig aktivering av pyritter og justere cyanidionekonsentrasjonen til et nivå som minst er tilstrekkelig til å forårsake en ytterligere undertrykking av mineralbestanddelene av malmen, som må undertrykkes i flotasjonen , men utilstrekkelig til å forårsake overnedtrykking av mineralbestanddelene, idet sulfidionene og cyanidionene innføres i oppslemmingen ved forhåndsbestemte tider og i en forhåndsbestemt rekkefølge.

Foreliggende oppfinnelse skal beskrives mere detaljert i forbindelse med foretrukne utførelsesformer og særlig under henvisning til fig. 1 som er et skjematisk flyteskjema for en fIotasjonsprosess for blandede sulfider av et basemetall og fig. 2 og 3 viser skjematiske flyteskjemaer for Mo-Cu sulfidfIotasjonsprosesser.

En kompleks basemetallmalm bestående av blandede sulfider, gangartmaterialer etc. underkastes konvensjonell grov-knusing med etterfølgende finoppdeling ved våtmaling for å redusere partikkelstørrelsene til de verdifulle komponenter til frigjørelsesstørrelse. Dette våtmaletrinnet kan utføres i et eller flere trinn under anvendelse av konvensjonelt utstyr (stav-, kule- eller autogene møller) for å gi en malm oppslemming. ForfIotasjonsbetingelser i henhold til foreliggende oppfinnelse kan påbegynnes så tidlig som under våtmalingstrinnet eller også noe før våtmaletrinnet og kan avsluttes så sent som umiddelbart før det første flotasjons-trinn i sekvensen.

I fig. 1 kan forflottasjonskondisjoneringen omfatte trinnene I og II og mere spesielt kan det innebefatte den del av fig. 1 i diagrammet fra punkt 1 til punkt 2.

Et trekk ved en slik forfIotasjonskondisjonering innebefatter tilsetning av en liten mengde sulfidioner (rense-/ primærundertrykker). til malmen, fortrinnsvis under våtmaletrinnet for å oppnå bedre blanding og overflatekontakt og mest foretrukket før eventuelle andre tilsetningsmidler innføres i oppslemmingen.

Imidlertid vil tilsetningen av vannuoppløselige samlere ved dette våtmaletrinn, hvilket ofte er ønskelig for å nedsette det totale samlerforbruk, normalt ikke ha noen inn-

flytelse på virkningen av sulfidionene.

Et annet trekk ved forfIotasjonskondisjoneringen i henhold til foreliggende oppfinnelse innebefatter tilsetning av en liten mengde cyanidioner til oppslemmingen under forflotå-sjonskondisjoneringen. Cyanidionene tilsettes fortrinnsvis etter våtmalingen.

Det bør generelt bemerkes under denne diskusjon at de spesielle mengder av sulfid og cyanid som anvendes i henhold til foreliggende fremgangsmåte, såvel som tid og rekkefølge for deres innføring bestemmes separat for hvert enkelt tilfelle fordi de er avhengig av de spesielle egenskaper (metall og ikke-metallbestanddeler! i hver malm og kvaliteten (mineral-innhold og temperatur! av vannet som anvendes ved behandlingen. Således for de fleste basemetallsulfidmalmer tilsettes sulfidionene først under våtmalingen, etterfulgt av cyanidtil-setning under den gjenværende forfIotasjonskondisjonering. Imidlertid kan cyanidet også tilsettes enten samtidig med sulfidet eller umiddelbart etter avsluttet våtmaling, eller til og med før tilsetning av sulfidet eller i flere trinn.

I henho<M til storskalaanvendelse av foreliggende fremgangsmåte for en spesiell malm bør laboråtorie-fIotasjonsunder-søkelser først utføres. Disse prøver kan utføres ved først å bestemme konsentrasjonene av sulfid- og cyanid basert på konsentrasjoner som i henhold til tidligere erfaring burde være egnet for tilsvarende malmer, eller hvis det ikke finnes noen tidligere erfaring basert på de generelle mengdeområder som er vist i foreliggende beskrivelse, variere konsentrasjonene inntil en trend etableres og følge denne trend inntil konsentrasjonen eller konsentrasjons-området er funnet som fører til optimale resultater, såsom f Tl otasjonsselektivitet, forøket gjenvinning etc.

Egnede sulfid- eller cyanidionekilder innebefatter en

hvilken som helst forbindelse som frigjør sulfid eller cyanidioner i en vandig oppløsning, direkte eller som følge av en omsetning under prosessbetingelsene. Natriumsulfid og

Natriumsulfid og natriumhydrogensulfid er foretrukne, idet Na2S er mest foretrukket. Av oppløselige cyanider er natriumcyanid og kaliumcyanid foretrukne mens NaCN er spesielt foretrukket.

Tilsetning av sulfidioner, som i henhold til fig. 1 finner sted under trinn I bevirker en rensing av malmpartiklene under malingen og som tjener til selektiv desoksydering av partikkeloverflåtene for de blandede sulfider og for å forhindre oksydasjon av nye frilagte overflater. Dette muliggjør flotasjon av blandede sulfidpartikler under de ^etterfølgende trinn. Sulfidibnenes evne til å virke som en primær trykker for sulfider, som er den andre grunn for tilsetning derav, forsterkes ved dens tilsetning under denne forfIotasjonskondisjoneringsbehandling.

Virkningen av cyanidionene er betraktet å komplementere sulfidionvirkningen og for å fremme selektiv ytterligere trykking av de ønskede mineraler. I tillegg tjener cyanidionet til å komplekse metallioner i oppløsning.

Som angitt ovenfor er mengden av sulfidioner som er nød-vendig for både og oppnå en overflaterensende effekt og en første trykkeffekt for de blandede sulfider i basemetallsulfidene avhengig hovedsakelig av malmegenskapene, såvel som vannkvaliteten. Hvis natriumsulfid anvendes som sulfid-ionkilde er den nødvendige mengde 20-200 g/tonn for de fleste basemetallsulfidmalmer. En for liten mengde sulfidioner vil være ueffektiv som trykkmiddel (en for liten mengde vil også være ueffektiv som overflaterensemiddel)

og en for stor mengde vil forårsake for tidlig;;aktivering av visse sulfider, spesielt pyritt og i visse tilfeller kobber, hvilket generelt er uønsket i selektive flotasjons-prosesser, i tillegg til å være økonomisk lite attraktivt.

Som tidligere nevnt bør sulfidionemengden for hver spesiell anvendelse underkastes en optimalisering hvilket kan indikeres ved satsfIotasjonsbestemmelse. Det er mest foretrukket å utøve fremgangsmåten under anvendelse av den mini- male mengde sulfidion som vil gi deønskede resultater (vanligvis 20-50 g/tonn hvis Na^S anvendes l, da anvendelse av større mengder ikke bare er unødvendig (og kostbar), men kan i realiteten være ødeleggende for effektiviteten avr foreliggende fremgangsmåte ved å forårsake reversering av trykkeffekten, som angitt ovenfor.

Fra våtmaletrinnet underkastes den frigjorte oppslemmings-fraksjon et kondisjoneringstrinn omfattende den andre del av forfIotasjonskondisjoneringen og er merket "trinn II"

i fig. 1. I dette trinn blir oppslemmingen kondisjonert med cyanidioner, fortrinnsvis NaCN som tjener som en hjélpe-trykker, hovedsakelig for pyritt uten å overtrykke andre mineraler. Natriumcyanidforbruket er vanligvis i området 20-200 g/tonn, igjen avhengig av malmegenskapene og prosessbetingelsene, slik som var tilfelle for Na2S forbruks-behovet. Foretrukne NaCN forbruk ligger i området 25-

100 g/tonn. For ekstremt slimete malmer kan tilsetning av et dispergeringsmiddel såsom natriumsilikat sammen med cyanidet være gunstig.

Oppslemmingen fra trinn II kondisjoneres ytterligere med samlemidler og skummidler i henhold til vanlig praksis for moderne selektiv flotasjon i trinn III. Selektiv flotasjon av basemetallblandede sulfider i henhold til foreliggende oppfinnelse begynner direkte utén et bulk-fIotasjonstrinn.

Foreliggende fremgangsmåte er således en virkelig sekvensiell, selektiv fIotasjonsfremgangsmåte. Avhengig av malmsammensetning blir en slik selektiv flotasjon utført i følgende rekkefølge fra venstre til høyre;

Pb-[Ag] : Cu : Zn : Fe

i henhold til skjema ifølge fig. 1, eller:

Mo : Cu : Fe

i henhold til skjema ifølge fig. 2 og 3, idet hver metallholdig bestanddel aktiveres med en passende mengde av en spesifikk, aktivator og/eller floteres etter tilsetning av en passende mengde av en spesifikk samler (og skumningsmid- d.el).. Prosessen gjentas inntil en ikke floterende bestanddel erholdes, som om ønsket i det vesentlige kan være sulfidfri. Det er funnet at ved anvendelse av foreliggende oppfinnelse vil mindre mengder av aktivatorer, samlere og skumdannere være nødvendig ved fIotasjonen, sammenlignet med kjente fIotasjonsprosesser.

Hvis sink er tilstede i. den komplekse blandede sulfidmalm må den aktiviseres eksempelvis med CuSO^før fIotasjonen. Hvis både sink og kobber er tilstede vil sinksulfidet sann-synlig belegges med kobberioner som normalt vil gjøre en differensiert flotasjon av kobber fra sink vanskelig. Imidlertid ved foreliggende fremgangsmåte løses også dette problem ved kompleksbinding og/eller desorbering av kobberioner fra sinksulfidoverflaten.Trykkeffekten av sulfid/ cyanidionkombinasjonen er midlertidig. Straks en metall-bestanddel er flotert og fjernet kan det neste i rekke-følge lett floteresunder anvendelse av det'.konvensjonelle fIotasjonsskjema.

Den midlertidige virkning av sulfidionene gjør det ønskelig

å kontrollere tiden for sulfidioninnføring såvel som den for cyanidionet. Imidlertid som tidligere nevnt kan dette kun oppnås på et tilfelle-til-tilfelle basis.

Foreliggende oppfinnelse tillater at en eller flere av de forskjellige hovedfordeler kan oppnås. 1) . Nedsettelse av hjelpemiddelomkostningene som følge av eliminering av pH modifiserende bestanddeler, anvendelse av relativt små mengder av sulfid- og cyanidioner og/eller anvendelse av nedsatte mengder av samlere, aktivatorer og skumdannere. 2) Forbedret fIotasjonsselektivitet, hvilket tillater nedsettelse av drift- og utstyrsomkostninger og ytterligere nedsetter omkostningene for reaktantene. 3)„ Forbedret gjenvinning i forhold til konvensjonelle frem-

gangsmåter.

4). Forbedrede erholdte konsentratgrader.

5} Nedsettelse av oppholdstiden for kondisjoneringen og

fIotasjonen.

6) Nedsettelse eller eliminering av uheldige effekter som høyt forbruk av fIotasjonsreaktanter kan ha på en ytterligere separasjon av andre mineraler (eksempelvis er tilstedeværelse av Ca-ioner kjent å innvirke på den etterfølgende flotasjon av kassiteritt).

I tillegg vil foreliggende oppfinnelse gjøre det mulig

å forøke gjenvinningen av ekstremt fine blandede sulfidpartikler (slim) som normalt går tapt i konvensjonelle prosesser.

Foreliggende oppfinnelse gjør det unødvendig å i realiteten uønskelig å tilsette pH modifiserende bestanddeler, såsom kalk til oppslemmingen. Kalk har vanligvis blitt tilsatt i våtmaletrinnet for basemetalImaImer. Det er funnet at tilsetning av kalk (forøkning av pH)_ i virkeligheten inhiberer optimalisering av visse trinn, såsom sinkaktivering. Uten kalk er det mulig å arbeide ved et pH området ved hvilket kobberioneadsorpsjon på sinkmineralpartiklene er ved et maksimum.

Bortsett fra disse optimaliseringsbetraktninger er det generelt mulig å arbeide med foreliggende fremgangsmåte og oppnå dens vesentlige kostinnbesparende fordeler ved en pH som naturlig ligger i området 5,5-8,5. Den ikke-endrede pH for et fIotasjonssystem kan variere som følge av malmens sammensetning og kvaliteten av det lokale vann. Den viktige faktor er at pH ikke behøver å kontrolleres

nøye eller i det hele tatt styres og således er foreliggende fremgangsmåte relativt pH uavhengig.

Foreliggende fremgangsmåte er anveridbar for et antall blandede sulfidbasemetallmalmer innebefattende, men ikke begrenset til slike som inneholder sink, bly-sink, bly-sink-sølv, bly-sink-kpbber, kobber-sink og kobber-molybden.

Den er også anvendbar for andre malmer og sten såsom kull som inneholder mindre andeler sulfider.

Spesielt gjør foreliggende fremgangsmåte detimulig å separere molybden fra kobber ved en direkte selektiv flotasjon av et molybdenrikt Cu-Mo konsentrat med den etterfølgende kon-sentrasjon av gjenværende kobbermineraler.

Som det vil være kjent blir Cu-Mo kombinert konsentrat normalt flotert i et trinn i en primær flotasjon og blir deretter ført til et annet anlegg for ytterligere separasjon. Standardfremgangsmåten for slik separasjon er å undertrykke kobberet og flotere molybdenet. Vanlig anvendte trykkmidler for denne sekundære fIotasjonskrets innebefatter en eller flere av kombinasjonene NaHS, Fe(CNl2, NaCN, Nokes<1>reagens (<p>2S5i NaOH) og Nokes arsenikk (As203i Na2S).. Forbruket

av slike trykkere er generelt meget høyt og ligger i området 10-50 kg/tonn.

Uheldigvis vil de midler som trykket kobber også ha en tendens til å trykke molybden. Følgelig krever Cu-Mo sepa-rasjonen et relativt stort antall trinn. En annen vanskelig-het stammer fra det faktum at Cu-Mo konsentratet, som blir tilførselen til Cu-Mo separasjonskretsen er forurenset med samlere fra den primære krets, hvilket inhiberer etterfølg-ende kobberundertrykking og nødvendiggjør anvendelse av en stor mengde kobberundertrykkere.

For å forøke trykkeffektiviteten og nedsette reaktantforbruket i den sekundære krets har et antall strategier vært anvendt for å forandre overflateenergien for kobbermineral-partiklene ved å fjerne eller uskadeliggjøre samlebelegget ved å anvende fremgangsmåter såsom damping, røsting eller elding av oppslemmingen.

Det er funnet anvendelse av foreliggende oppfinnelse i for bindelse med molybdeninneholdende malmer ikke bare mulig-gjør de ovenfor nevnte fordeler og som er mer eller mindre felles for alle primærefiotasjonskretser men muliggjør også flotasjon av et Cu-Mo konsentrat med (a), meget lavere kobberinnhold og (bl fritt for en kobbersamler. Dette betyr at den sekundære separasjon (a) vil bli forenklet ved at det krever mindre antall rensetrinn (og/eller resulterer i bedre konsentratgrader og gjenvinninger), og (b) vil bli vesentlig mere kosteffektiv og krever mindre (både totalt og pr. trinn) reaktantmengder og mindre produksjonsutstyr.

Således når man anvender foreliggende oppfinnelse ved forbehandling av en Cu-Mo inneholdende malm har man et frem-gangsmåtevalg ved kobbérfIotasjonstrinnet, slik som indi-kert i fig. 2 og 3: (1) En samler kan tilsettes etter utøvelse av foreliggende oppfinnelse ved punktet 21 i fig. 2 for å oppnå flotasjon av vesentlige volumer av et Cu-Mo konsentrat under anvendelse av vanlig anvendt praksis. Denne prosedyre vil gi en eller flere av de ovenfor nevnte fordeler. Det således erholdt Cu-Mo konsentrat vil inneholde mesteparten av Mo og en vesentlig del av Cu (så meget som ca. 90% av kobber og "moly" som er tilstede i innmatningen). men vil ha et meget lavt Mo innhold. Konsentratet må sendes til et konvensjonelt Cu-Mo separsjonsanlegg for ytterligere separasjon. (2) Alternativt under spesiell henvisning til fig. 3 kan kobbersamleren utelates og i dette tilfellet vil et meget mindre volum av Cu-Mo konsentratet floteres naturlig og krever kun tilsetning av en skumdanner, 31, som kan tilsettes i det vesentlige samtidig med cyanidionet eller på et hvilket som helst tidspunkt etter en slik tilsetning før fIotasjonen , 32. Gjenvinning av molybden (moly) kan være den samme som i (11, men selv om den er mindre vil molyb-deninnholdet i konsentratet være vesentlig høyere (så meget som 10 ganger mere enn det for (1)1 og konsentratvolumet vil forbli i det vesentlig lavere enn det i (1). Dette konsentrat må også sendes til et separat anlegg for ytterligere bearbeiding, men en slik ytterligere bearbeiding kan fore-tas direkte (uten å fjerne samleren), og vil kreve færre trinn (mindre produksjonsutstyr), og vesentlige mindre mengder av Cu-Mo separasjonstrykkere. Under fortsatt henvisning til fig. 3 blir den ikke-flotérte bestanddel 33, som fremdeles inneholder utvinnbare mengder .av molybden kondisjonert i henhold til konvensjonell praksis med en samler. Et ytterligere Mo-Cu konsentrat 34 blir således erholdt som kan underkastes konvensjonelle separa-sjonsprosesser. Således ved anvendelse av foreliggende oppfinnelse i forbindelse méd konsentrasjonen av Cu-Mo innhold-ende malm så oppnås ytterligere fordeler i forhold til den kjente teknikk (i alle fall når det gjelder det første Mo-Cu konsentrat 32)..

Det er bestemt i praksis at sulfidionmengden som er nødvendig for primær flotasjon av en typisk Cu-Mo malm i henhold til foreliggende oppfinnelse varierer med den spesielle malmsammensetning og vannkvalitet. Hvis Na2S anvendes som kilde for sulfidioner vil den nødvendige mengde variere i området 5-3 0 g/tonn, dvs. meget lavere enn det som generelt kreves for konsentrasjonen av andre blandede sulfidmalmer av basemetall, såsom Pb-Zn.<y>tterligere anvendes det samme sulfidion for å reaktivere kobbermineraler etter at flotert Mo er fjernet. Forbruket av cyanidioner er generelt det samme som ved forbehandlingen av andre sulfidmalmer.

Med hensyn til rekkefølgen og tidspunktet for sulfid/cyanid-tilførselen i Cu-Mo inneholdende malmer er det mulig generelt å angi at innføringen av cyanid følger etter tilsetning av sulfid og innebefatter et distinkt trinn i prosessen.

En annen økonomisk fordelaktig anvendelse av foreliggende oppfinnelse er ved kullfIotasjon. Kull er ofte forurenset av sulfider sonmenkelte ganger fjernes ved flotering av kull i en konvensjonell prosess under anvendelse av alkalisk flotasjon.

Med foreliggende oppfinnelse er det mulig å eliminere alkalisk flotasjon , trykke de blandede sulfider og flotére kull billig og med høy selektivitet.

EKSEMPLER

Foreliggende oppfinnelse og dens tekniske og økonomiske fordeler skal ytterligere illustreres av de følgende eksempler.

Laboratorieforsøkene ble utført under anvendelse av 1-10

kg porsjoner av forskjellige malmprøver og med standard laboratorieutstyr og ved å følge de ovenfor beskrevne generelle prosedyrer (trinnene I-IIIi.

Forsøkene ble utført på forskjellige steder for å under-søke effektiviteten av foreliggende oppfinnelse for et antall malmer under forskjellige lokale betingelser, såsom vannkvalitet.

pH verdier erholdt under de forskjellige trinn er ned-tegnet. Det ble ikke gjort noe forsøk på å modifisere pH.

De erholdte verdier tilskrives kun malmsammensetningen

og vannegenskapene idet effektene av eventuelle reaktanter og tilsetningsmidler er minimal, som følge av de lave mengder.

De erholdte pH verdier i de etterfølgende beskrevne forsøk lå i området 5,5 og 8,5 og vist at (i motsetning til den generelt aksepterte tankegang og praksis] er foreliggende fremgangsmåte ikke særlig følsom for pH forandringer over et relativt stort område. Resultatene var generelt mere fordelaktig i den nedre ende av pH området enn i den øvre ende.

De følgende eksempler viser at ved anvendelse av foreliggende oppfinnelse er det mulig å oppnå gjenvinning under lave f Iotas jonsomkosthinger av blandede sulfidmalmer såvel som av ikke-oksyderte sulfidmalmer under erholdelse av kommersielle konsentratet. De gjengitte etterfølgende data er representative for de utførte prøver innebefattende initiale forsøk, uten utelatelse av noen data. Følgelig er noen av sluttverdiene mindre tilfredsstillende enn andre som følge av parametere som er uavhengige av oppfinnelsen, såsom manglende erfaring hos operatørene.

MALM A - Prøver av en høykvalitets oksydert avsetning inneholdende ca. 35% pyritt, 25% sølvinneholdende galena, 15% sphaleritt og 25% kvartsgahgart. (Villazon-Mojo Area, Potosi, Bolivia).

De følgende forsøk representerer forskning utført for å erholde separerte bly-sølv og sinkkonsentrater fra flere oksyderte avsetninger vurdert som potensiell tilførsel for et planlagt anlegg.

Den kraftige oksydasjon av avsetningsmaterialet såvel som de store mengder kalk som vil være nødvendig for å undertrykke pyritt gjorde malmen vanskelig å behandle og dens utnyttelse ikke rentabel, før anvendelse av foreliggende oppfinnelse.

Forsøksresultatene med nedmaling slik at 80% passerte en 0,104 mm sikt er gjengitt i tabell 1 og viser høy flo - tasjonsselektivitet og gjenvinning for alle komponenter (sink som inneholdes i Pb-Ag råkonsentrat ble resirkulert til f lotasjonskretsen).:

Bemerk:De ovenfor viste data tilfredsstiller prosjekt-kravet som ikke krevet fullstendig separasjon av bly fra sink. De ovenfor viste resultater er derfor ikke et produkt av en optimal separasjon.

MALM B - Prøver fra oksyderte avsetninger inneholdende

30% pyritter, 8% sphaleritt-marmatitt, 1% kassiteritt,

0,5% kobbersulfider og silikatgangar.ter (Milluni Mine, La Paz, Bolivia).

De følgende forsøk ble utført for å separere sink og pyritt til å gi en sulfidfri, ikke-floterende fraksjon for etterfølgende tinn (SnC>2) fIotasjonsseparasjon.

Selektiv våtmaling i nærvær av Na2S ble utført for å gi

ca. 80% som passerte en 150 mesh sikt (105 uml., dvs. akseptabel tinn (Sn02l frigjøring.

Reaktantforbruket og resultatet fremgår i den etterfølg-, ende tabell 2.Resultatene viser en vesentlig separasjon av malmbestanddelene hvilket ikke hadde vært mulig under anvendelse av konvensjonelle prosesser. Det ovenfor nevnte økonomiske prosjekt ble økonomisk mere attraktivt som følge av anvendelse av foreliggende oppfinnelse som resulterte i en vesentlig reduksjon i utstyrsomkostninger såvel som i prosessomkostninger.

MALM C - Prøver fra en gruve med blandede sulfider inneholdt: 20% sphaleritt-marmatitt, 30% pyritter og andre jernsulfider, 2% boulangeritt og jamesonitt (bly-sølv sulfosalter) og seri-cititt-kvartsgangart (Huari-Huari Mine, Potosi, Bolivia)..

Prøvebestemmelsen av denne malm innebefattet våtmaling i nærvær av Na2S inntil 80% passerte en 0,104 mm sikt etterfulgt av selektiv separasjon av Pb/Ag sulfosalter-sinkkon-sentrat-pyritter (TABELL 4). I etterfølgende forsøk ble det utført flotasjon av det kombinerte konsentrat (sulfosalter og sink) etterfulgt av flottasjon av pyritt. (Tabell 5).

De anvendte reaktanter er angitt i tabell 3:

BEMERK - Flotasjons pH verdiene for alle forsøkene lå

i området 6,5-5,5.

Et kombinert konsentrat ble erholdt i dette eksempel fordi den herskende anleggsstrøm ikke tillot selektiv separasjon av sulfosalt-sink. Resultatene vil således ikke klart ref-lektere foreliggende fremgangsmåtes evne til en slik selektiv separasjon. Imidlertid vil det klart fremgå at foreliggende fremgangsmåte muliggjør vesentlig gjenvinning. Basert på resultatene gjengitt i tabellene 4 og 5 er syste^-met undersøkt i kommersiell skal i et anlegg med en produk-sjonskapasitet på 200 tonn pr. døgn lokalisert i Don Diego,Potosi (Bolivia). Flytskjemaet ifølge fig. 1 ble anvendt.

Ingen spesielle behov var nødvendig for oppstarting bortsett fra tilsetning av Na^S, utelatelse av kalktilsetning, samt mindre justeringer av de gjenværende reaktanter.

Resultatene erholdt ved denne kommersielle anvendelse etter 2 døgns kontinuerlige prøving er vist i den etterfølgende tabell 6.

BEMERK - de gjennomsnittlige pH verdier lå i området 5,8-6,2.

En sammenligning mellom foreliggende oppfinnelse og et konvensjonelt system i det samme anlegg er gjengitt i tabell 7.Tallene for "konvensjonelt kalksystem" representerer gjennomsnitt oppnådd for perioden 2/1-24/3, 1982

mens tallene for foreliggende oppfinnelse gjengir middel-verdier for 2 døgns kontinuerlig drift som ovenfor beskrevet. Statistiske variasjoner i de viste data bør tas hensyn til ved vurdering av resultatene gjengitt i tabell 7.

Basert på vurdering av de gitte resultater som viser en vesentlig kostinnsparing uten å gi avkall på produktkvalitet og gjenvinninger (se de etterfølgende tabeller 8 og 10), har foreliggende oppfinnelse vært utnyttet kontinuerlig i kommersiell skala siden mai 1982 i dette Potosi anlegget. Tilfeldige daglige data fra denne kommersielle anvendelse er vist i den etterfølgende tabell 8. Data i den siste linje representerer kummulerte middeltall etter 21 døgns drift.

KUMULATIVT GJENNOMSNITT FOR

JUNI (1-21) 6,42 47,11 0,72 90,16

De observerte variasjoner i reaktantforbruk var forventet

i forbindelse med oppstarting. De skyltes faktorer som er uavhengig av foreliggende oppfinnelse, spesielt som følge av at operatørene ikke var kjent med de nye prosedyrer.

Av denne grunn er nyere gjennomsnittlig reaktantforbruk

vist i den etterfølgende tabell 9 mere meningsfull. Forbruket av Na2S viser en reduksjon på 56% i tabell 9 sammenlignet med tabell 7. I tillegg førte systemoptimalisering til nedsatt forbruk av andre reaktanter.

En omhyggelig overvåking av pH verdiene er ikke lenger nød-vendig i fabrikkdrift og pH måleutstyr og annet utstyr kan elimineres fra anlegg hvori foreliggende oppfinnelse utnyttes.

Oppgraderte data fra det nevnte anlegg basert på kommer-

siell drift fra juni til oktober 1982 og sammenligning av effektiviteten av kretsen hvori anvendes foreliggende fremgangsmåte med en konvensjonell (kalk), krets for malmflo -

tasjon er vist i den etterfølgende tabell 10:

MALM D. Prøver av blandede sulfider fra en gruve inneholdt 20% sphaleritt, 3% galena (60 g (Z ). Ag pr. tonn) , 40% pyritt og silikatgangart. Frigjørelsesstørrelsen (Zn) er ca. 80% som passerer en 0,147 mm sikt (Porco Mine, Potosi, Bolivia).

Differensial f Iotas jonsef f ekter (Pb - Zn), ble observert under forprøving. Imidlertid (på samme måte som var tilfelle for "Malm C"). var en slik separasjon ikke ønskemålet,

som følge av manglende nødvendig utstyr i anlegget.

Kombinerte konsentrater (Pb + Ag + Zn) ble flotert fra pyritter og gangart ved en umodifisert pH på 6,5 under de betingelser som er gjengitt i tabell 11 og med de deri viste erholdte resultater. Samleren var "Z-200" og skumdanneren var "Dowfroth 250", en polyglykoleter (polypropyleneter). Forbruket av hver av reaktantene var 4 0 g/tonn.

Kondisjonerings- og fIotasjonstidene var henholdsvis 5 og

10 min. pr. trinn.

Ingen oppgraderingsforsøk ble utført.

De erholdte resultater som viser en betydelig flotasjons-selektivitet og gjenvinninger ved optimale eller nær optimale Na2S, NaCN og CuSO^konsentrasjoner dannet basis for fabrikkforsøksprogram ved 40 0 tonn pr. døgn i 5 dager med de følgende resultater:

For sammenligningsformål så er i den siste kolonne vist fab-rikkdata erholdt med det konvensjonelle (kalk) system i løpet av mars 1982 (månedsmiddeltall).

MALM E - En ukjent blandet sulfidprøve fra Mexico ble under-søkt ved Mountain States Laboratories (Tucson, Arizona) i februar 1982.

Prøven inneholdt ca.: 2% Pb, 53 g/tonn Ag, 3% Zn og 10% Fe.

De preliminære forsøksbetingelser og resultater er angitt i tabell 13 ovenfor.

Ved evaluering av de ovenfor gitte resultater og det faktum at dette var en "blindprøve" gis en betydelig vekt.

Disse resultater kan anvendes for å forutsi de som kan erholdes ved industriell anvendelse i regulær drift ved ekstra-polering. Ytterligere laboratorieforsøk kunne utføres i den hensikt å nedsette mengden av pyritt samlet sammen med sinkråkonsentratet. De ovenfor viste resultater indikerer en for stor aktivering av CuSO^, hvilket kan kontrolleres ved utøvelse av vanlig kunnskap til teknikken.

MALM F: Forsøk ble utført på blandede sulfider fra en gruve hvilke sulfider inneholdt ca. 0,18 vekt% Pb, 8,4/vekt% Zn og 10-12 vekt% FeS2-

Prøveprosedyren innbefattet våtmaling inntil 85% passerte en 0,208 mm sikt. De anvendte reaktanter, prøveprosedyrer og resultater er angitt i de etterfølgende tabeller 14^17 og viser betydelige gjenvinninger og selektivitet.

Tabell 17 viser forsøksresultater erholdt under anvendelse av kalk og er vist for sammenligningsformål.

MALM G: Sinkavsetninger bearbeidet ved Don Diego, Potosi, Bolivia og inneholdende 35 vekt% sphaleritt og 20% pyritt. Behandlet i henhold til skjema ifølge fig. 1. Malmens natur-lige pH var 5,5.

Reaktant

Forbruk:

Na2S 75 g/t; NaCN 149 g/t; CuS04 1088 g/t; "Z-200"

75 g/t; "Z-6" 103 g/t; Skumningsmiddel 34 g/tj

Den spesille anvendelse av foreliggende oppfinnelse for å konsentrere Cu-Mo er ytterligere vist i de etterfølgende ytterligere eksempler: MALM H: Prøve bestående av pyritt , molybdenitt, kalkopyritt og kalkositt dispergert i kvartsmonzonittporfyry.

Prøver av gruvemalm ble malt til 0,177-0,149 mm under alle forsøk som fulgte anlegget driftsprosedyre. De to første forsøk (resultater og betingelser er gitt i etter-følgende tabeller 18-191 innebefattet indusert flotasjon i henhold til fig. 2, en uten kalktilsetning og en med kalktilsetning. De to siste prøver (resultater og betingelser er gjengitt i tabellene 20-22) innebefattet samlerfri flotasjon i henhold til fig. 3 under anvendelse av en kom-binasjon av Na2S og NaCN. Den samlerfrie flotasjon anvendt i henhold til oppfinnelsen ga et Mo råkonsentrat med en bedre grad. Til slutt er det i tabell 23 gjengitt samlerfri flotasjon uten anvendelse av NaCN (for sammenligningsformål). Tabell 23 viser bedre Mo-Cu separasjon men dårligere Cu-pyrittseparasjon.

Teoretiske beregninger

Ved en typisk oppkonsentrering av Cu-Mo inneholdende malm

i henhold til den kjente teknikk ved behandling av 20000 tonn pr. døgn 0,7%Cu og 0,015%Mo vil den primære flotasjon gi 47 6 tonn pr. døgn av et bulk Cu-Mo konsentrat inneholdende 25% Cu og 0,536% Mo hvilket representerer en Mo gjenvinning på 85%. En primær fIotasjonsprosess i henhold til fig. 3 og med den samme gjenvinning ville kun måtte gi 85 tonn pr. døgn av flotert molybdenitt inneholdende 3% Mo og 3% Cu. I tillegg vil disse 85 tonn pr. døgn i det vesentlige være fri for samlere og således eliminere behovet for fjernelse av samler eller transformasjon.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte ved separasjon av mineralkomponenter i malm, hvilke komponenter består av basemetallsulfider,ved påhverandre følgende fIotasjoner,karakterisert vedat: (a) malmen males for dannelse av en malmoppslemming som tilsettes sulfidioner og cyanidioner i mengder som er, (i) tilstrekkelig til å oppnå en undertrykking av pyritter for å forhindre flotasjon av alle andre basemetallsulfider som malmen inneholder, uten de metallsulfider som floteres først, men (ii) utilstrekkelig for å oppnå en ytterligere undertrykking av de andre basemetallsulfidene, ionene tilsettes oppslemmingen på et forhåndsbestemt tidspunkt og i en forut-bestemt rekkefølge før fIotasjonen, idet sulfidionene tilsettes i en mengde på 8-82g/tonn malm og cyanidionene tilsettes i en mengde på 11-110 g/tonn malm, (b) floterer de metallsulfider som ikke forhindres i trinn (a) (i), idet flotasjonen skjer hovedsakelig ved en pH verdi som er bestemt av malmens sammensetning og vannets kvalitet som anvendes for å danne oppslemningen uten tilsetning av vesentlige mengder av alkalisk eller surt reagerende forbindelser, slik at pH ville forandres.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat sulfidionene tilsettes mens malmen våtmales.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat cyanidionene tilsettes oppslemningen etter tilsetning av sulfidioner.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat cyanidionene tilsettes oppslemningen ved en standardiserings operasjon som følger etter våtmalingen.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 4,karakterisert vedat den utføres ved en i det vesentlige umodifisert pH verdi.

6. Fremgangsmåte ifølge kravene 1-4,karakterisert vedat den utføres ved en umodifisert pH verdi.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 4,karakterisert vedat malmen som behandles er en komplisert blandet sulfidmalm som inneholder minst to av metallene Pb, Cu, Ag, Zn eller Fe og at den ytterligere omfatter en senere standardisering av oppslemningen med. et samlemedium og fIotasjonsmedium, hvoretter følger en direkte selektiv flotasjon av malmens verdifulle mineralkomponenter i følgende rekkefølge: Pb-(Ag) : Cu : Zn : Fe.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4,karakterisert vedat malmen som behandles er en Cu-Mo-malm og at oppslemningen standardiseres med kobberets samlingsmiddel og fIotasjonsmiddel hvoretter følger flotasjon av Cu-Mo-anrikningsprodukt.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4,karakterisert vedat malmen som behandles er Cu-Mo-malm og at Cu-Mo-anrikningsproduktet deretter floteres uten samlemiddel.

10. Fremgangsmåte ifølge kravene 7, 8 eller 9,karakterisert vedat sulfidionene tilveie-bringes fra Na2S, K2S eller NaHS.

11. Fremgangsmåte ifølge kravene 7, 8 eller 9,karakterisertvedat cyanidionene tilveie-bringes av NaCN, KCN eller Ca(CN)2.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat sulfidionene tilveie-bringes av Na2S.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert vedat cyanidionene tilveie-bringes av NaCN.

14. Fremgangsmåte ifølge kravene 10 eller 12,karakterisert vedat Na2S-tilsetningen varierer i området 20-200 g/t.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat NaCN-tilsetningen ligger i området 25-200 g/t.

16. Fremgangsmåte ifølge kravene 8 eller 9,karakterisert vedat Na2S tilsettes i en mengde på 20-50 g/t.

17. Fremgangsmåte ifølge kravene 8 eller 9,karakterisert vedat NaCN tilsettes i en mengde på 25-100 g/t.

18. Fremgangsmåte ifølge kravene 7, 8 eller 9,karakterisert vedat den utføres ved en i det vesentlige umodifisert pH.