PL129740B1 - Method of carrying out flotation of zinc-lead sulfidic ores - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 1985 12 30 129 740 CZY ffcLNlA Urredu Pii*ento*.f rV -,:¦: rWsi¦¦¦.¦-¦' -i i-- Int Cl. B03D1/02 Twórcy wynalazku: Janusz Glrozys, Danuta Kwiecien, Henryk Niezgoda Uprawniony z patentut Kombinat Górniczo-Hutniczy Miedzi, Zaklady Badawcze i Projektowe Miedzi "OUPRUM", Wroclaw /Polska/ SPOSÓB PROWADZENIA FLOTACJI SIARCZKOWYCH RUD CYNKOWO-OLOWIOWYCH Wynalazek dotyczy sposobu prowadzenia flotacji siarczkowych rud cynkowo-olowiowych.Podstawowym aktem flotacji jest przyczepienie ziarna materialu flotowanego do pecherzyka ga¬ zowego* Zrozumialym zatem jest, ze warunki flotaoji poprawiaja sie wraz ze wzrostem prawdo¬ podobienstwa zderzenia pecherzyka z ziarnem, a takze wzrostem sil wiazacych powierzchnie mi¬ neralna z pecherzykiem gazowym. Wprowadzanie gazu moze byc realizowane na drodze chemicznej, elektrochemicznej, wydzielania pod cisnieniem, gotowania lub przez mechaniczne doprowadzenie z zewnatrz; Nie zawsze zatem poprawa aeracji wiaze sie ze wzrostem zawartosci tlenu w zawiesinie flotacyjnej i podniesieniem potencjalu redox tej zawiesiny. Dzialanie polegajace na zwiekszeniu ilosci fazy gazowej w zawiesinie prowadzi do spelnienia warunku optymalnej ilosci zderzen ziarn mineralu uzytecznego z pecherzykami gazu.Dla innych mineralów wprowadzenie tlenu nie musi dawac pozytywnych efektów, a nawet mo¬ ze spowodowac skutki ujemne. Ha przyklad wzrost potencjalu redox zawiesiny rudy chromitowej, uzyskany przez dodatek utleniaczy, powoduje potrzebe znacznego zwiekszenia ilosci zbieracza.Dzialanie tlenu zatem nie jest oczywiste i jest przedmiotem ciagle aktualnych badan fizyko- cheraików, zajmujacych sie problemami flotacji mineralów siarczkowych i Flotacja tlenków meta¬ li nie wymaga obecnosci tlenu* Rola utleniaczy w procesie nie tylko nie zostala jednoznacz¬ nie okreslona w badaniach podstawowych, ale jest bardzo rózna podczas flotacji róznych mine¬ ralów; Flotacje blendy cynkowej aktualnie prowadzi sie dodajac do zawiesiny zmielonej rudy w wodzie odczynników, które dzialaja aktywujaco, pianotwórczo i zbierajace Skutecznosc dzia¬ lania tych odczynników zalezy od szeregu warunków, wsród których jednym z najistotniejszych jest proces katalitycznego utleniania etyloksantogenianu sodowego na powierzchni sfalerytu.Proces ten moze zachodzic dzieki obecnosci jonów miedzi, które dodawane sa jako odczynnik i tlenu pochodzacego z aeracji zawiesiny flotacyjnej. Wada obecnego stanu jest przypadkowe, zalezne od rozwiazan konstrukcyjnych maszyny flotacyjnej napowietrzanie zawiesiny. Napowiet¬ rzanie to z punktu widzenia wysycenia tlenem zawiesiny jest zazwyczaj niedostateczne. Jak wykazano w badaniach wlasnych prowadzi to do nadmiernego zuzycia siarczanu miedziowego.Szczególnie duzy deficyt tlenu w zawiesinie flotacji blendy wystepuje w przypadkach, jrdy2 129 740 podczas wczesniej prowadzonego procesu flotacji galeny dodawany jest odczynnik siarczkuja¬ cy - siarczek sodowy; Stwierdzono, ze wzbogacenie zawiesiny w tlen przez barbotaz lub elektrochemiczne wydzielanie na anodzie podnosi efektywnosc dzialania aktywatora. Pozytyw¬ ne rezultaty osiaga sie równiez stosujac jako utleniacz jod.Sposób prowadzenia flotacji siarczkowych rud eynkowo-olowiowych wedlug wynalazku po¬ lega na wprowadzeniu do zawiesiny flotacyjnej, utleniacza,po odflotowaniu galeny,( po czym zawiesina ta poddawana jest procesowi flotacji blendy cynkowej; Jako utleniacz stosuje sie tlen, który wprowadza sie albo poprzez elektrochemiczne wydzielanie na'anodzie pozostaja¬ cej w kontakcie z zawiesina flotacyjna albo przez bezposredni barbotaz zawiesiny flotacyj¬ nej gazem zawierajacym tlen, ewentualnie chlorowce, korzystnie jod.Przyklad: W skali laboratoryjnej przeprowadzono badania na rudzie cynkowo-olowiowej z rejonu bytomskiego, wstepnie wzbogaconej w cieczy ciezkiej; Próbke rudy pobrano z tas¬ my, pomiedzy kruszarka stozkowa a zbiornikiem rudy do mlynów, na jednym z zakladów prze* róbczyoh. Rude suszono, a nastepnie kruszono do uziarnienla ponizej 5 mm» po czym usred¬ niono i metoda ówiartowania uzyskiwano próbki o wadze 500 g. Próbki te przechowywano do doswiadczen flotacyjnych w papierowych torebkach* Procentowa zawartosc uzytecznych metali w rudzie byla nastepujaca! ZnQ • 12,42# 9 %nQ « 10,60 % , ZnO - 1,82# , Pb - 3,91# .Przygotowana w opisany sposób rude mielono w laboratoryjnym mlynku kulowym.Analiza ziarnowa zmielonej rudy ksztaltowala sie nastepujaco! 0,3 ma - 1t3# $ 0,3 - 0,2 mm - 2,5# J 0,2 - 0,1 mm - 18,0# ; 0,1 - 0,071 ram - 30,5# I 0,071 «• 0,032 mm - 56,096, Tak przygotowana rude flotowano w maszynce flotacyjnej typu ¦Z "Z pne urnomechanicznego w komorze o pojemnosci 0,73 dnr i przeplywie powietrza 1,33 dur/h.Do procesu flotacji uzywano nastepujacych odczynników! a/ do flotacji galeny! siarczan cynkowy - roztwór 5% J anyloksantogenian sodowy - roz¬ twór 1% # siarczek sodowy - roztwór 5% I emulsja oleju sosnowego - roztwór 09'\% ? b/ do flotacji blendy cynkowej) siarczan miedziowy - roztwór 5% $ etyloksantogenlan sodowy - roztwór 1% f tlenek wapniowy - cz.d.a.j emulsja ADTM - roztwór 0,1# ? ADTM jest to alkohol dwuaoetonowy o wzorze 0H,-C0-CHp»C/CH-/p0H z dodatkiem 7-9# tlenku mezytylu, tj. nienasyconego ketonu o wzorze CH^-CO-CH • d/0H/2# ADTM jest stosowany jako klasyczny spie- niacz w skali przemyslowej; Tworzy on piane trójfazowa o bardzo dobrych wlasciwosciach fio- taoyjnyoh; Jako pierwsza wykonano selektywna flotacje surowej galeny, dodajac zbieracz i spie¬ niac* w dwóch porcjach, natomiast depresor blendy /ZtaSO./ i lfei^S w jednej porcji na poczat¬ ku flotacji* Po dodaniu pierwszej porcji odczynników agitowano zawiesine w komorze przez 60 s i dopiero po tym czasie odbierano pierwszy koncentrat galenowy przez 300 s'; Nastepnie dodawano druga porcje odczynników, agitowano 60 s i odbierano drugi koncentrat galenowy równiez przez 300 e.Warunki dozowania odczynników i warunki flotacji galeny dla wszvstkich doswiadczen byly jednakowe i wynosily! I koncentrat: pH naturalne - 7,8j Ife^S - 600 g/tfg j ZuSO. - 2000 g/Vlg f Am x Na - 50 g/Mg | emulsja oleju sosnowego • 15 g/fig } czas flotacji - 300 s.II koncentrat! Am x Ma - 50 g/Mg ; emulsja oleju sosnowego - 15 g/% ; czas flotacji - 300 s.Czas pomiedzy koncem flotacji galeny a poczatkiem flotacji blendy cynkowej we wszvst- kich doswiadczeniach byl staly i wynosil 300 s. W tym czasie dodawano do zawiesiny flota¬ cyjnej blendy cynkowej wapno w takiej ilosci, aby pH wynosilo 9,5; Do tak przygotowanej zawiesiny dodawano aktywator w Ilosci od 100 do 800 g OuSO^/Mg rudy ze zmiana dodawanej ilosci w kolejnej flotacji o 100 g/Mg; Czas agitacji we wszystkich kolejnych flotacjach wynosi 60 s. Po uplwi* tego czasu dodawano w trzech porcjach pozostale odczynniki flotacyjne tzn; zbieracz i spieniacz. jWarunki dozowania odczynników dla poszczególnych frakcji koncentratu ilustruja nastepujace schematy ?129740 5 I koncentrat? OaO - 1 kg/Wg/staly/ j OuSO^ - 100 do 800 g/M& ; Et X fe - 50 g/Mg ; emulsja ADTM - 5 g/Jfe $ czaa flotacji - 300 s.II koncentrat! Et X Na - 50 g/tyc | emulsja AJ)TM - 10 g/Mg j czas flotacji - 300 s.III koncentrat! Et X Nft - 50 g/Mg f emulsja ADTM - 5 g/Mg l czas flotacji - 300 b.Koncentraty odpierano do emaliowanych kuwet, dekantowano, suszono, wazono, ucierajno i da¬ wano do analisy chemicznej. Z odpadami postepowano tak sano* Uzyskano nastepujaca zaleznosci pomiedzy uzyskiem / & %/ koncentratu "blendy cynkowej a zuzyciem'aktywatora w procesie jej flotacji i \~Ve %/ OuSO^ /*/Mff/ | Cu I /*/M*/ [ 4,8 100 40 5,5 200 80 11,2 300 120 79,5 400 160 [ 80,0 500 200 | 80,5 600 240 f 80,7 700 280 80,8 800 320 Jakosc IB %/ koncentratu blendowego ma podobny przebiegi \ / fi %/ CuSO, 6,1 100 10,8 200 18,2 300 43,5 400 44,2 | 500 43,8 | 600 46,2 700 i 45,7 | 800 Z przedstawionych powyzej danych wynika, ze dzialanie aktywatora jest efektywne do¬ piero po dodaniu do zawiesiny flotacyjnej blendy cynkowej minimum 400 g CuSO^/Mg rudy.Opisane powyzej doswiadczenia stanowia odwzorowanie procesu przemyslowego w skali labo¬ ratoryjnej; Odwzorowanie jest pelne zarówno w zakresie warunków fizyko-chemicznych w za¬ wiesinie flotacyjnej jak i uzyskanych wyników; W skali przemyslowej proces flotacji dla badanej rudy zachodzi pomyslnie w przypadku zuzycia siarczanu miedziowego powyzej 500 g/Mc i przy zachowaniu warunków uziarnlenia rudy, zawartosci metalu uzytecznego, zuzycia od¬ czynników i gestosci zawiesiny czyli takich samych jak w przeprowadzonych doswiadczeniach.Opracowany model laboratoryjny procesu przemyslowego pozwala na przesledzenie wply¬ wu zmiennych czynników na rezultaty wzbogacania blendy cynkowej* Jednym z podstawowych czynników, które badano, byla zawartosc tlenu w zawiesinie flotacyjnej. Schemat flotacji rudy cynkowo-olowlowej pozostaje bez zmian az du momentu regulacji pH zawiesiny blendy cynkowej przy pomocy wapna* W proponowanej metodzie prowadzono równolegle doswiadczenia z aktywatorem w postaci 596 roztw1; siarczanu miedziowego i w postaci jonów miedzi, pochodzacych z anodowego roz¬ twarzania plytki miedziowej w ilosci miedzi odpowiadajacych podanym wyzej porcjom siar¬ czanu miedziowego; Do zawiesiny blendy po odebraniu koncentratu galenowego wprowadza sie plytke miedzic wa, spelniajaca rcle anody. Katode stanowily stalowe scianki komory flotacyjnej. Ife elek¬ trody podawano stale napiecie, którego wysokosc /2-24 V/ zmieniano w zaleznosci od tego, jaka ilosc miedzi anodowej miala ulec roztworzeniu w zawiesinie flotacyjnej. Czas roztwa¬ rzania anody miedziowej wynosil 300 s. Stosowano gestosc pradu w zakresie od 0,33 do 2,62 5- . Ilosc miedzi przechodzacej do zawiesiny flotacyjnej blendy cynkowej w posta- dm 2+ ci jonów Cu obliczano z ubytku masy anody i wynosila ona w kolejnych doswiadczeniach 40, 80, 120, 160, 200, 240, 280 i 320 g Cu/Mg rudy.Wszystkie pozostale warunki fizykochemiczne /pH zawiesiny, temperatura, szybkosc mieszania, stezenie odczynników, czas agitacji i flotacji/ byly identyczne, jak w meto¬ dzie opiaanej wczesniej* Stwierdzono analitycznie, ze podczas rostwarzania anodowego mie¬ dzi w tych warunkach, obok przechodzenia miedzi do roztworu nastepuje na elektrodzie wy¬ dzielanie tlenu.4 129 740 W uproszczeniu zachodzace reakcje anodowe mozna zapisac: Cu - Cu2+ + 2 e 20JT H20 + i 02 + 2 e Wydajnosc pradowa piei^wszej reakcji wynosila w warunkach doswiadczenia 80#, drugiej nato¬ miast okolo 20&, Wynika stad, ze roztworzeniu 0,625 mola miedzi /40 g Cu/ towarzyszy Vry- dzielenie okolo 0,06 mola 0?V Jest to wystarczajaca ilosc do utlenienia okolo 20% kganto- genianu podawanego we flotacji blendy cynkowej /150 g/Mg/ do dwuksantogenu w reakcji: 2 EtX~ + H20 + \ 02 x * /EtX/2 + 20JT Aktywna role tlenu potwierdzono równiez w doswiadczeniach, w których zawiesine /po odflotowaniu galeny a przed flotacja blendy cynkowej/ barbotowano tlenem w ciagu 900 s.Dalej postepowano wg wczesniej opisanego schematu flotacji blendy cynkowej /warunki stan¬ dardowe/. Uzyskano nastepujace wyniki: Uzysk kon¬ centratu blendy cyn -kowej % Roztwarzanie elekt¬ rochemiczne miedzi barbotaz tlenem warunki standardowe Iloec podawanej miedzi do zawie¬ siny flotacyjnej g Cu/Mg rudy 40,5 65,0 4,8 40 , —- 70,2 79,4 5,5 60 78,4 80,2 11,2 120 80,5 80,5 79,5 160 80,8 80,6 80,0 200 81,8 80,9 80,5 240 0,9 81,0 80,7 280 81,0 80,8 80,8 320 Uzyskane wyniki swiadcza o aktywnej roli tlenu jako odczynnika flotacyjnego. Mozna przypuszczac, ze rola ta polega na utlenieniu ksantogenlanu do dwuksantogenu we wczesniej podanej reakcji; Na tej podstawie przeprowadzono doswiadczenia flotacyjne, w których za¬ chowano warunki standardowe1 Podawany do flotaoji etyloksantogenian sodowy byl w tych dos¬ wiadczeniach poddawany czesciowemu utlenieniu.Utlenienie przeprowadzono chemicznie przy pomocy Jr, Jod podawano do wodnego roztwo¬ ru etyloksantogenianu sodowego o stezeniu ^%9 Jod otrzymano w znanej reakcji: JO" + 5«T + 6H+ 3J2 + 3H20 Zakladano, ze w tych warunkach reakcja utlenienia ksantogenlanu do dwuksantogenu przy po¬ mocy J2 zachodzi z wydajnoscia 100## Stwierdzono, ze najlepsze uzyski koncentratu blendy cynkowej osiaga sie, gdy ^0% etyloksantogenianu sodowego ulega utlenieniu; Wyzszy i niz¬ szy stopien utlenienia zbieracza prowadzil do spadku uzysku blendy cynkowej. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe .15 Sposób prowadzenia flotaoji siarczkowych rud cynkowo-olowiowych z zastosowaniem znanych zbieraczy, splenlaczy i aktywatora, znamienny tym, ze po odfloto¬ waniu galeny wprowadza sie do zawiesiny flotacyjnej utleniacz, po czym zawiesine te pod¬ daje sie procesowi flotacji blendy cynkowej,

2. ; Sposób wedlug zastrzl 1, znamienny tym, ze jako utleniacz stosuje sie tlen, który wprowadza sie przez elektrochemiczne wvdzielanie na anodzie, pozostajacej w kontakcie z zawiesina flotacyjna,

3. , Sposób wedlug zastrzi 1, znamienny tym, ze jako utleniacz stosuje sie tlen, który wprowadza sie przez bezposredni barbotaz zawiesiny flotacyjnej gazem za¬ wierajacym tlen;

4. Sposób wedlug zastrz; 1, znamienny tym, ze jako utleniacz atosuje sie chlorowce, najkorzystniej jod. Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL