RU2123885C1

RU2123885C1 - Method of concentrating sulfide siderite-containing ores

Info

Publication number: RU2123885C1
Application number: RU96105424A
Authority: RU
Inventors: И.И. Шепелев; А.М. Жижаев
Original assignee: Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 1998-12-27

Abstract

FIELD: ore concentration in nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: preliminary treatment of sulfide siderite-containing ores is conducted in pulp by electric explosion with specific energy of 50-150 kJ/cu.dm. Then pulp is subjected to magnetic separation and flotation. EFFECT: improved quality of concentrate of nonferrous metals and increased quantity in complex utilization of mineral raw materials. 1 tbl

Description

Изобретение относится к процессам обогащения руд, в частности к способам разделения минералов и может найти применение на обогатительных фабриках цветной металлургии. The invention relates to processes for ore dressing, in particular to methods for the separation of minerals and can find application in processing plants of non-ferrous metallurgy.

Широко известны флотационные методы разделения сульфидных сидеритсодержащих руд. Существенным их недостаткам является снижение качества флотоконцентрата при наличии в пульпе минералов железа (гепатита, сидерита), так как они тонкодисперсны и извлекаются в концентраты совместно с полезными компонентами, и к тому же являются активаторами пустой породы и хорошими адсорбентами. The flotation methods for the separation of sulfide siderite-containing ores are widely known. Their significant drawbacks are a decrease in the quality of the flotation concentrate in the presence of iron minerals (hepatitis, siderite) in the pulp, since they are finely dispersed and extracted into concentrates together with useful components, and besides, they are gangue activators and good adsorbents.

Известен способ управления качеством флотоконцентрата магнитными методами, путем предварительного (перед флотацией) отделения минералов железа (Якубайлик Э.К., Волянский Б.М., Малиновская И.Н., Тарасов В.И., Осторожная Е. Е. Повышение качества флотационного медного концентрата магнитными методами.// Тезисы докладов IV Всесоюзного совещания по химии и технологии халькогенов и халькогенидов. Караганда, 18-21 сентября, 1990 г./ Караганда. 1990. - С. 335). Но для сидеритсодержащих руд предварительное отделение минералов железа перед флотацией с помощью магнитной сепарации неэффективно ввиду их слабой магнитной восприимчивости (х=(315-30)•10^-8м³/кг (Справочник по обогащению руд. Основные процессы. - М.: Недра, 1983, - 381 с.).A known method of controlling the quality of the flotation concentrate by magnetic methods, by preliminary (before flotation) separation of iron minerals (Yakubailik E.K., Volyansky B.M., Malinovskaya I.N., Tarasov V.I., Ostorozhnaya E. E. Improving the quality of flotation of copper concentrate by magnetic methods. // Abstracts of the IV All-Union meeting on the chemistry and technology of chalcogenes and chalcogenides. Karaganda, September 18-21, 1990 / Karaganda. 1990. - S. 335). But for siderite-containing ores, the preliminary separation of iron minerals before flotation using magnetic separation is ineffective due to their weak magnetic susceptibility (x = (315-30) • 10 ^-8 m ³ / kg (Reference for ore dressing. Main processes. - M .: Nedra , 1983, 381 p.).

Известен способ флотационного разделения полиметаллических сульфидных руд, с использованием предварительной обработки пульпы электрическими разрядами (Бабенко С.А., Курец В.И., Каляцкий И.И., Лобанова Г.Л. К вопросу интенсификации селективной флотации сульфидных полиметаллических руд электрическими импульсными разрядами. -ИЗВ. Томского ПИ. 1976, т. 382, - С. 172). При такой обработке происходит частичное окисление поверхности сульфидных минералов, что приводит к изменению их флотационных свойств (депрессия галенита и т.п.). Однако при наличии в пульпе минералов железа (гепатита, сидерита) качество флотоконцентрата в этом случае снижается еще более сильно за счет их частичного растворения и обогащения жидкой фазы ионами трехвалентного железа. A known method of flotation separation of polymetallic sulfide ores using pretreatment of pulp with electric discharges (Babenko S.A., Kurets V.I., Kalyatsky I.I., Lobanova G.L. On the issue of intensification of selective flotation of sulfide polymetallic ores by electric pulse discharges .- Izv. Tomsk PI. 1976, v. 382, - S. 172). With this treatment, a partial oxidation of the surface of sulfide minerals occurs, which leads to a change in their flotation properties (depression of galena, etc.). However, in the presence of iron minerals (hepatitis, siderite) in the pulp, the quality of the floc concentrate in this case decreases even more due to their partial dissolution and enrichment of the liquid phase with ferric ions.

Для эффективного отделения минералов железа необходимо перевести их в сильномагнитную форму. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения сульфидных полиметаллических руд, основанный на предварительной термической обработке руды, отделении магнитной фракции на магнитном сепараторе и последующей флотации сульфидов цветных металлов (Оразалина К.Н., Абишев Д.И., Балтынова Н.З., Кох Н.Л., Абулгазина О. Термомагнитное обогащение руды месторождения Алмыс. - Комплексное использование минерального сырья. 1986. N 11. - С. 22-24). За счет термообработки достигается перевод немагнитных минералов железа (пирита, марказита) в сильномагнитный пиротин с его последующим выделением в магнитный продукт. Недостатком этого способа являются высокие затраты энергии, обусловленные необходимостью нагрева руды до 700^oC и большой продолжительностью процесса (до 120 мин). Кроме того, способ применим только для пиритсодержащих руд. Оксидные формы железа при нагревании разлагаются до слабомагнитного гематита:
FeCO₃ -> Fe₂O₃ + CO₃,
FeOOH -> Fe₂O₃ + CO₃,
который отрицательно влияет на флотационное разделение минералов, и разубоживает флотоконцентрат. Железо в большинстве способов безвозвратно теряется с хвостами обогащения и редко вовлекается в переработку.For the effective separation of iron minerals, it is necessary to convert them to a strongly magnetic form. The closest in technical essence and the achieved result is a method for the separation of sulfide polymetallic ores based on preliminary heat treatment of the ore, separation of the magnetic fraction in a magnetic separator and subsequent flotation of non-ferrous metal sulfides (Orazalina K.N., Abishev D.I., Baltynova N. Z., Kokh N.L., Abulgazina O. Thermomagnetic ore beneficiation of the Almys deposit. - Complex use of mineral raw materials. 1986. N 11. - P. 22-24). Due to the heat treatment, the conversion of non-magnetic minerals of iron (pyrite, marcasite) into highly magnetic pyrotin is achieved with its subsequent release into a magnetic product. The disadvantage of this method is the high energy costs due to the need to heat the ore to 700 ^o C and the long process time (up to 120 minutes). In addition, the method is applicable only for pyrite-containing ores. When heated, iron oxide decomposes to weakly magnetic hematite:
FeCO ₃ -> Fe ₂ O ₃ + CO ₃ ,
FeOOH -> Fe ₂ O ₃ + CO ₃ ,
which negatively affects the flotation separation of minerals, and dilutes the flotation concentrate. In most methods, iron is irretrievably lost with enrichment tailings and is rarely involved in processing.

Цель изобретения - облегчение переработки сидеритсодержащих руд, улучшение качества концентрата цветных металлов и повышение комплексности использования минерального сырья. The purpose of the invention is to facilitate the processing of siderite-containing ores, improving the quality of the non-ferrous metal concentrate and increasing the complexity of the use of mineral raw materials.

Указанная цель достигается путем перевода немагнитных соединений железа в сильномагнитную форму в процессе электровзрывной обработки пульпы рудных минералов и выделением магнитного продукта в процессе магнитной сепарации. Последующая флотация немагнитной фракции протекает без осложнений. При определенных режимах электровзрывной обработки за счет целого комплекса разрядных и послеразрядных явлений (главные из которых жесткое электромагнитное излучение и высокоамплитудные ударные волны) сидерит, содержащийся в исходной руде, полностью разлагается и переходит в сильномагнитную форсу, основу которой составляют нестехиометрические нитриды железа (типа Fe_xN, где X = 2 - 8). Образование таких соединений подтверждено рентгенографически. Причем условия кристаллизации новой фазы таковы, что выделяются плотные агрегаты и кубические серостального цвета кристаллы в 5-10 раз крупнее исходного материала, которые легко и полно выделяются магнитными методами. Выделенный продукт может быть использован как сырье в черной металлургии. Затраты электроэнергии составляют 0,2-0,3 кВт•ч/т. Более низкие энергии не приводят к разложению сидерита с образованием магнитных соединений.This goal is achieved by converting non-magnetic compounds of iron into a highly magnetic form during the electric explosive treatment of pulp of ore minerals and the release of a magnetic product in the process of magnetic separation. Subsequent flotation of the non-magnetic fraction proceeds without complications. Under certain modes of electric blasting, due to a whole complex of discharge and post-discharge phenomena (the main of which are hard electromagnetic radiation and high-amplitude shock waves), siderite contained in the initial ore decomposes completely and passes into a strongly magnetic force, which is based on non-stoichiometric iron nitrides (type Fe _x N, where X = 2 - 8). The formation of such compounds is confirmed by x-ray. Moreover, the crystallization conditions of the new phase are such that dense aggregates and cubic serostal crystals are distinguished 5-10 times larger than the starting material, which are easily and completely separated by magnetic methods. The isolated product can be used as raw material in the steel industry. Electricity costs are 0.2-0.3 kW • h / t. Lower energies do not decompose siderite to form magnetic compounds.

В отличие от известных способов и от прототипа предлагаемый процесс:
1. Проводится в водной пульпе без значительного нагрева исходного материала (температура изменяется не более, чем на 5-10^oC).In contrast to the known methods and the prototype of the proposed process:
1. It is carried out in a water pulp without significant heating of the starting material (temperature changes by no more than 5-10 ^o C).

2. Проводится в течение нескольких минут единичными электрическими разрядами и может быть осуществлен в проточном режиме. 2. It is carried out for several minutes by single electric discharges and can be carried out in flow mode.

3. Известные технические решения применения электровзрывной обработки руды не имеют своей целью перевода немагнитных соединений железа в магнитные. 3. Known technical solutions for the use of electric explosive ore processing are not intended to convert non-magnetic iron compounds into magnetic.

4. Применение перед флотацией магнитной сепарации, подготовленной электровзрывом руды, позволяет перевести соединения железа в отдельный продукт с высоким содержанием железа, что позволяет использовать его в качестве сырья в черной металлургии, а не терять с хвостами обогащения. 4. The use of magnetic separation prepared by electric explosion of ore before flotation allows iron compounds to be converted into a separate product with a high iron content, which makes it possible to use it as a raw material in ferrous metallurgy rather than lose it with tailings.

Примеры конкретного выполнения способа. Examples of specific performance of the method.

Исходная проба полиметаллической руды содержала, %: Pb 2,5; Zn 1,5; Cu 0,2; Fe 20-22. По данным рентгенофазового анализа железо находится главным образом в виде сидерита (FeCO) с небольшой примесью пирита (FeS). Электровзрывную обработку осуществляли в контактном чане с электродной системой коаксиальной геометрии, подключенной к генератору импульсных токов. Измельченную руду (до 60% класса крупности -0,074 мм) загружали в контактный чан и при Т: Ж = 1:1 подвергали электровзрывной обработке. После этого пульпу подвергали разделению в магнитном сепараторе с напряженностью магнитного поля 2 кЭ. Выход магнитной фракции составил в среднем около 20% с содержанием железа выше 60%. После этого проводили коллективную свинцово-цинковую флотацию немагнитного продукта. Результаты опытов приведены в таблице. The initial sample of polymetallic ore contained,%: Pb 2.5; Zn 1.5; Cu 0.2; Fe 20-22. According to x-ray phase analysis, iron is mainly in the form of siderite (FeCO) with a small admixture of pyrite (FeS). Electric explosive processing was carried out in a contact tank with an electrode system of coaxial geometry connected to a pulse current generator. The crushed ore (up to 60% of the size class -0.074 mm) was loaded into the contact tank and subjected to an electric explosion treatment at T: W = 1: 1. After that, the pulp was subjected to separation in a magnetic separator with a magnetic field of 2 kOe. The output of the magnetic fraction averaged about 20% with an iron content above 60%. After this, a collective lead-zinc flotation of a non-magnetic product was carried out. The results of the experiments are shown in the table.

Как видно из таблицы энергии ниже 50 кДж/дм³ не позволяют перевести сидерит в магнетит и поэтому выделить магнитный концентрат не удается, также как и при термообработке (по прототипу) (опыты 1 и 2). Энергии ЭВО выше 150 кДж/дм³ технически труднодостижимы и требуют дополнительных затрат. Предложенный способ позволяет повысить содержание цветных металлов во флотоконцентрате на 5-6% и дополнительно получать до 125 кг железа с каждой тонны руды в виде магнитного концентрата.As can be seen from the energy table below 50 kJ / dm ³ they do not allow siderite to be converted into magnetite and therefore it is not possible to isolate the magnetic concentrate, as well as during heat treatment (according to the prototype) (experiments 1 and 2). EVO energies above 150 kJ / dm ^{3 are} technically difficult to achieve and require additional costs. The proposed method allows to increase the content of non-ferrous metals in the flotation concentrate by 5-6% and additionally receive up to 125 kg of iron from each ton of ore in the form of a magnetic concentrate.

Claims

A method of beneficiating sulfide siderite-containing ores, including their preliminary processing followed by magnetic separation and flotation, characterized in that the preliminary processing is carried out in a pulp by electric explosion at a specific energy of 50-150 kJ / dm ³ .