Технология обогащения медно-цинковых руд презентация

В природе известно 66 минералов, в состав которых входит цинк.
Промышленное применение нашло всего шесть минералов.

Имеется ОСТ на цинковые концентраты. В зависимости от марки концентрата он должен содержать цинк не менее 40 – 59 (60) % . Лимитирующими примесями, ограничивающими сортность концентрата, являются: Fe (10 – 5 %), SiO2 (6 – 2 %), Cu (3,5 – 1 %), Ms (0,5 – 0,05 %). Отдельно оговариваются между поставщиком и заказчиком содержание фтора. Концентраты обязательно анализируются на содержание в них редких металлов (кадмий, германий, индий) и благородных металлов.

Медно-цинковые руды – комплексные руды. Распространенным компонентом является железо, а из благородных металлов – золото.
По содержанию пирита и сульфидов руды различают как сплошные (пирита в них более 90%) и вкрапленные (сульфидов в них не более 50%).

Сложности обогащения медно-цинковых руд
1. Тонкое взаимное прорастание сульфидов между собой. Для вскрытия ценного компонента требуется толщина помола: для вкрапленных руд: 90 – 96 % класса -0,074 мкн.; для сплошных руд: 90 – 94 % класса -0,044 мкн.

2. Близкие флотационные свойства разделяемых компонентов в силу активации ионами меди сфалерита.
Сложности обогащения медно-цинковых руд

Сложности обогащения медно-цинковых руд
3. Разная флотационная активность медных минералов (халькозин флотируется одним пенообразователем и т.п.); аналогична картина и для цинковых минералов. Неодинаковая флотируемость сильно осложняет процесс из-за различных состояний поверхностей минералов.

Сфалерит, в зависимости от изоморфных примесей, имеет различные флотационные свойства. Без примесей его называют клейофан (чистый сфалерит). Если в кристаллической решетке большое количество железа – это марматит или черный сфалерит. В составе сфалерита может находиться до 2,5 % кадмия, в значительных количествах индий, галлий. Если кадмия значительно больше, то сфалерит называют ПРШБРАМИТ.
Сложности обогащения медно-цинковых руд

4. Высокая флотационная активность пирита, особенно если имеются свободные ионы меди, которые активируют эту поверхность. Пирит активируется H2SO4 и ионами меди.
Сложности обогащения медно-цинковых руд

Медно-цинковые руды в России в основном представлены Уральским регионом. Руды отличаются сложным минеральным составом (в них присутствует около 130 минералов) с разнообразной текстурой (от массивной до колломорфной), структурой и степенью метаморфизма. Один и тот же минерал может быть представлен генерациями, различающимися формой, размером зерен, содержанием микропримесей и включениями других минералов.

Значительные запасы медно-цинковых руд сосредоточены в Канаде, Финляндии, Норвегии, Японии. Медно-цинковые руды Канады в основном вкрапленные. Соотношение меди и цинка (от 1:1,5 до 1:6) благоприятно их извлечению.

Флотационные свойства цинковых минералов
Наиболее полно изучены флотационные свойства сфалерита. Его флотационное поведение зависит от количества железа в кристаллической решетке. Чистый сфалерит флотируется лучше, чем ожелезненный. Это зависит не только от содержания, но и от формы (в виде изоморфной примеси или в виде эмульсионной вкрапленности пирротина).

Цинковый купорос
Сочетание цинкового купороса с цианидами (Шеридана-Гризвальда)
Щелочное значение pH=7,5 – 9; подача CN: ZnSO4 в соотношении от 1:10 до 1:2
Цинковый купорос с известью или содой (кальцинированной Na2CO3 или каустической NaOH)
Сульфосоли
Реагенты депрессоры для сфалерита:

Особенностью данного типа руд является применение сочетания реагентов депрессоров вместе с купоросами. Снижение интенсивности цианидов происходит во всей практике переработки данного типа руд. Эффективность сочетания депрессоров определяется оптимальным расходом реагентов собирателей, которые используются в обогащении.

Ксантогенаты, как сильные, так и слабые. Например: на канадских и финских обогатительных фабриках амиловый КХ + аэрофлот (до 30 г/т), реже этиловый и бутиловый КХ; на американских обогатительных фабриках расходы этилового КХ достигают 160 г/т, изоприлового КХ до 65 г/т; этиловый аэрофлот + R404 (суммарно 77 г/т); бутилового КХ 14 г/т.
Реагенты собиратели, использующиеся при переработки цинковых руд:

Основным реагентом является медный купорос CuSO4 . Его количество на поверхности зависит от значения pH. Зависимость имеет резко параболический характер. Сорбция CuSO4 на поверхности сфалерита необратима. Это связано с близкими радиусами ионов меди и цинка (Zn – 0,83·10-10 ; Cu - 0,80·10-10). Дозировать нужно в таком количестве, чтобы 25% поверхности сфалерита было в виде CuS.

Cu++ + KX → KХCu + K-
Металлы Na или K, в зависимости от того, какой ксантогенат был использован. Расходы ксантогената и медного купороса завышены.

Данный тип руд флотируется и по селективным, и по коллективно-селективным схемам обогащения. Выбор схемы зависит не только от размера и характера вкрапленности, а в первую очередь от состояния поверхности минерала. Если руда подкислена или присутствуют вторичные минералы меди, то используется коллективно-селективная схема.

Схемы имеют относительно простые циклы:
Цикл Cu флотации – 1 основная, 1 контрольная, максимум две перечистки.
Цикл Zn флотации – 1 основная, 2 контрольных, 3 или 4 (или 5) перечистки.
Организация промпродуктовых циклов мало характерно. Измельчение 2-х стадиальное.

В скандинавских странах применяется рудно-галечное измельчение.
Отечественные медно-цинковые руды более труднообогатительные из-за большого количества пирита в руде. Канадские руды в этом плане более благоприятны. Японские предприятия перерабатывают относительно сложные руды (черные руды курока).

Основная Cu
Классификация
Контрольная Cu
I-II перечистки
Cu концентрат
Основная Zn
I контрольная Zn
II контрольная Zn
Py концентрат
I-V перечистки
Zn концентрат
Na2SO3 – 50г/т
ZnSO4 – 50г/т
CaO – 400г/м3
Бутиловый КХ – 90-150г/т
βCu=20% εCu=80%
βS=46% εS=75%
Подвергается обезжелезнению и обезмеживанию
Сибайская обогатительная фабрика

В медный цикл подается бутиловый КХ, аэрофлот, флотомасло в суммарном количестве до 150 г/т. Для депрессии ZnS и пирита подается известь до 400 г/м3. Медный купорос ZnSO4 + сульфоксидное соединение Na2S2O3 – 100 г/т при соотношении 1:1.

В цинковый цикл подается для активации ZnSO4 – CuSO4 (до 400 г/т); известь для депрессии пирита (до 800 – 900 г/м3); КХ (до 140 г/т); пенообразователь – по ходу процесса.
Полученный цинковый концентрат не удовлетворяет требованиям и поэтому направляется в цикл обезжелезнения и обезмеживания. Хвостов нет, так как руда сплошная.

Сгущение
Слив
Основная Cu-Py
Zn концентрат
Cu-Py концентрат
I-II перечистки
Na2S – 4,7-5 кг/т
Zn концентрат
βZn=51-52% εZn=50%
Сибайская обогатительная фабрика

Этот цикл обязательно включает операцию сгущения, которая вводится для выведения из технологической схемы десорбированного КХ и других реагентов сернистым натрием, расход которого составляет 4,7 – 5 кг/т. Так же обязательна основная операция. Количество перечисток: 1 – 2. Иногда вводится контрольная операция.
Для депрессии ZnS используется сочетание кальцинированной соды и цинкового купороса: Na2CO3 – 230 (400) г/т; ZnSO4 – 1100 – 1300 г/т.

Полученные концентраты:
Cu концентрат – содержание меди 18 – 20 %, при извлечении в 84 %
Zn концентрат – содержание цинка 51 – 52 % при извлечении в 50 %
Py концентрат – содержание пирита 45 – 46 % при извлечении 74 – 75 %

Cu-Zn-Py флотация
Хвосты
Cu-цикл
Zn-цикл
Cu концентрат
Py концентрат
Zn концентрат

Коллективный цикл
Коллективная флотация
CuSO4
Cu-цикл
Zn-цикл
Cu концентрат
Py концентрат
Zn концентрат
Хвосты

Cu-цикл
Хвосты
Cu концентрат
Py концентрат
Zn концентрат
Zn-Py флотация
Цикл селекции

Cu флотация
Хвосты
Py концентрат
Zn концентрат
Cu-Zn-Py цикл
Цикл селекции
Cu концентрат

Принципиальное отличие второй схемы от первой заключается в том, что она позволяет использовать минимальное количество медного купороса, а, следовательно, будет минимально образование искусственно гидрофобных шламов и более благоприятный режим в цикле селекции.

Схемы с «Cu головками» позволяют вывести природные гидрофобные медные минералы из технологической схемы в ее голове: осуществляется одним пенообразователем и при голодном режиме собирателя. Часто это используется для халькозин содержащих руд. Возможно использование этих схем при халькопирит содержащих рудах, в которых сфалерит и пирит обладают плохими флотационными свойствами.

Чтобы убрать ксантогенат натрия из пульпы, вводят операцию сгущения, уголь, десорбенты. Na2S – 150 г/т. Все реагенты по схеме подаются на исходную руду.
Цинковый купорос работает от 0,2 до 1,5 кг/т
Везде высокое значение pH. Известь является регулятором среды и депрессором пирита.

Гайская обогатительная фабрика
Классификация
Cu флотация
Cu концентрат
Cu-Zn-Py флотация (осн.1)
I Cu-Zn перечистка
II Cu-Zn перечистка
Классификация
Сгущение
Классификация
Осн.промпродуктовая
Контрольная
Py концентрат
Хвосты
CaO
до 60% -0,074мкн
Na2S – 100г/т
ZnSO4 – 250-400г/т
КХ – 10г/т
pH≈9
CaO
CaO
КХ – 60г/т
КХ – 60г/т
pH≈12
pH≈12
Na2S – 3000г/т
уголь – 300г/т
80% -0,074мкн
Контрольная
Na2S – 400г/т
ZnSO4 – 1500г/т
96% -0,074мкн
Осн. Cu флотация
pH≈9
Контрольная
Zn концентрат
βZn=49% εZn=50%
βS=40-41% εS=35-38%
I перечистка
II перечистка
Слив
Cu концентрат
βCu=18% εCu=88%
Cu-Zn-Py флотация (осн.2)

Cu-Zn-Py (основная) – подать CuSO4 для активации.
Если пирит природно-гидрофобный, то медный купорос не подается.
Если идет аэрация – окисление медных минералов, то медный купорос не подается.
Если пирита много, то уровень pH нужно повысить.
Если pH будет понижаться, будет кислое значение pH.
Если присутствует серная кислота, то ничего не мешает образованию медного купороса.

I и II Cu-Zn перечистки: pH=12, в сгущение - Na2S=3000 г/т . Собирателя и пенообразователя нет. Процесс идет на остаточной концентрации.
Особенностью этой схемы является организация промпродуктового цикла, а также две операции перечистки коллективного концентрата. Это позволяет отказаться от организации цинкового цикла и получать цинковый концентрат в виде камерного продукта медного цикла.

На схеме не показан расход пенообразователя, а так же реагента активатора CuSO4 . Скорее всего CuSO4 необходимо дозировать, т.к. природная активация сфалерита, если даже она и была, ее уменьшили, подав в голову схемы ZnSO4 в количестве 250 – 400 г/т. Хотя некоторая активация будет иметь место по схеме аэрация пирита – образование серной кислоты – растворение серной кислоты медных минералов, т.к. …?… флотации 1 основная и 2 основная – контрольная – велик

Комплексность использования сырья при переработке медно-цинковых руд
Комплексность использования сырья при переработке медно-цинковых руд предполагает получение не только основных концентратов Cu-Zn-Py , но и извлечение благородных металлов (золота). По данным Механобр комплексность использования медно-цинковых руд Уральского региона составляет около 60%. Она может быть повышена в результате увеличения извлечения основных рудных минералов и снижению их потерь с отвальными хвостами.

С отвальными хвостами теряется: 40 – 52 % селена; 60 – 62 % теллура; 30 – 72 % талия; 30 – 76 % индия; 96 % германия; 20 % галлия. Все редкие вышеперечисленные металлы ассоциируют с сульфидными минералами, и поэтому, чем полнее извлечение основных компонентов, тем выше комплексность сырья. Если золото свободное, то его целесообразнее извлечь в голове схемы, т.к. все реагенты депрессоры, использующиеся в технологии обогащения медно-цинковых руд, являются депрессорами и для золота, и потом уже отдельно сфлотировать невозможно.

Если известь подать раньше, то с хвостами мы теряем золото. Если подать руду как показано на схеме, то золото идет в Cu-концентрат.
Известь – главный реагент-депрессор на золото.