Современные проблемы гидрометаллургии (стр. 2 )

Результаты флотации сульфидных (а также окисленных) руд находятся в определенной зависимости от того, каким минералом представлен металл или его соединение. В частности, для медных руд различные показатели извлечения металлов получаются при флотации первичных и вторичных сульфидов. Для обогащения руд вольфрамовых месторождений важное значение имеет соотношение в них металлов вольфрамита и шеелита, для молибденовых – молибденита и повеллита. Некоторые из сульфидных и большинство окисленных природных соединений цветных металлов обогащаются с очень низким извлечением в концентраты. Поэтому для отдельных руд содержание труднофлотируемых сульфидных и окисленных форм в товарной продукции ограничивается определенными пределами. Из труднофлотируемых сульфидных медных минералов можно назвать валлерит (CuFe)2S2·1,526[(Mg, Al, Fe)(ON)2], содержащийся в медно-никелевых рудах и извлекаемый в весьма низкой степени при флотации. Наблюдается и обратная картина, когда нежелательно присутствие сульфидных минералов. Например, основным минералом оловосодержащих руд является касситерит – оксид олова. Технология обогащения оловянных руд, как правило, гравитационная. Присутствие в рудах минерала станина (сульфид олова) требует для его извлечения уже комбинированной флотационно-гравитационной схемы переработки. Большое влияние на результат обогащения оказывают и структурно-текстурные особенности рудных минералов. Примером служит переработка медно-цинковых руд Николаевского месторождения в Восточном Казахстане. Месторождение содержит как кристаллические, так и метаколлоидные руды. Если первые имеют относительно крупный размер зерен сульфидов меди и цинка и легко обогащаются селективной флотацией, то вторые обладают эмульсионной взаимной вкрапленностью медных и цинковых минералов и практически не поддаются селекции. Вследствие этого из метаколлоидных руд пока получают только коллективные концентраты. Технико-экономические показатели переработки руд, особенно извлечение металлов, могут ухудшаться из-за присутствия в рудах некоторых по рудообразующих минералов. Так, примешивание к рудам Тырнаузского месторождения сверх определенного предела скарнированных мраморов (кальцита) резко снижает степень извлечения вольфрама в концентраты. В силу этого при разработке участков месторождения с повышенным содержанием кальцитов необходимо выделять последние из руд методом концентрации втяжелых средах. К отрицательным физическим свойствам руд относится их слеживаемость, которая вызывает значительные затруднения при выпуске руд из бункеров, их транспортировании и грохочении и может приводить к остановке оборудования, возникновению перерывов в технологическом процессе и снижению показателей обогащения. Радикальных мер борьбы с этим свойством руд еще не разработано. Наличие в рудах тонкой, обычно глинистой фракции обуславливает повышенное шламообразование в процессе рудоподготовки и увеличенные потери металлов при флотации. Пока также не найдено удовлетворительных флотационных способов извлечения полезных компонентов из шламовой фракции руды. Из приведенных примеров следует, что руды обладают большим количеством разнообразных свойств, влияющих на технико-экономические показатели их переработки. Для более полного и комплексного использования минеральных ресурсов необходимо соблюдать жесткие требования к оценке качества руд, направляемых на обогатительные фабрики и металлургические заводы. Качество добываемых руд в конечном счете нужно оценивать не по отдельным показателям, а по сочетанию свойств, отражающих пригодность руд к соответствующей технологии переработки с получением устойчивых и

экономически приемлемых показателей. Другими словами, нужно использовать комплексный принцип технологической оценки качества руд. Например, к числу комплексных технологических показателей качества руд, направляемых на обогатительные фабрики, можно отнести обогатимость флотационными или гравитационными методами; руд, подлежащих гидрометаллургической переработке, – растворимость полезного компонента в промышленных растворителях; руд, перерабатываемых пирометаллургическим способом, – плавкость в определенных условииях и т. п. Практически комплексная технологическая оценка качества рудного сырья должна осуществляться главным образом по выдаче горным предприятием технологических типов и сортов руд, их соотношению в товарной продукции и по однородности вещественного состава руд в потоке и в отдельных партиях. Технологические типы и сорта руд выделяют и классифицируют отдельно по каждому конкретному месторождению в зависимости от природных свойств руд и горно-геологических условий залегания рудного тела на стадии подготовки месторождений к промышленному освоению. При этом должны особо учитываться специфические свойства руд и их изменчивость в пределах месторождения. При определении экономической целесообразности выделения технологических типов и сортов руд следует руководствоваться не только сокращением затрат на добычу и переработку рудного сырья, но и необходимостью максимального использования минеральных ресурсов. Таким образом, на горных предприятиях наряду с оценкой качества руд по содержанию в них основного полезного компонента (что имеет, безусловно, очень важное значение) необходимо оценивать продукцию по степени ее обогатимости (растворимости, плавкости) в сопоставлении с данными, установленными при подготовке запасов к выемке. Для этого на всех рудниках должны работать аналитические лаборатории или группы для определения вещественного состава и экспрессной технологической оценки качества руд.

Л Е К Ц И Я 2

ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ К ОБОГАЩЕНИЮ

РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

План лекции

2.1. Характерные особенности руд цветных металлов [1, 3].

2.1. Характерные особенности руд цветных металлов

Руды цветных металлов обладают рядом характерных особенностей, которые определяют не только выбор технологии их переработки и обогащения, но и технологию разработки месторождений. К основным из них относятся следующие.

1. Комплексность сырья. В рудах цветных металлов, наряду с основными металлами (медью, свинцом, цинком, никелем, кобальтом, молибденом, вольфрамом, висмутом), присутствуют золото, серебро, кадмий, индий, селен, теллур, рений, таллий, галлий, редкие земли, сера, барит, флюорит, кварц и другие элементы и минералы. Основная масса (80–85 %) цветных металлов в рудах представлена сульфидными минералами. Благородные металлы и примеси присутствуют в рудах главным образом в виде изоморфных примесей и тонкодисперсных включений в минералы основных и сопутствующих полезных компонентов, таких, как, например, молибденит, барит, пирит и др. Несульфидные минералы представлены оксидами, силикатами, карбонатами, фосфатами и другими породными минералами в различном их соотношении. Существующий уровень технологии переработки и обогащения руд цветных металлов позволяет наладить практически безотходное производство, однако возможность организации его на практике зависит также и от экономических, географических, ведомственных и других факторов, действующих в регионе.

2. Низкое содержание цветных металлов в рудах. Среднее содержание меди в медно-порфировых рудах за рубежом в настоящее время составляет около 0,9 %, в медистых песчаниках – 2 %, в медно-колчеданных рудах –1,4 %. В этих же пределах изменяются средние содержания свинца, никеля и цинка. Содержания сопутствующих металлов при этом оцениваются обычно сотыми и тысячными долями процента. По содержанию металлов руды условно делят на богатые, бедные и забалансовые (непромышленные), границы между которыми определяются состоянием техники и технологии обогащения, экономическими интересами и потребностями государства в производстве металлов. Постоянный рост производства и потребления основных цветных металлов (меди, свинца, цинка, никеля) сопровождается непрерывным снижением их содержания в перерабатываемых рудах. Например, среднее содержание меди в медных рудах США за последние 90 лет уменьшилось в 10 раз и составляет в настоящее время около 0,3 %.

3. Сложность и изменчивость вещественного состава руд. Руды цветных металлов весьма разнообразны и изменчивы по химическому и минеральному составу, характеру вкрапленности и текстурно-структурным особенностям, степени окисленности, крепости, дробимости, измельчаемости, обогатимости. С увеличением степени окисления руд ухудшается их обогатимость. Причины: возрастающая сложность минерального состава руд; окисление поверхности; активация и взаимоактивация имеющихся сульфидов; многообразие и худшая флотируемость (по сравнению с сульфидами) окисленных минералов; тесная связь окисленных минералов цветных металлов с минералами пустой породы и между собой; резкое возрастание в рудах содержания охристо-глинистых шламов, растворимых солей и непостоянство вещественного состава руд.

Различные сочетания свойств руд создают большое многообразие их типов и разновидностей, отличающихся между собой важными технологическими свойствами по отношению к процессам дробления, измельчения, обогащения и др. Поэтому технологические типы и сорта руд на каждой обогатительной фабрике определяют по результатам специально проведенных технологических испытаний.

4. Сложные горно-геологические условия залегания в недрах рудных месторождений. Месторождения цветных металлов обычно отличаются сравнительно небольшими запасами, особой сложностью морфологии и разобщенностью рудных тел, весьма крепкими рудами и вмещающими породами, предопределяющими большую трудоемкость при их разработке. Разнообразие наблюдаемых при этом структур и текстур сопровождается резкими изменениями физико-механических свойств руды. Разработка месторождений осложняется необходимостью выдачи руд по технологическим сортам. Промышленные типы руд выделяются по содержанию в них основных и сопутствующих компонентов, а также по форме рудных тел и генезису.

5. Тонкая дисперсная связь ценных компонентов с вмещающими горными породами и между собой.

Различный характер минерализации перерабатываемых руд требует разработки более совершенной технологии рудоподготовки, применения более сложных стадиальных схем обогащения.

Оптимальную конечную и промежуточную (по стадиям) крупность измельчения выбирают на основании зависимости показателей обогащения от крупности измельчения руды. Условно различают крупное (45–55 %, т. е. –0,074 мм), среднее (55–85 %) и тонкое (более 85 %) измельчение.