В настоящее время, для получения высоких технико-экономических показателей при переработке различных типов руд, требуется оптимизация существующих технологических процессов и поиск новых более эффективных аппаратов обогащения. При этом, разрабатываемые технологии должны обеспечивать комплексность использования минерального сырья и отвечать экологическим требованиям.
В 2011 г. на Омсукчанской обогатительной фабрике началась переработка руд серебро-полиметаллического месторождения «Гольцовое». Комбинированная технология обогащения, применяемая на обогатительной фабрике, не обеспечивает получение кондиционных концентратов по основным ценным компонентам (серебро, свинец) и достаточную степень извлечения, в связи с наличием большого количества тяжёлых окисленных минералов, прежде всего галенита и в меньшей степени сфалерита, и их тесной ассоциацией с серебросодержащими минералами.
В связи с этим, для решения возникшей проблемы, выполнен анализ технологий обогащения аналогичного типа руд, применяемых на отечественных и зарубежных обогатительных фабриках. На основе анализа, определены направления проведения исследований по оптимизации процессов обогащения серебро-полиметаллических руд месторождения «Гольцовое».
Значительная часть мировой добычи серебра производится попутно – по некоторым оценкам от 70 до 80 % серебра добывается из комплексных серебросодержащих месторождений: свинцово-цинковых, меднопорфировых, золоторудных, колчеданных, золото-мышьяково-сульфидных и золото-серебро-марганцовистых. Главные страны – продуценты серебра – Мексика, Перу, США, Канада, Австралия и Россия. К основным горно-обогатительным комбинатам, перерабатывающим аналогичное сырье, относятся: «Вентуроса» (Мексика), «Арктик» (Канада), «Хаканджа» (Россия), «Эль-Мочито» (Гондурас), «Реал дель Монте» (Пачука), «Пачука» (Мексика), «Майское» (Россия) и др.
Как показал проведенный анализ технологий обогащения, флотация – основной метод обогащения данного типа руд. Переработка окисленных свинцово-цинково-серебряных руд на обогатительной фабрика «Вентуроса» (Мексика) (содержание свинца 2,6 %, серебра 567 г/т) осуществляется по схеме коллективной флотации с однократной перечисткой свинцово-серебряного концентрата. Флотационный метод обогащения с получением свинцового, цинкового и пиритного концентратов применяют на обогатительной фабрике «Реал дель Монте», расположенной в одном из крупнейших серебросодержащих регионов мира – Пачука.
Флотация с получением цинкового и свинцового концентратов — основной метод обогащения на обогатительной фабрике «Эль-Мочито» (Гондурас), перерабатывающей комплексные руды (содержание свинца 7,9 %, цинка 8,9 %, серебра 358 г/т и золота 0,22 г/т). При этом серебро в основном связано с галенитом и сфалеритом. Хвосты флотации дополнительно перерабатываются методом цианирования с последующим осаждением благородных и цветных металлов на цинк, что способствует повышению степени извлечения и комплексности использования минерального сырья.
Усложнение технологической схемы обогащения, в которой флотация – основной метод обогащения, зависит от минеральной характеристики серебра и дополнительных требований, предъявляемых к конечным продуктам обогащения.
Технологическая схема переработки серебро-полиметаллических руд месторождения «Гольцовое» включает в себя гравитационное и флотационное обогащение, с раздельным обогащением песковой и шламовой фракций. Размер включений минералов серебра варьируется от 0,002-0,1 мм, свинца – 0,05 – 1,2 мм. В окисленных минералах железа и марганца, а также в ярозитах содержится около 50% серебра от общего его содержания в руде.
Особенностью зоны окисления является широкое развитие продуктивного серебро-сульфид-сульфатного комплекса, в том числе его акантит-англезитовой ассоциации. Окисленные руды месторождения «Гольцовое» характеризуются мелкокристаллическим строением и большим количеством пор, заполненных охристо-глинистым материалом (его содержание в руде составляет 15,5%). При измельчении охристо-глинистый материал образует большое количество первичных шламов, оказывающих вредное влияние на флотацию. Кроме того, в серебро-полиметаллических рудах такого типа содержится большое количество легкофлотируемых силикатов, депрессия которых приводит к депрессии полезных компонентов, становится трудно получать качественный концентрат.
Гравитационный передел и межцикловая флотация являются наиболее эффективными операциями по извлечению серебросодержащих минералов, представленных в руде, т.к. длительное их нахождение в процессе приводит к потерям с хвостами обогащения. В гравитационном переделе извлекаются тяжелые окисленные и сульфидные минералы с повышенным содержанием серебра.
Результаты состава первичных шламов показали, что их значительное количество, связанно с минералами железа. Магнитная сепарация – наиболее простой и эффективный метод, позволяющий снизить вредное влияние шламов, связанных с минералами железа на качественно-количественные показатели обогащения, за счет извлечения их в магнитную фракцию и оперативного вывода их из схемы.
В связи с этим, на Омсукчанской обогатительной фабрике проведен ряд испытаний для определения места установки данной операции в технологической схеме. Установлено, что наиболее высокий результат дает внедрение магнитной сепарации после второй стадии измельчения, так как это позволяет снизить вредное влияние шламов, долго циркулирующих в схеме обогащения, и уменьшает количество простоев гравитационного передела (за счет исключения забивки флюидизационных каналов центробежного концентратора «Knelson»).
Оптимизация флотационного метода обогащения предполагает усовершенствование применяемого реагентного режима. Анализ технологий по обогащению серебро-полиметаллических руд на отечественных обогатительных фабриках показал, что в качестве собирателей представленных минеральных форм серебра в основном используются сульфгидрильные собиратели — ксантогенаты и аэрофлоты. Флотация проводится при обильном пенообразовании в щелочной среде (оптимальное значение pH=7,3), создаваемой кальцинированной содой Na2CO3.
Реагентный режим и характеристика основных реагентов, применяемых на Омсукчанской обогатительной фабрике при обогащении серебро-полиметаллических руд месторождения «Гольцовое» (2011 г.), представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Реагентный режим и характеристика используемых реагентов
| Вид реагента | Наименование реагента | Общий расход, г/т | Точки подачи | Концентрация, % | Краткая характеристика |
| Собиратель | Бутиловый ксантогенат калия: C4Н9OCSSK | 250 | Песковая флотация; I, II основная и контрольная флотации. | 2,0 | Производные угольной (H2СО3) кислоты. Обладают коллектирующей способностью по отношению к самородным металлам. |
| Аэрофлот: ИМА-И413 | 20 | Песковая флотация; I, II основная и контрольная флотации. | 2,5 | Обладает вспенивающими свойствами, способствует извлечению тонких классов. Наиболее эффективен в сочетании с ксантогенатами. | |
| Вспениватель | ФРИМ 2ПМ | 20 | Песковая флотация; I основная флотация. | без разбавления | Близок по флотационным свойствам к МИБК.
|
| Регулятор среды | Кальцинированная сода: Na2CO3 | 800 | Песковая флотация; I основная флотация. | 10,0 | |
| Депрессор | Жидкое стекло: (SiO)m (NaO)n | 35 | Песковая флотация. | 3,0 | Имеет непостоянство депрессирующих свойств, является малоселективным депрессором. |
Экспериментальными исследованиями установлено, что усложнение реагентного режима, за счет введения дополнительных реагентов, приводит к увеличению потерь металлов в хвостах обогащения. В связи с этим, принято решение оптимизировать реагентный режим обогащения серебро-полиметаллических руд путем изменения точек подачи и их расхода и концентрации. Результаты проведенных исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Результаты опытов по оптимизации реагентного режима
| № опыта | Условия опыта | Наименование продукта | Выход, % | Содержание, г/т | Извлечение, % |
| 1 | Общий расход реагентов
Na2CO3 — 800 г/т, жидкое стекло — 20 г/т, БКК – 180 г/т, ИМА И-413 – 2 г/т, ФРИМ 2ПМ- 30 г/т Точки подачи Песковая флотация (Na2CO3 – 300 г/т, БКК — 50 г/т, ФРИМ 2 ПМ – 10 г/т). I основная флотация (Na2CO3 – 500 г/т, БКК — 80 г/т, ФРИМ 2 ПМ – 20 г/т). II основная флотация (БКК — 20 г/т). Контрольная флотация (БКК — 30 г/т, Има И-413 – 2 г/т). Концентрация реагентов Na2CO3 – 10 %, жидкое стекло – 3 %, БКК – 2,2 %, ИМА И-413 – 2,5 %, ФРИМ 2 ПМ – без разбавления рН пульпы = 6,68 |
Баланс опыта |
|||
| Поступает | |||||
| Исходная руда | 100 | 412,92 | 100 | ||
| Итого | 100 | 412,92 | 100 | ||
| Выходит | |||||
| Концентрат | 1,92 | 17391,67 | 77,76 | ||
| Хвосты | 98,08 | 96,15 | 22,24 | ||
| Итого | 100 | 100 | |||
|
Комментарии к опыту |
|||||
| 2 | Общий расход реагентов
Na2CO3 — 800 г/т, жидкое стекло — 300 г/т, БКК – 200 г/т, ИМА И-413 – 0 г/т, ФРИМ 2ПМ- 15 г/т Точки подачи I стадия измельчения — (БКК — 90 г/т). Песковая флотация (Na2CO3 – 300 г/т, БКК — 10 г/т, ФРИМ 2 ПМ – 5 г/т). I основная флотация (Na2CO3 – 500 г/т, БКК — 50 г/т, ФРИМ 2 ПМ – 10 г/т). II основная флотация (БКК — 10 г/т). Контрольная флотация (БКК — 40 г/т). Концентрация реагентов Na2CO3 – 10 %, жидкое стекло – 6 %, БКК – 2,5 %, ИМА И-413 – 5 %, ФРИМ 2 ПМ – без разбавления рН пульпы = 6,45 |
Баланс опыта |
|||
| Поступает | |||||
| Исходная руда | 100 | 613,08 | 100 | ||
| Итого | 100 | 613,08 | 100 | ||
| Выходит | |||||
| Концентрат | 2,48 | 25034,62 | 87,15 | ||
| Хвосты | 97,52 | 72,25 | 22,85 | ||
| Итого | 100 | 100 | |||
|
Комментарии к опыту |
|||||
| Повышение извлечения серебра удалось достичь за счет дополнительной точки подачи БКК в цикл измельчения, благодаря чему увеличилось время контакта реагента с частицами минерала. | |||||
| 3 | Общий расход реагентов
Na2CO3 — 350 г/т, жидкое стекло — 300 г/т, БКК – 160 г/т, ИМА И-413 – 3 г/т, ФРИМ 2ПМ- 10 г/т. Точки подачи I стадия измельчения — (БКК — 30 г/т). Песковая флотация (Na2CO3 – 150 г/т, БКК — 40 г/т). I основная флотация (Na2CO3 – 200 г/т, БКК — 60 г/т, ФРИМ 2 ПМ – 10 г/т). II основная флотация (БКК — 10 г/т). Контрольная флотация (БКК — 30 г/т Има И-413 – 3 г/т). Концентрация реагентов Na2CO3 – 10 %, жидкое стекло – 6 %, БКК – 2,5 %, ИМА И-413 – 5 %, ФРИМ 2 ПМ – без разбавления рН пульпы = 6,08 |
Баланс опыта |
|||
| Поступает | |||||
| Исходная руда | 100 | 778,67 | 100 | ||
| Итого | 100 | 778,67 | 100 | ||
| Выходит | |||||
| Концентрат | 2,48 | 15983,33 | 93,79 | ||
| Хвосты | 97,52 | 48,87 | 6,21 | ||
| Итого | 100 | 100 | |||
|
Комментарии к опыту |
|||||
| Cнижение расхода ксантогената и соды позволило достичь дополнительного повышения извлечения. Однако качество концентрата по содержанию серебра снизилось до 15,9 кг/т (план 18,5-20,5 кг/т). При этом содержание в концентрате свинца составило 14,0% (план 35-40%). | |||||
| 4 | Общий расход реагентов
Na2CO3 — 0 г/т, жидкое стекло — 0 г/т, БКК – 15 г/т, ИМА И-413 – 1 г/т, ФРИМ 2ПМ- 15 г/т. Точки подачи I стадия измельчения — (БКК — 10 г/т). I основная флотация (ФРИМ 2 ПМ – 15 г/т). Контрольная флотация (БКК — 5 г/т Има И-413 – 1 г/т). Концентрация реагентов Na2CO3 – 10 %, жидкое стекло – 6 %, БКК – 3 %, ИМА И-413 – 5 %, ФРИМ 2 ПМ – без разбавления рН пульпы = 6,2 |
Баланс опыта |
|||
| Поступает | |||||
| Исходная руда | 100 | 385,00 | 100 | ||
| Итого | 100 | 385,00 | 100 | ||
| Выходит | |||||
| Концентрат | 1,87 | 18553,20 | 86,5 | ||
| Хвосты | 98,13 | 49,16 | 13,5 | ||
| Итого | 100 | 100 | |||
|
Комментарии к опыту |
|||||
| Дополнительное снижение расхода ксантогената и соды позволило получить концентрат с кондиционным содержанием основных полезных компонентов. Содержание свинца в концентрате составило 34,13%. | |||||
Таким образом, по итогам проведенных исследований установлено, что снижение расхода ксантогената и соды способствует повышению основных качественно-количественных показателей, за счет стабилизации пенного слоя в флотомашинах. При высоком расходе ксантогената снижается селективность его действия, наблюдается активация частиц пустой породы и шламов. Подача депрессора пустой породы (жидкого стекла) не способствует снижению содержания SiO2 в концентратах обогащения.
По результатам оптимизации процессов обогащения при переработке серебро-полиметаллических руд месторождения «Гольцовое» рекомендована к внедрению технологическая схема обогащения, представленная на рисунке 1. Усовершенствованный реагентный режим приведен в таблице 3.
Рисунок 1. Рекомендуемая технологическая схема обогащения для серебро-полиметаллических руд месторождения «Гольцовое»
Таблица 3.
Реагентный режим (2014г.)
| Наименование реагента | Общий расход, г/т | Точки подачи | Концентрация, % |
| Бутиловый ксантогенат калия: C4Н9OCSSK | 15 | I стадия измельчения, контрольная флотация. | 3,0 |
| Аэрофлот: ИМА-И413 | 1 | Контрольная флотация. | 5,0 |
| ФРИМ 2ПМ | 15 | I основная флотация. | б/р |
Разработанная технология для представленного в работе типа руд, повышает качественно-количественные показатели обогащения и отвечает современным требованиям переработки минерального сырья. Однако, в связи с нестабильностью получения показателей из-за изменяющегося вещественного состава руды, необходимо в дальнейшем продолжить исследования по оптимизации процессов обогащения, провести геолого-технологическое картирование для выявления минералогических особенностей различных рудных тел и их влияния на показатели обогащения.
Список литературы:
- Голиков В. В., Рябой В. И., Шендерович В. А., Царелунго В. А. Испытание и применение эффективных собирателей при флотации руд, содержащих золото и серебро // Обогащение руд. – 2008. – № 3. – С.15–17.
- Мелик-Гайказян В.И., Емельянова Н.П. Конкурирующие представления в работах по пенной флотации и перспективы их применения для подбора реагентов // Горный информационно — аналитический бюллетень. – 2008. – № 6 – С. 355–366.
- Морозов В.В. Алгоритм управления процессом флотации на основе оперативного контроля физико – химических параметров пульпы // Горный информационно — аналитический бюллетень. – 2005. – №2. – С. 312-315.
- Рябой В.И. О поверхностных реакциях флотореагентов с минералами на основе их донорно-акцепторного взаимодействия // Обогащение руд. – 2008. – № 6. – С. 24–30.
- Рябой В.И. Применение пенообразователя ФРИМ-2ПМ при флотации сульфидных руд // Обогащение руд. – 2002. – № 3. – С. 17–18.
- Рябой В.И. Проблема использования и разработки новых флотореагентов в России // Цветные металлы. – 2011. – №3. – С.7-14.
- Юшина Т. И. Совершенствование технологии селективной флотации полиметаллической руды с применением азотсодержащих органических депрессоров // Научные школы Моск. гос. горн. ун-та. Т. 1. — М., – 2008. – С. 563–572.[schema type=»book» name=»ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОБОГАЩЕНИЯ СЕРЕБРО-ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВРЕДНОГО ВЛИЯНИЯ ШЛАМОВ» description=»Определена проблема получения низких качественно-количественных показателей обогащения при переработке руд серебро-полиметаллического месторождения «Гольцовое» на Омсукчанской обогатительной фабрике. Выполнен анализ применяемых технологий обогащения данного типа руд на отечественных и зарубежных обогатительных фабриках. Предложены новые технологические решения, позволяющие исключить вредное влияние шламов на процесс обогащения руды. Установлено, что разработанная технология повышает качественно-количественные показатели обогащения и отвечает современным требованиям переработки минерального сырья. » author=»Костикова Олеся Сергеевна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-13″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)» ebook=»yes» ]