Флотация

4.3.1. Теоретические основы процесса флотации.

Флотационное обогащение – один из обогатительных процессов разделения минералов или отделения одной группы минералов от другой для дальнейшего экономически целесообразного их применения. Такое разделение основано на использовании различия природных или искусственно созданных свойств минералов.

Флотация как процесс обогащения позволяет отделить частицы одних минералов от других за счет селективного прилипания их к поверхности раздела двух фаз – жидкой и газообразной. Пенная флотация – процесс, основанный на прикреплении менее гидрофильных частиц к пузырькам воздуха, пропускаемого снизу через смесь минеральных частиц с водой (пульпу), и выносе этих частиц на поверхность пульпы, где образуется пена. Более гидрофильные частицы при этом остаются взвешенными в пульпе.

Метод флотационного обогащения полезных ископаемых основан на различии в физико-химических свойствах поверхности минералов, их способности в тонкоизмельченном состоянии смачиваться водой. Способность поверхности минералов смачиваться водой можно изменять искусственно, применяя флотационные реагенты. Путем подбора флотационных реагентов можно создать такие условия, при которых одни минералы будут флотироваться, а другие не будут, т.е. создать условия для селективного разделения этих минералов. Так реагенты-собиратели (коллекторы) закрепляются на поверхности минералов, которая становится не смачиваемой, т. е. гидрофобной. Гидрофобные частицы прилипают к пузырькам воздуха, и выносятся на поверхность пульпы, где образуют слой минерализованной пены, которая снимается в виде пенного продукта или концентрата. Гидрофильные, т.е. смачиваемые минеральные частицы остаются в объеме пульпы и выносятся из флотационной камеры через песковые, разгрузочные карманы - шиберы.

4.3.2. Описание технологических схем флотации.

Медно-цинковые, медные сплошные и вкрапленные руды Учалинского, Узельгинского, Молодежного и Талганского месторождений, перерабатываемые на фабрике, представляют сложный комплекс сульфидов меди, цинка и железа, отличающиеся труднообогатимостью.

Труднообогатимость перерабатываемых руд обусловлена:

– тесной ассоциацией сульфидов при весьма неравномерной вкрапленности - наиболее полное раскрытие минералов меди, цинка и железа осуществляется только в самых тонких классах – 0,030 мм;

– большой многосортностью руд в одном месторождении (медно-цинковые, медные, серно-колчеданные, цинковые, медные вкрапленные) с различным содержанием полезных компонентов;

– разнообразным характером форм выделений меди, которая встречается в виде первичных сульфидов (халькопирита и блеклых руд) и вторичных сульфидов (ковеллина, халькозина и борнита).

Для переработки указанных руд на фабрике действуют две развитых технологических схемы обогащения:

– 1 вариант: коллективно-селективная с доизмельчением коллективного и грубого медного концентратов в отдельном цикле;

– 2 вариант: селективная схема (схема раздельной флотации сульфидов) с доизмельчением 1-го коллективного, 2-го коллективного и грубого медного концентратов с получением кондиционных медного, пиритного и грубого цинкового концентратов.

Получение кондиционного цинкового концентрата с плановым извлечением по классической коллективно-селективной, селективной схемам флотации из перерабатываемых руд сопряжено с определенными трудностями. Обусловлено это вещественным составом и некоторыми свойствами этих руд: весьма тонкая, доходящая до эмульсионной, вкрапленность сульфидов цинка в пирите, высокая флотационная активность части пирита, наличие различных по флотационным свойствам модификаций сфалерита. Это явилось главной причиной, которая предопределила разработку технологии устойчивого получения цинковых концентратов, включающей:

– получение цинковых «головок» с содержанием цинка 47,0–50,0%;

– получение грубых цинковых концентратов с содержанием цинка 20,0–25,0% по классическим схемам;

– доводку в отдельном цикле грубого цинкового концентрата с двух секций до высококачественного концентрата с требуемыми кондициями по содержанию цинка и железа.

4.3.2.1. Описание технологической схемы флотации на 1-й и 2-й секциях.

На 1-й и 2-й секциях перерабатываются медно-цинково-пиритные руды Учалинского, Узельгинского, Молодежного и Талганского месторождений по коллективно-селективной схеме флотации с получением медного, цинкового, грубого цинкового и пиритного (из руд Учалинского месторождения) концентратов.

Схема цепи аппаратов 1-й и 2-й секций показана на рис. 3, 4, 16.

Медные, цинковистые руды Учалинского месторождения, как правило, перерабатываются в смеси с медно-цинковыми рудами. Однако на 1-й и 2-й секциях предусмотрена возможность их раздельной переработки, также возможна совместная переработка медно-цинковых руд Узельгинского и Молодежного месторождений.

Технологическая схема коллективно-селективнойфлотации включает:

- межцикловую флотацию после 2-ой стадии измельчения при содержании класса –0,074 мм не менее 50-55% при содержании меди в руде не менее 1,0- 1,2% по меди;

- измельчение руды до содержания класса – 0,074 мм не менее 80%;

- выделение «медной головки» при содержании меди в руде не менее 1,0-1,2% по меди;

- извлечение активной части цинковых минералов в цинковую головку с её доводкой в отдельном цикле до кондиционного по пенному варианту;

- доизмельчение коллективного медно-цинкового концентрата до содержания класса –0,044 мм не менее 92%;

- селективную медную флотацию с депрессией сфалерита сочетанием сульфида натрия и сульфата цинка и пирита оксидом кальция;

- доизмельчение грубого медного концентрата до содержания класса –0,044 мм не менее 95%;

- три перечистки медного концентрата;

- сгущение хвостов контрольной медной флотации;

- измельчение хвостов контрольной медной флотации;

- основные и контрольные цинковые флотации с выделением активной части сфалерита в «цинковую головку» с доводкой в отдельном цикле до кондиционного по пенному варианту;

- три перечистки грубого цинкового концентрата;

- доводку грубых цинковых концентратов в отдельном цикле с получением кондиционного цинкового концентрата камерным вариантом с дофлотацией меди из медно-пиритного промпродукта и возвратом медно-пиритного промпродукта в узел цинковой флотации.

Переработка различных сортов руд производится по технологическим режимам, разработанным для каждого конкретного сорта руды с учетом их специфики.

Хвосты цинковой флотации являются пиритным концентратом в случае выпуска пиритного концентрата.

Технологическая схема селективной флотации включает:

- межцикловую флотацию после 2-ой стадии измельчения при содержании класса –0,074 мм не менее 50-55% при содержании меди в руде не менее 1,0- 1,2% по меди;

- измельчение руды до содержания класса –0,074 мм не менее 80%;

- выделение медной «головки» при содержании меди в руде не менее 1,0- 1,2% по меди;

- 1-ую коллективную флотацию;

- извлечение активной части цинковых минералов в грубый цинковый концентрат с доводкой в отдельном цикле до кондиционного по пенному варианту;

- 2-ую коллективную флотацию в высокощелочной среде с выделением основной массы хвостов, представляющих пиритный концентрат при содержании серы в руде более 38%;

- доизмельчение 1-го коллективного концентрата до содержания класса –0,044 мм не менее 93% в отдельном цикле;

- доизмельчение 2-го коллективного концентрата до содержания класса –0,044 мм не менее 90% в отдельном цикле;

- селективную медную флотацию с депрессией сфалерита сочетанием сульфида натрия и сульфата цинка и пирита оксидом кальция на 1-ом коллективном концентрате;

- доизмельчение грубого медного концентрата до содержания класса –0,044 мм не менее 96%;

- три перечистки медного концентрата;

- сгущение хвостов контрольной медной флотации, измельченных хвостов первой перечистки цинковых флотаций и доизмельченного концентрата 2-ой коллективной флотации;

- основные и контрольные цинковые флотации с выделением активной части сфалерита в «цинковую головку» с доводкой в отдельном цикле до кондиционного по пенному варианту;

- три перечистки грубого цинкового концентрата;

- в случае выпуска пиритного концентрата хвосты цинковой флотации являются пиритным концентратом;

- доводку грубых цинковых концентратов в отдельном цикле с получением кондиционного цинкового концентрата камерным вариантом с дофлотацией меди из медно-пиритного промпродукта и возвратом медно-пиритного промпродукта в узел цинковой флотации.

Переработка различных сортов руд производится по технологическим режимам, разработанным для каждого конкретного сорта руды с учетом их специфики.

Коллективная флотация I, II-ой секций, основные медная и цинковая флотации, контрольная медная флотация проводятся во ф/м РИФ-25, межцикловая флотация I, II, III-ей секций проводятся в двухкамерных флотомашинах РИФ-16, все перечистные операции поводятся во ф/м РИФ-8,5.