17.4. Фрагмент технологического регламента переработки медно-цинковой руды*
Конечная крупность руды перед обогащением определяется крупностью прорастания извлекаемых ценных минералов. Основной медьсодержащий минерал – халькопирит представлен в руде широким диапазоном крупности от эмульсионной до 2 мм.
Изучение измельчаемости проводились на пробе руды массой 42 кг. Максимальная крупность кусков руды в пробе составляла 65-70 мм. Проба руды была подвергнута дроблению в щековой дробилке и рассеяна на грохоте с размером отверстий сита 3 мм. Изучение измельчаемости руды проводилось на классе -3+0 мм.
*Представлен Чуяновым Г.Г.
Оценка измельчаемости руды проводилась по стандартной методике в лабораторной мельнице. Навеска руды после измельчения рассевалась мокрым способом на сите 74 мкм. Содержание твердого при измельчении составляло 55-65 %.
При изучении измельчаемости руды, в качестве эталонной руды была выбрана медная руда, перерабатываемая на обогатительной фабрике Турьинского медного рудника. Сравнительные показатели измельчаемости руд приведены в таблице 17.4.1.
Таблица 17.4.1 – Сравнительные показатели измельчаемости исследуемой рудымедной руды Турьинского рудника
|
Продолжительность измельчения |
Содержание класса 74 мкм, % |
Удельная производительность по классу 74 мкм, кг/дм3ч |
Коэффициент измельчаемости | ||
|
Валенторское |
Турьинское |
Валенторское |
Турьинское | ||
|
0 |
27,61 |
15,21 |
- |
- |
- |
|
5 |
42,36 |
35,00 |
0,274 |
0,339 |
0,81 |
|
10 |
65,47 |
49,80 |
0,390 |
0,296 |
1,32 |
|
15 |
83,83 |
63,50 |
0,325 |
0,276 |
1,18 |
|
20 |
91,96 |
75,20 |
0,280 |
0,246 |
1,14 |
|
30 |
98,76 |
85,50 |
0,211 |
0,201 |
1,05 |
Коэффициент измельчаемости определен как отношение удельной производительности по вновь образованному классу при измельчении исследуемой руды к удельной производительности по тому же классу при измельчении медных руд Турьинского рудника. При измельчении исследуемой руды выход вновь образованного класса (-0,074 мм) всегда выше, чем при измельчении медных руд Турьинского рудника.
Рекомендуемая технология обогащения руды
Характерные для Урала медно-цинково-пиритные руды Урала являются наиболее трудным объектом для флотационной переработки. Такие руды в настоящее время обогащаются только флотационным методом.
Основными минералами, носителями ценных элементов, являются халькопирит и сфалерит, поэтому флотационные схемы переработки руд предусматривают их выделение в одноименные концентраты. Извлечение меди в медные концентраты на обогатительных фабриках Урала составляет 85-93 %. Извлечение цинка в цинковый концентрат из медно-цинковых руд Урала является сложной проблемой, которая не решена до настоящего времени. Извлечение цинка в цинковый концентрат на фабриках, перерабатывающих медно-цинковые руды, не превышает 60 %. Это связано с тонким, а иногда эмульсионным прорастанием минералов меди и цинка, а также изменчивостью состава сфалерита (цинковой обманки).
На обогатительных фабриках наиболее успешно перерабатываются первичные медно-цинковые руды, в которых соотношение минералов меди и цинка составляет 1:(1,5-3). В таких рудах цинковая обманка не активирована и относительно легко выделяется в цинковый концентрат. При обратном соотношении минералов меди и цинка и извлечение цинка в одноименный концентрат затруднено, а иногда невозможно.
При переработке медно-цинковых руд в практике флотационного обогащения применяются два варианта технологических схем: схема прямой селективной флотации и схема коллективной медно-цинкового концентрата с его последующим разделением на товарные медный, цинковый и пиритный концентраты.
Схема прямой селективной флотации обычно применяется на фабриках небольшой производительности, когда цинк неизвлекаем в одноименный концентрат и когда к хвостам флотации не предъявляются жесткие требования по содержанию в них серы или отсутствия потребителей пиритного концентрата.
Лабораторные эксперименты по изучению возможности обогащения руды по схеме коллективно-селективной флотации показали, что получение цинкового концентрата практически невозможно на данном этапе развития технологии флотационного обогащения. Это обусловлено значительным расходом флотационных реагентов (сернистый натрий до 3200 г/т, цинковый купорос до 5900 г/т, медный купорос до 800 г/т, активированный уголь 120 г/т), незначительным выходом цинкового концентрата, извлечение цинка в цинковый концентрат не превышает 35-40 % при массовой доли цинка в цинковом концентрате равном 20-25 %. Экспериментально установлено, цинк равномерно распределяется между медным концентратом и отвальными хвостами. Материальные и экономические затраты на получение цинкового концентрата указанного качества в данный момент не окупают дохода от его реализации.
В качестве рекомендуемой технологии обогащения принята технология прямой селективной флотации с получением медного концентрата.
В соответствии с разработанной технологической схемой измельчение руды проводится до крупности 95-98 % класса минус 74 мкм в известковой среде (содержание свободной окиси кальция 700-900 г/м3жидкой фазы пульпы) после чего осуществляется флотация медных минералов с получением медного концентрата. Хвосты медной флотации являются отвальными и подаются в хвостохранилище.
Рекомендуемые показатели обогащения руды приведены в таблице 17.4.2.
Таблица 17.4.2 – Рекомендуемые показатели обогащения
|
Продукты |
Выход, % |
Массовая доля, % |
Извлечение, % | ||||
|
медь |
цинк |
сера |
медь |
цинк |
сера | ||
|
Медный концентрат |
10,18 |
23,20 |
4,30 |
24,32 |
92,25 |
56,85 |
19,45 |
|
Хвосты отвальные |
89,82 |
0,22 |
0,37 |
11,41 |
7,75 |
43,15 |
80,55 |
|
Руда |
100,0 |
2,56 |
0,77 |
12,73 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
Технологический и реагентный режим обогащения руды приведен в таблице 17.4.3.
Схема измельчения руды изображена на рисунке 17.4.1.
Таблица 17.4.3 – Технологический и реагентный режимы обогащения руды
|
Технологические операции |
Содержание класса -74 мкм, % |
Плотность пульпы, % тв. |
Содержание св. СаО, г/м3 |
Расход реагентов, г/т |
Продолжительность операции, мин | |||
|
Бутиловый ксантогенат |
Бутиловый дитиофосфат (аэрофлот) |
Пено-образователь Т-80 |
Известь | |||||
|
Измельчение |
95-98 |
- |
700-800 |
- |
- |
- |
8000-9000 |
- |
|
Основная медная |
- |
25-30 |
700-800 |
20-25 |
5-10 |
10,0 |
- |
15,0 |
|
Контрольная медная |
- |
25-28 |
700-800 |
10-15 |
3-5 |
5,0 |
- |
10,0 |
|
I Медная перечистка |
- |
35 |
700-800 |
- |
- |
- |
- |
8,0 |
|
II Медная перечистка |
- |
36 |
700-800 |
- |
- |
- |
- |
8,0 |
|
Итого: |
|
|
|
30-40 |
8-15 |
15,0 |
8000-9000 |
|
Рис. 17.4.1 Схема измельчения и классификации руды
Совмещенная качественно-количественная и водно-шламовая схема изображена на рисунке 17.4.2 и приведена в таблице 17.4.4.
Рис. 17.4.2 Совмещенная качественно-количественная и водно-шламовая схема флотации
Таблица 17.4.4 – Расчет водно-шламовой схемы. Производительность – 40 т/ч
|
Наименование продуктов |
Поступает |
Наименование продуктов |
Выходит | ||||||||||
|
Твердое |
Жидкое |
Всего |
Твердое |
Жидкое |
Всего | ||||||||
|
% |
т/ч |
% |
т/ч |
% |
т/ч |
% |
т/ч |
% |
т/ч |
% |
т/ч | ||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Измельчение I стадия | |||||||||||||
|
Исходная руда |
96,0 |
40,0 |
4,0 |
1,6 |
100,0 |
41,6 |
Разгрузка мельницы I ст. |
65,0 |
40,0 |
35,0 |
21,5 |
100,0 |
61,5 |
|
Вода |
- |
- |
100,0 |
19,9 |
100,0 |
19,9 | |||||||
|
Итого |
65,0 |
40,0 |
35,0 |
21,5 |
100,0 |
61,5 |
Итого |
65,0 |
40,0 |
35,0 |
21,5 |
100,0 |
61,5 |
|
Классификация I стадия | |||||||||||||
|
Разгрузка мельницы I ст. |
65,0 |
40,0 |
35,0 |
21,5 |
100,0 |
61,5 |
Слив классификатора |
45,0 |
40,0 |
55,0 |
48,9 |
100,0 |
88,9 |
|
Разгрузка мельницы II ст. |
65,0 |
81,7 |
35,0 |
44,0 |
100,0 |
125,7 |
Пески классификатора |
65,0 |
81,7 |
35,0 |
44,0 |
100,0 |
125,7 |
|
Вода |
- |
- |
100,0 |
27,4 |
100,0 |
27,4 | |||||||
|
Итого |
56,7 |
121,7 |
43,3 |
92,9 |
100,0 |
214,6 |
Итого |
56,7 |
121,7 |
43,3 |
92,9 |
100,0 |
214,6 |
|
Измельчение II стадия | |||||||||||||
|
Пески классификации I ст. |
65,0 |
81,7 |
35,0 |
44,0 |
100,0 |
125,7 |
Разгрузка мельницы II ст. |
65,0 |
81,7 |
35,0 |
44,0 |
100,0 |
125,7 |
|
Итого |
65,0 |
81,7 |
35,0 |
44,0 |
100,0 |
125,7 |
Итого |
65,0 |
81,7 |
35,0 |
44,0 |
100,0 |
125,7 |
|
Классификация II стадия | |||||||||||||
|
Слив классификации I cт. |
45,0 |
40,0 |
55,0 |
48,9 |
100,0 |
88,9 |
Слив классификатора II cт. |
40,0 |
60,8 |
60,0 |
91,2 |
100,0 |
152,0 |
|
Слив мельницы III cт. измельчения |
60,0 |
33,2 |
40,0 |
22,2 |
100,0 |
55,4 |
Пески классификации II ст. |
60,0 |
12,4 |
40,0 |
8,3 |
100,0 |
20,7 |
|
Вода |
- |
- |
100,0 |
28,4 |
100,0 |
28,4 | |||||||
|
Итого |
42,5 |
73,2 |
57,5 |
99,5 |
100,0 |
172,7 |
Итого |
42,5 |
73,2 |
57,5 |
99,5 |
100,0 |
172,7 |
|
Измельчение III стадия | |||||||||||||
|
Пески классификации II ст. |
60,0 |
12,4 |
40,0 |
8,3 |
100,0 |
20,7 |
Слив мельницы III cт. измельчения |
60,0 |
33,2 |
40,0 |
22,2 |
100,0 |
55,4 |
|
Пески контрольной классификации |
60,0 |
20,8 |
40,0 |
13,9 |
100,0 |
34,7 | |||||||
|
Итого |
60,0 |
33,2 |
40,0 |
22,2 |
100,0 |
55,4 |
Итого |
60,0 |
33,2 |
40,0 |
22,2 |
100,0 |
55,4 |
Продолжение таблицы 17.4.4
|
Контрольная классификация | |||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Слив классификатора II cт. |
40,0 |
60,8 |
60,0 |
91,2 |
100,0 |
152,0 |
Слив контрольной классификации |
30,0 |
40,0 |
70,0 |
93,3 |
100,0 |
133,3 |
|
Вода |
- |
- |
|
16 |
100,0 |
16,0 |
Пески контрольной классификации |
60,0 |
20,8 |
40,0 |
13,9 |
100,0 |
34,7 |
|
Итого |
36,2 |
60,8 |
63,8 |
107,2 |
100,0 |
168,0 |
Итого |
36,2 |
60,8 |
63,8 |
107,2 |
100,0 |
168,0 |
|
Основная медная флотация | |||||||||||||
|
Слив контрольной классификации |
30,0 |
40,0 |
70,0 |
93,3 |
100,0 |
133,3 |
Концентрат основной медной флотации |
35,0 |
9,8 |
65,0 |
18,2 |
100,0 |
28,0 |
|
Промпродукт I медной перечистки |
16,6 |
5,7 |
83,3 |
28,5 |
100,0 |
34,2 | |||||||
|
Концентрат контрольной медной флотации |
32,0 |
2,6 |
68,0 |
5,6 |
100,0 |
8,2 |
Хвосты основной медной флотации |
25,7 |
38,5 |
74,3 |
111,7 |
100,0 |
150,2 |
|
Смывная вода |
- |
- |
100,0 |
2,5 |
100,0 |
2,5 | |||||||
|
Итого |
27,4 |
48,3 |
72,6 |
129,9 |
100,0 |
178,2 |
Итого |
27,4 |
48,3 |
72,6 |
129,9 |
100,0 |
178,2 |
|
Контрольная медная флотация | |||||||||||||
|
Хвосты основной медной флотации |
25,7 |
38,5 |
74,3 |
111,7 |
100,0 |
150,2 |
Хвосты отвальные |
25,3 |
35,9 |
74,7 |
106,1 |
100,0 |
142,0 |
|
Концентрат |
32,0 |
2,6 |
68,0 |
5,6 |
100,0 |
8,2 | |||||||
|
Итого |
25,7 |
38,5 |
72,3 |
111,7 |
100,0 |
150,2 |
Итого |
25,7 |
38,5 |
72,3 |
111,7 |
100,0 |
150,2 |
|
I медная перечистка | |||||||||||||
|
Концентрат основной медной флотации |
35,0 |
9,8 |
65,0 |
18,2 |
100,0 |
28,0 |
Концентрат I медной перечистки |
36,0 |
7,0 |
64,0 |
12,4 |
100,0 |
19,4 |
|
Промпродукт II медной перечистки |
18,6 |
2,9 |
83,4 |
12,7 |
100,0 |
15,6 |
Прмпродукт I медной перечистки |
16,6 |
5,7 |
83,3 |
28,5 |
100,0 |
34,2 |
|
Смывная вода |
- |
- |
100,0 |
10,0 |
100,0 |
10,0 | |||||||
|
Итого |
23,7 |
12,7 |
76,3 |
40,9 |
100,0 |
53,6 |
Итого |
23,7 |
12,7 |
76,3 |
40,9 |
100,0 |
53,6 |
Окончание таблицы 17.4.4
|
II медная перечистка | |||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Концентрат I медной перечистки |
36,0 |
7,0 |
64,0 |
12,4 |
100,0 |
19,4 |
Медный концентрат |
38,0 |
4,1 |
62,0 |
6,7 |
100,0 |
10,8 |
|
Смывная вода |
- |
- |
100,0 |
7,0 |
100,0 |
7,0 |
Промпродукт |
18,6 |
2,9 |
81,4 |
12,7 |
100,0 |
15,6 |
|
Итого |
26,5 |
7,0 |
73,5 |
19,4 |
100,0 |
26,4 |
Итого |
26,5 |
7,0 |
73,5 |
19,4 |
100,0 |
26,4 |
|
Сгущение медного концентрата | |||||||||||||
|
Медный концентрат |
38,0 |
4,1 |
62,0 |
6,7 |
100,0 |
10,8 |
Сгущенный продукт |
65,0 |
4,1 |
35,0 |
2,2 |
100,0 |
6,3 |
|
Фильтрат |
- |
- |
100,0 |
1,8 |
100,0 |
1,8 |
Слив |
- |
- |
100,0 |
6,3 |
100,0 |
6,3 |
|
Итого |
33,0 |
4,1 |
67,0 |
8,5 |
100,0 |
12,6 |
Итого |
33,0 |
4,1 |
67,0 |
8,5 |
100,0 |
12,6 |
|
Фильтрация медного концентрата | |||||||||||||
|
Сгущенный продукт |
65,0 |
4,1 |
35,0 |
2,2 |
100,0 |
6,3 |
Осадок (кек) |
90,0 |
4,1 |
10,0 |
0,5 |
100,0 |
4,6 |
|
Фильтрат |
- |
- |
100,0 |
1,8 |
100,0 |
1,8 | |||||||
|
Итого |
65,0 |
4,1 |
35,0 |
2,2 |
100,0 |
6,3 |
Итого |
65,0 |
4,1 |
35,0 |
2,2 |
100,0 |
6,3 |
Расход смывной воды для транспорта пенных продуктов при расчете водно-шламовой схемы принят равным 1 м3на одну тонну твердого.
Удельный расход воды при флотационном обогащении руды составляет 2,92 м3/т твердого.
Распределение элементов по продуктам обогащения приведено в таблице 17.4.5
Таблица 17.4.5 – Распределение элементов по продуктам обогащения
|
|
Руда |
Медный концентрат |
Отвальные хвосты | |||
|
Выход, % |
100,0 |
10,18 |
89,82 | |||
|
Элементы |
Массовая доля, % |
Распределение, % |
Массовая доля, % |
Распределение, % |
Массовая доля, % |
Распределение, % |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Медь |
2,56 |
100,0 |
23,20 |
92,25 |
0,22 |
7,75 |
|
Цинк |
0,77 |
100,0 |
4,30 |
56,85 |
0,37 |
43,15 |
|
Сера |
12,73 |
100,0 |
24,32 |
19,45 |
11,41 |
84,16 |
|
Железо |
16,4 |
100,0 |
26,3 |
16,73 |
15,27 |
83,27 |
|
Свинец |
0,078 |
100,0 |
0,1 |
13,05 |
0,075 |
86,95 |
|
Мышьяк |
0,23 |
100,0 |
0,32 |
14,16 |
0,22 |
85,84 |
|
Висмут |
0,01 |
100,0 |
0,007 |
7,12 |
0,01 |
92,88 |
|
Кадмий, г/т |
87,0 |
100,0 |
34,30 |
40,14 |
57,98 |
59,86 |
|
Золото, г/т |
1,08 |
100,0 |
3,38 |
31,86 |
0,82 |
68,14 |
|
Серебро, г/т |
16,9 |
100,0 |
47,60 |
28,67 |
13,42 |
71,33 |
|
Кобальт, г/т |
16,3 |
100,0 |
16,52 |
10,32 |
16,25 |
89,68 |
|
Германий, г/т |
2,0 |
100,0 |
1,90 |
9,67 |
2,01 |
90,33 |
|
Галлий, г/т |
21,0 |
100,0 |
17,40 |
8,43 |
29,80 |
91,57 |
|
Таллий, г/т |
2,0 |
100,0 |
0,90 |
4,58 |
2,12 |
95,42 |
|
Селен, г/т |
20,0 |
100,0 |
29,00 |
14,76 |
18,98 |
85,24 |
|
Теллур, г/т |
18,0 |
100,0 |
31,00 |
17,53 |
16,52 |
82,47 |
|
Индий, г/т |
1,9 |
100,0 |
3,60 |
19,29 |
1,7 |
80,71 |
Дисперсионный анализ продуктов обогащения приведен в таблице 17.4.6.
Таблица 17.4.6 - Результаты дисперсионного анализа продуктов обогащения
|
Классы крупности, мкм |
медный концентрат |
Отвальные хвосты |
|
1 |
2 |
3 |
|
+125 |
- |
12,7 |
|
-125+74 |
- |
18,43 |
|
-74+40 |
3,46 |
16,77 |
|
-40+24 |
21,07 |
12,54 |
|
-24+12 |
29,63 |
10,24 |
|
-12+6,0 |
21,82 |
13,70 |
|
-6,0 |
24,02 |
16,15 |
Перечень и расход промышленных флотационных реагентов приведен в таблице 17.4.7
Таблица 17.4.7 – Перечень и расход промышленных флотационных реагентов
|
№ п/п |
Наименование реагентов |
Концентрация растворов, % |
Расход реагентов, кг/т |
ГОСТ, ТУ |
|
1. |
Известь (60 % активн.) |
20 |
10-11,5 |
ТУ 48-7-2-77 |
|
2. |
Ксантогенат калия бутиловый (акт. 80-95 %) |
5,0 |
0,030-0,040 |
ГОСТ 7927-75 |
|
3. |
Бутиловый дитиофосфат |
5,0 |
0,008-0,015 |
|
|
4. |
Пенообразователь Т-80 |
|
0,015 |
ТУ 38-03429-83 |
|
5. |
Полиамид гранулированный |
0,05 |
0,010 |
ТУ 7-04-01-72 |
Таблица 17.4.8 – Рекомендуемые удельные нормы расхода технологических материалов и топливно-энергетических ресурсов
|
№ п/п |
Наименование показателей |
Нормы расхода |
|
1. |
Сталь, шары, кг/т |
1,5 |
|
2. |
Футеровка, кг/т |
0,20 |
|
3. |
Лента конвейерная, м2/т |
0,01 |
|
4. |
Фильтроткань, м2/т |
0,02 |
|
5. |
Электроэнергия, кВт·ч/т |
50-70 |
|
6. |
Вода, м3/т: в т.ч. промышленная оборотная |
3,1-4,4 0,2-0,4 2,9-4,0 |
Рекомендуемые удельные нормы расхода технологических материалов и топливно-энергитических ресурсов при переработке руды приведены в таблице 17.4.8.