Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ теории и практики обогащения колчеданных медно-цинковых руд 9
1.1. Особенности вещественного состава колчеданных медно-цинковых РУД Урала 10
1.2. Анализ литературных данных по обогащению медно-цинковых руд
1.2.1. Схемы флотации медно-цинковых руд 15
1.2.2. Реагентные режимы флотации медно-цинковых руд 19
1.3. Практика переработки пирротинсодержащих руд 23
1.3.1. Переработка медно-цинковых пирротинсодержащих руд 23
1.3.2. Переработка медно-никелевых пирротинсодержащих руд 25
1.4. Физические и флотационные свойства пирротина 28
Глава 2. Характеристики объектов исследований и методики проведения экспериментов 33
2.1. Вещественный состав проб руды четвертого рудного тела Узельгинского месторождения 33
2.2. Методики проведения экспериментов 39
Глава 3. Исследования закономерностей выделения моноклинного пирротина магнитным методом 46
3.1. Исследование возможности применения сухой магнитной сепарации дробленой руды 47
3.2. Изучение целесообразности мокрой магнитной сепарации измельченной руды 49
3.3. Выделение пирротинового продукта из питания цикла цинковой флотации 51
3.5. Выводы 60
Глава 4. Изучение действия реагентов при флотации медно-цинковых руд с высоким содержанием пирротина 62
4.1. Влияние бутилового ксантогената и медного купороса на флотацию пирротина и сфалерита 63
4.2. Флотируемость пирротина в зависимости от порядка и способа подачи медного купороса и кальцинированной соды 65
4.3. Действие смеси медного купороса и кальцинированной соды на флотационные свойства пирротина 68
4.4. Выводы 74
Глава 5. Разработка и испытания комбинированной магнитно-флотационной технологии переработки медно-циковой пирротинсодержащей руды Узельгинского месторождения 75
5.1. Испытания и сравнения разработанных комбинированных магнитно-флотационных технологий 78
5.2. Математическое прогнозирование селективности выделения пир ротина 84
5.4. Промышленные испытания магнитной сепарации питания цинковой флотации с последующей флотацией немагнитного продукта 92
5.5. Экономическая эффективность предлагаемой технологии 94
Заключение 101
Библиографический список 103
Приложения 119
- Анализ литературных данных по обогащению медно-цинковых руд
- Переработка медно-никелевых пирротинсодержащих руд
- Изучение целесообразности мокрой магнитной сепарации измельченной руды
- Флотируемость пирротина в зависимости от порядка и способа подачи медного купороса и кальцинированной соды
Введение к работе
Уменьшение запасов медно-цинковых колчеданных руд в эксплуатируемых месторождениях, а также задержка разведки и разработки новых месторождений привели к необходимости вовлечения в переработку более бедных и сложных по вещественному составу руд. Уже сейчас сырьевая база обогатительных комбинатов Урала на 70-75% представлена труднообога-тимыми рудами, для которых применение использующихся технологий не позволяет получать кондиционные концентраты. В частности, при обогащении медно-цинковых руд с массовой долей пирротина свыше 15% из-за активной флотации пирротина в цинковом цикле невозможно получение кондиционного цинкового концентрата. Так были переработаны пирротин-содержащие медно-цинковые руды Сибайского, а в настоящее время перерабатываются руды Узельгинского месторождений, массовая доля пирротина в которых достигает 50%. Запасы руд данного типа значительны, только на Узельгинском месторождении они составляют около 40 млн т. Аналогичные руды имеются на месторождениях Озерное, Сибайское, а также в месторождениях Туринской группы. Данные по исследованиям формирования месторождений Урала позволяют сделать предположение о присутствии пирротина и в рудах других медно-цинковых месторождений. Исследования по селективной флотации медно-цинковых руд с высокой массовой долей пирротина с целью получения кондиционных медных и цинковых концентратов практически не проводились.
Разработка технологии обогащения тонковкрапленных медно-цинковых руд с высокой массовой долей пирротина представляет актуальную научную и практическую задачу, решение которой позволит повысить
5 комплексность использования медно-цинковых руд и расширить сырьевую
базу обогатительных комбинатов.
Цель работы - разработка технологии обогащения медно-цинковых колчеданных руд с высокой массовой долей пирротина, обеспечивающей получение кондиционных медного и цинкового концентратов.
Идея работы - использование различий физических и физико-химических свойств двух модификаций (гексагональной и моноклинной) пирротина и цинксодержащих минералов для разработки комбинированной магнитно-флотационной технологии переработки медно-цинковых колчеданных руд с массовой долей пирротина свыше 15%.
Объект и методы исследования. Исследования проводились с пробой тонковкрапленной медно-цинковой руды 4-го рудного тела Узельгин-ского месторождения с массовой долей пирротина 56, цинка 1,55 и меди 1,73%.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследований: минералогический, петрографический, микроскопический, химический, гранулометрический, магнитный, определение смачиваемости поверхности порошков по скорости фильтрования через минеральную диафрагму, УФ-спектроскопия, определения электрокинетического потенциала методом протекания потенциалов, флотация мономинеральных фракций и руды, методы математической статистики и анализа. Разработана методика, позволяющая определять массовую долю гексагонального и моноклинного пирротина в медно-цинковой руде.
Задачи исследований:
1. Изучение вещественного состава руды, свойств и структуры основных минералов.
Определение целесообразности использования магнитной сепарации на различных стадиях переработки колчеданных медно-цинковых руд с высокой массовой долей пирротина.
Изучение процесса магнитной флокуляции частиц моноклинного пирротина.
Изучение возможности депрессии пирротина в цинковом цикле флотации.
Разработка магнитно-флотационной технологии, позволяющей получать кондиционные медный и цинковый концентраты.
Научные положения, выносимые на защиту:
Кальцинированная сода, являясь диспергатором, предотвращает налипание частиц сфалерита на пирротин за счет увеличения структурной составляющей расклинивающего давления тонких слоев жидкости.
Селективная магнитная флокуляция тонких частиц пирротина, необходимая для эффективной магнитной сепарации медно-цинковых пир-ротинсодержащих руд, достигается за счет повышения коэрцитивной силы частиц моноклинного пирротина в результате намагничивания.
Смесь медного купороса и кальцинированной соды при их расходах 90 и 210 г/т является селективным депрессором пирротина в цинковом цикле флотации в результате образования на его поверхности карбонатов железа и гидрооксидов меди, снижающих адсорбцию ксантогената.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов обеспечиваются использованием современного оборудования и апробированных методик, надежностью исходных данных, оценкой полученных результатов методами математической статистики, удовлетворительной сопоставимостью результатов лабораторных исследований и испытаний в производственных условиях.
7 Научная новизна работы:
Установлено наличие в колчеданных медно-цинковых рудах Узельгинского месторождения гексагональной и моноклинной модификаций пирротина, отличающихся по составу и физико-химическим свойствам.
Разработана методика, позволяющая с помощью минералогического, магнитного и химического методов анализа определять массовую долю моноклинного и гексагонального пирротина в медно-цинковых колчеданных рудах и продуктах их переработки.
Установлено диспергирующее действие кальцинированной соды на дисперсии пирротина со сфалеритом, увеличивающее селективность магнитной сепарации.
Намагничивание питания цинковой флотации повышает эффективность последующей магнитной сепарации перед цинковым циклом флотации.
Смесь медного купороса и кальцинированной соды при их расходах 90 и 210 г/т является селективным депрессором пирротина в цинковом цикле флотации.
Практическая значимость работы. Разработана комбинированная магнитно-флотационная технология переработки тонковкрапленных медно-цинковых руд с массовой долей пирротина свыше 15%, позволяющая получать кондиционные медный и цинковый концентраты, повысить комплексность использования сырья и расширить сырьевую базу предприятий, перерабатывающих пирротинеодержащие медно-цинковые руды.
Экспериментальным моделированием установлена математическая закономерность селективности выделения моноклинного пирротина в магнитный продукт в зависимости от изменения оптимальных расходов медно-
8 го купороса, кальцинированной соды и напряженности магнитного поля сепаратора в пределах 10%.
Реализация работы. Разработанная технология принята техническим советом ОАО «Учалинский ГОК» для промышленных испытаний по переработке тонковкрапленных медно-цинковых руд Узельгинского месторождения с массовой долей пирротина свыше 15%. Проведены промышленные испытания магнитной сепарации питания цинковой флотации. Экономический эффект от внедрения данной технологии при переработке 1 млн т. руды составит 43 млн. руб.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международных симпозиумах: «Неделя горняка» (Москва, 2002, 2003 гг.); международной конференции «300 лет Уральской металлургии» (Верхняя Пышма, 2001 г.); международной конференции «Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья» (Екатеринбург, 2003 г.); ежегодных научно-технических конференциях МГТУ им. Г.И. Носова (2000-2004 г.).
Результаты исследований опубликованы в 5 печатных работах.
Объем работы и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка из 130 наименований и содержит 127 страниц машинописного текста, 22 рисунка и 19 таблиц.
Работа выполнена при финансовой поддержке в форме гранта Министерства образования РФ и Правительства Челябинской области. Автор выражает глубокую благодарность кандидату технических наук Л.Д. Посып-кину, а также работникам ОАО «УГОК» за ценные советы и оказанную помощь при выполнении работы.
Анализ литературных данных по обогащению медно-цинковых руд
Основной задачей при обогащении медно-цинковых руд является получение высококачественных медного и цинкового концентратов с высоким извлечением в них соответственно меди и цинка. При этом благородные, редкие металлы и рассеянные элементы распределяются в концентраты в соответствии с характером минерализации, взаимосвязью и формами нахождения элементов в отдельных типах руд. Трудности обогащения с получением медного, цинкового и пиритно го концентратов из медно-цинковых руд обусловлены: 1. Сложным и довольно тесным взаимопрорастанием части сульфидов, для раскрытия которых требуется очень тонкое измельчение. При существующей технике измельчения половина потерь меди и цинка в хвостах и разноименных концентратах приходится на сростки, тогда как другая половина потерь сульфидов этих металлов обусловлена их переизмельчением [31]. 2. Близостью флотационных свойств сульфидов меди и активированными ионами меди сульфидов цинка, препятствующей селективной флотации медно-цинковых руд. В обоих случаях на поверхности минералов образуются медьсодержащие соединения собирателя. Избирательное разрушение и предотвращение образования таких соединений на сульфидах цинка в условиях селективной флотации требует тонкой регулировки соотношения концентраций реагентов в пульпе [32,33,35,36]. 3. Неодинаковой флотируемостью различных сульфидов меди и цинка. Причина неодинаковой флотируемости сульфидов меди заключается в различии свойств их поверхности и способности к окислению. Причины неодинаковой флотируемости разновидностей сфалерита заключаются в различном содержании в них изоморфной примеси железа (от 0 до 20%), кадмия (до 2,5%), индия и галлия и различной степени "природной" активации сульфидов цинка в различных участках одного и того же месторождения. Особенно сильная активация наблюдается в присутствии вторичных сульфидов и окисленных минералов меди, что является основной причиной особых трудностей флотационного разделения сульфидов меди и цинка при переработке руд зоны вторичного обогащения. Высокая окисляе-мость вторичных сульфидов меди и наличие растворимых минералов меди в некоторых типах руд приводят к активации не только сульфидов цинка, но и сульфидов железа, в том числе и пирротина, что еще более осложняет селективную флотацию сульфидных минералов [32,37,38]. 4. Непостоянством вещественного состава руд. Значительные колебания вещественного состава руд по содержанию основных и вторичных минералов при отсутствии усреднительных складов, создают значительные трудности регулирования и управления технологического процесса на обогатительных фабриках [32,39]. 5. Высокой флотационной активностью сульфида железа в рудах [32,40].
Выбор схемы переработки руды определяется её вещественным составом, характером вкрапленности сульфидных минералов и степенью их окисления, содержанием пирита и вторичных минералов меди, степенью активации сульфидов цинка [41-44]. В настоящее время более 90% медно-цинковых руд перерабатывают с применением флотации.
При обогащении первичных вкрапленных и сплошных колчеданных руд с невысоким содержанием вторичных сульфидов меди, незначительной активацией сульфидов цинка и возможностью раскрытия минералов без переизмельчения используют схему прямой селективной флотации с последовательным выделением медного и цинкового концентратов [45,46]. Получение высоких технологических показателей по данной схеме обусловлено тем, что отделить сульфиды меди от сульфидов цинка легче до активации сульфидов цинка, которая потребовалась бы в случае коллективной флотации. В России схема прямой селективной флотации применялась на Сибайской обогатительной фабрике [35]. В настоящее время по ней работает большинство фабрик Канады, США, Японии и Финляндии [32].
Большинство месторождений медно-цинковых руд Урала и Казахстана имеют высокое содержание вторичных сульфидов меди и лучшие результаты обогащения получают при использовании схем коллективно-селективной флотации. Возникающие трудности при использовании в этом случае схемы прямой селективной флотации обусловлены тем, что в процессе измельчения и флотации ковеллин и хальхозин, интенсивно окисляясь, вызывают сильную активацию сульфидных минералов цинка и железа, существенно затрудняя их депрессию в цикле медной флотации [47-49].
При резко выраженной "природной" активации сульфидов цинка, а также большом и переменном содержании в руде растворимых солей меди и шламистого материала и сложного взаимопрорастания разделяемых сульфидов наиболее рациональна схема с предварительной коллективной флотацией всех сульфидных минералов. Данная схема особенно выгодна при значительном содержании вмещающей породы в руде, которую выделяют на ранних стадиях обогащения и дальнейшей обработке подвергают только коллективный концентрат. По схеме коллективно - селективной флотации ведется обогащение руд Гайского месторождения (Гайская ОФ) [50], месторождений Учалинского и Молодежного (Учалинская ОФ) [51]. Применение коллективно - селективной схемы обогащения приводит к сокращению количества оборудования, расхода воды, электроэнергии и реагентов.
Переработка медно-никелевых пирротинсодержащих руд
В отличие от медно-цинковых руд в медно-никелевых рудах наличие пирротина, как правило, преобладающего над другими сульфидами и имеющего высокое содержание никеля и кобальта делает его полезным компонентом [76].
Вопросам повышения извлечения никеленосного пирротина в настоящее время уделяется большое внимание, о чем свидетельствуют зна 26 чительное количество выполненных в этом направлении научно-исследовательских работ [76-99]. Основная цель данных работ - увеличить селективность извлечения пирротина в концентрат.
Вследствие тонкой вкрапленности сульфидов основным способом обогащения вкрапленных медно-никелевых руд, как и медно-цинковых руд, является флотация (фабрики «Коппер-Клифф», «Шруд Стоби», «Томпсон», «Вуонос», «Печенеганикель», «Норильск») [32]. Если в руде имеются крупные выделения сульфидов (жилы, участки сплошных и брек-чиевидные выделения сульфидов), то перед флотацией применяется магнитный или гравитационный метод обогащения (фабрики «Арабелл», «Камбала», «Фалконбридж, «Линн-Дейк», «Норильск») [32,76,77].
В случае значительного содержания в руде магнитного пирротина применяются комбинированные магнитно-флотационные схемы обогащения с получением медно-никелевых концентратов, которые подвергаются последующей селекции с выделением пирротинового концентрата в самостоятельный продукт. Пирротиновые концентраты подвергаются окислительному обжигу, после чего комплексно перерабатываются на специальных гидрометаллургических заводах или присоединяются к основным никелевым концентратам («Коппер-Клифф», «Шруд-Стоби», «Арабелл», «Крейтон», «Фалконбридж», «Томпсон», «Каталахти», «Линн-Лейк») [32]. На предприятиях «Камбала», «Фекунис-Лейк» и «Харди» пирротиновые концентраты складируются для переработки в будущем [32].
Характерно, что в технологических схемах отечественных медно-никелевых обогатительных фабрик отсутствуют отдельные циклы для до-извлечения пирротина, также не осуществляется вывод пирротина из никелевых концентратов в самостоятельные продукты, тогда как технологиче 27 екая целесообразность этих операций показана в ряде исследовательских работ [83,85,86,93].
Многие исследователи [81,88,89,95] считают, что неудовлетворительная флотируемость пирротина любой крупности является следствием его повышенной по сравнению с другими сульфидами окисляемости. Низкая флотируемость пирротина в данных работах объясняется депресси-рующим действием катионов кальция и магния, выделяемых вмещающими породами в жидкую фазу пульпы, а также наличием в пульпе ошламован-ных гидрофобных силикатных минералов, таких как тальк, хлорит и серицит, которые экранируя пузырьки воздуха препятствуют закреплению на них сульфидов [5,41,57,84].
На фабрике «Норанда» (Канада), перерабатывающей золотосодержащую сульфидную медно-пирито-пирротиновую руду, используется дополнительная аэрация пульпы в циклах медной, пиритной и пирротиновой флотации, что позволяет увеличить извлечение золота, связанного с пиритом и пирротином на 15%, а меди на 4%. Причем в каждом цикле флотации аэрация выполняет разные функции: в медном активирует флотацию меди и повышает депрессию пирротина и пирита, в пиритном — активирует флотацию пирита и поддерживает депрессию пирротина, в пирротиновом - активирует флотацию пирротина. Данное технологическое решение косвенно подтверждает, что действие аэрации связано с такими факторами, как поглощение минералами кислорода, взаимодействием собирателя с минералами, состоянием других реагентов в данных условиях. По данным [32] на фабрике «Томпсон» поддержание необходимого содержания кислорода в пульпе при флотации пирротина является одним из важнейших факторов, обеспечивающих эффективное выделение пирротина, который адсорбирует кислород значительно лучше, чем другие минералы, например, пентлан дит. В работах СИ. Митрофанова указано, что флотация других сульфидов ксантогенатами в присутствии пирротина не идет до тех пор, пока имеющийся в пульпе кислород не прореагирует с пирротином, и лишь избыточное количество кислорода позволяет флотировать другие сульфиды [40,97,111].
Изучение целесообразности мокрой магнитной сепарации измельченной руды
Для повышения селективности выделения моноклинного пирротина проведен магнитный анализ измельченной руды. Тонина помола руды изменялась от 32 до 95% класса минус 0,074 мм.
Результаты магнитного анализа (табл. 5.) показывают возможность выделения магнитного продукта с низким извлечением в него меди и цинка, свидетельствующим об извлечении в данный продукт моноклинного пирротина. Для выделения данного продукта необходима тонина помола от 78 до 93%) класса минус 0,074 мм с последующим проведением двух стадий магнитной сепарации с напряженностью магнитного поля 74,5, и 95,24 кА/м соответственно. Полученный продукт содержит от 0,58 до 0,72% меди и от 0,25 до 0,55%о цинка и фактически является отвальным продуктом. Однако, малый выход продукта (от 5,50 до 6,40%) и сложность реализации двух стадиальной магнитной сепарации делают нецелесообразным его получение.
Учитывая, что присутствие пирротина в медном цикле флотации практически не оказывает отрицательного влияния на флотацию сульфидов меди, была рассмотрена целесообразность выделения моноклинного пирротина из питания цинкового цикла флотации, состоящего из хвостов медной и концентрата грубой цинковой флотации. Массовая доля меди и цинка в данном продукте составляла 0,56 и 3,86%, а выход 38,31% от исходного. Напряженность магнитного поля при сепарации составляла 103,2 кА/м. Содержание твердого в подаваемом на сепарацию продукте соответствовало содержанию твердого в продукте питания основного цинкового цикла и равнялось 30%.
Анализ данных (табл.6.) показывает, что магнитная сепарация питания цинковой флотации позволяет сократить потери меди с магнитным продуктом с 46,65% до 7,8%. Однако потери цинка при этом значительны и составляют 22,7%. Железо 32,79 5,94 32,8 15,54 Для выяснения причин извлечения цинка в магнитный продукт проведен микроскопический анализ данного продукта (рис.6.) Рис. 6. Микрофотография частиц моноклинного пирротина (1) и частиц сфалерита (2)
Данные микроскопического анализа магнитного продукта показали, что частицы пирротина в магнитном продукте образуют агрегаты из 2-3 частиц. В образовавшихся агрегатах наблюдаются частицы сфалерита, налипшие на поверхность крупных пирротиновых частиц (рис 6.), что и вызывает значительные потери цинка с магнитным продуктом. В работах В.И. Кармазина и В.В. Кармазина [12,13] указано, что мокрая магнитная сепарация сопровождается интенсивным взаимодействием взвешенных в воде намагниченных частиц, в результате чего образуются прочные агрегаты, прочность которых определяется силами магнитного потокосцепления. Положительное влияние магнитной флокуляции заключается в повышении извлечения магнитных частиц в магнитную фракцию, а отрицательное в резком снижении качества магнитного концентрата за счет механического захвата немагнитных зерен флокулами. В нашем случае процесс образования флокул пирротина является полезным, так как повышает эффективность сепарации мелких частиц пирротина. С целью сни S3 жения потерь цинка с магнитным продуктом необходимо изучить причину адгезии частиц сфалерита на образуемых магнитных флокулах пирротина и возможность снижения вероятности механического захвата частиц сфалерита в агрегаты пирротина.
На основании данных формул можно сделать вывод, что сила и радиус расклинивающего давления прямо пропорциональны толщине гидратного слоя частиц. С целью уменьшения потерь цинка с магнитным продуктом проведены исследования по влиянию концентрации диспергирующих добавок на селективность магнитной сепарации. В качестве диспергаторов использовались кальцинированная сода и жидкое стекло. Обработке диспергаторами подвергалось исходное питание магнитной сепарации. Эффективность магнитной сепарации оценивалась по изменению выхода магнитного продукта, селективность -по изменению массовой доли железа и цинка (рис. 8.). В виду того, что значения массовой доли контролируемых металлов определялись химическим путем и при постепенном увеличении концентрации диспергаторов изменялись незначительно, с целью повышения точности полученных результатов опыты повторялись 5 раз.
В ходе исследований установлено, что при увеличении концентрации кальцинированной соды и жидкого стекла с 0 до 40 мг/дм3 выход магнитного продукта снижается с 29,18 до 23,01 и 14,22% соответственно. При этом массовая доля железа в магнитном продукте повышается с 55,85 до 56,7 и 57,2%, а цинка снижается с 3,7 до 2,4 и 1,3%. Эти данные свидетельствуют о дисперга-ции частиц сфалерита с поверхности пирротина. Увеличение концентрации кальцинированной соды до 125 мг/дм приводит к снижению выхода магнитного продукта до 22,07% и массовой доли цинка до 1% при увеличении массовой доли железа до 57,7%. Незначительное изменение выхода магнитного продукта свидетельствует о селективной диспергации частиц сфалерита с поверхности пирротина. При этом не происходит разрушения агрегатов пирротина, которое сопровождалось бы значительным снижением выхода магнитного продукта. Данное снижение наблюдается при увеличении концентраций кальцинирован-ной соды с 125 до 145,5 мг/дм и жидкого стекла с 40 до 80 мг/дм . Выход магнитного продукта и массовая доля в нем цинка в данном диапазоне концентраций уменьшается до 12,3 и 15,7%, и 0,75 и 0,65% соответственно. Одновременно с этим массовая доля железа в данном продукте возрастает. Дальнейшее увеличение концентраций вызывает незначительное изменение показателей магнитной сепарации.
Флотируемость пирротина в зависимости от порядка и способа подачи медного купороса и кальцинированной соды
Данные исследований п о влиянию к онцентрации кальцинированной соды на флотируемость пирротина и сфалерита (рис. 14.) показывают, что при увеличении концентрации кальцинированной соды с 0 до 225 мг/дм флотируемость пирротина возрастает с 24 до 32%. Увеличение концентрации до 300 мг/дм3 вызывает снижение флотируемости пирротина до 16%. Изменение концентрации кальцинированной соды в исследуемом диапазоне не оказывает значительного влияния на флотируемость сфалерита. Влияние кальцинированной соды на флотируемость пирротина (1,2) и сфалерита (3,4) в присутствии ксантогената (2,4) и без него (1,3) Снижение флотируемости пирротина объясняется повышением щелочности среды и образованием карбонатов железа на поверхности пирротина, препятствующих закреплению на ней ксантогената. Таким образом, применение кальцинированной соды снижает флотируемость пирротина.
В работах Л.Д. Посыпкина указывается, что использование медного купороса в содовой среде вызывает селективную депрессию пирротина, однако не приведены значения концентраций и не изучено влияние данных реагентов на флотацию сфалерита, а также отсутствует порядок и способ их подачи. С целью изучения данных вопросов были проведены исследования по флотируемости сфалерита и пирротина в зависимости от концентрации кальцинированной соды, а также порядка и способа подачи медного купороса и кальцинированной соды.
Полученные данные свидетельствуют о том, что при последовательной подаче медного купороса и кальцинированной соды (кривая 1) увеличение концентрации кальцинированной соды с 0 до 150 мг/дм приводит к повышению флотируемости пирротина с 24 до 52%. При увеличении концентрации соды до 300 мг/дм флотируемость пирротина снижается до 12%. При обратном порядке подачи реагентов (кривая 2) с увеличением концентрации кальцинированной соды от 0 до 350 мг/дм" происходит постепенное снижение флотируемости пирротина с 24 до 14,4%. Применение смеси кальцинированной соды и медного купороса (кривая 3), концентрации которых составляют 125 и 90 мг/дм , вызывает снижение флотируемости пирротина до 7%. Дальнейшее увеличение концентрации соды повышает флотируемость пирротина. Порядок и способ подачи кальцинированной соды и медного купороса, а также концентрации данных реагентов в изученном диапазоне не оказывают депрессиругощего воздействия на флотируемость сфалерита. Таким образом, установлено, что подача смеси медного купороса и кальцинированной соды при их концентрациях 90 и 125 мг/дм3 в операции флотации цинкового цикла способствует селективной депрессии пирротина.
С целью определения причин депрессии пирротина в присутствии медного купороса и кальцинированной соды изучены адсорбция ксантогената на поверхности пирротина, изменение гидратированности поверхности пирротина, состав образуемых в смеси медного купороса и кальцинированной соды солей, а также прочность их закрепления на поверхности пирротина.
Исследования изменения адсорбции ксантогената на поверхности пирротина, обработанного медным купоросом и кальцинированной содой при различном порядке и способе их подачи, производились при концентрации медного купороса 90 мг/дм3, ксантогената 15 мг/дм3 и величине рН среды, равной 10.
Данные, приведенные в таблице 8, показывают, что при увеличении концентрации соды до 150 мг/дм количество адсорбированного ксантогената возрастает с 6,2 до 10,56 моль/г. Дальнейшее увеличение концентрации приводит к уменьшению адсорбции ксантогената на поверхности пирротина. Подача медного купороса после соды вызывает плавное уменьшение количества адсорбировавшегося ксантогената. В случае обратного порядка подачи реагентов при увеличении концентрации кальцинированной соды с 75 до 125 мг/дм количество адсорбировавшегося ксантогената возрастает с 14,2 до 15,72 моль/г. Дальнейшее увеличение концентрации кальцинированной соды вызывает резкое снижение количества адсорбировавшегося ксантогената. При совместной подаче 90 и 125 мг/дм3 медного купороса и кальцинированной соды адсорбция ксантогената на поверхности пирротина минимальна.
Измерение электрокинетического потенциала пирротина показывает, что минерал в нейтральной среде имеет отрицательное значение потенциала -36 мВ. При увеличении концентрации ксантогената - потенциал приближается к нулю, а поверхность минерала — к изоэлектрическому состоя-нию. Это состояние достигается при концентрации 20 мг/дм . Дальнейшее увеличение концентрации ксантогената вызывает повышение — потенциала до положительных значений, имеющих практически постоянную величину. При пропускании через мембрану смеси медного купороса (90 мг/дм3) и кальцинированной соды значения — потенциала смещаются в сторону положительных величин. Данное повышение вызвано асорбцией солей, образующихся в смеси во внешней обкладке ДЭС минерала. В результате этого заряд поверхности увеличивается.
В результате исследований электродного потенциала установлено, что при введении в систему минерал - вода медного купороса наблюдается незначительное смещение ер — потенциала в сторону положительных значений. Последующая подача кальцинированной соды и ксантогената незначительно изменяет ф - потенциал.
При подаче с меси медного купороса и кальцинированной соды наблюдается анодное смещение потенциала. Введение ксантогената также не изменяет характера кривой.
После изменения порядка подачи реагентов наблюдаются следующие изменения. Введение собирателя приводит к снижению потенциала в сторону отрицательных значений. Последующая подача смеси медного купороса и кальцинированной соды незначительно увеличивает потенциал. Обратный же способ подачи смещает потенциал в сторону положительных значений. В щелочной среде данные закономерности сохраняются.
Разность сдвига потенциалов минеральных электродов ( Д ркх -Л(ркх.тод) имеет наибольшее значение в щелочной среде при подаче сначала смеси медного купороса, а затем ксантогената, что свидетельствует о возможности более сильного десорбирующего действия смеси по отношению к ксантогенату по сравнению с последовательной подачей соды и медного купороса. Изменение гидратированности поверхности пирротина в зависимости от порядка и способа подачи медного купороса и кальцинированной соды оценивалось по скорости пропитки минеральной диафрагмы. Концентрации ксантогената и медного купороса составляли 10 и 90 мг/дм3. Из полученных данных (рис.16.) видно, что при любом способе подачи реагентов увеличение концентрации кальцинированной соды повышает гидратированность поверхности пирротина. Максимальная гидратированность, характеризующая минимальное закрепление ксантогената на поверхности пирротина достигается при подаче смеси медного купороса (90 мг/дм3) и кальциниро-ванной соды (125 мг/дм ). Депрессирующие действие смеси кальцинированной соды и медного купороса, вероятно, обусловлено образованием и закреплением на поверхности пирротина сложного комплекса карбонатов и гидрооксидов меди.
