Технология комплексной переработки бедных никелевых руд

УДК 622.348.1:.002.2 А.А. Зубков

ТЕХНОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БЕДНЫХ НИКЕЛЕВЫХ РУД

Разработана технология переработки бедных никелевых руд с использованием геав-токлава. Показана экономическая целесообразность переработки труднообогатимой руды без предварительного обогащения ввиду низких технологических показателей на первой стадии переработки - получения концентрата. Предложена технология переработки таких руд по схеме - «все металлы в раствор - селективно извлечение из раствор».

Ключевые слова: геоавтоклав, никель, концентрат, флотация, извлечение, выщелачивание, гидрометаллургия.

Основная часть никеля в России выплавляется из руд норильского региона, находящегося в районе Крайнего Севера. Являясь, помимо получения никеля и меди, одновременно основным источником получения металлов платиновой группы, редких и рассеянных металлов, эти руды - являются уникальными и не имеют аналогов на территории России.

Однако, учитывая, географическую отдаленность и экстремальные климатические условия добыча и переработка таких руд в районе г. Норилъска, отсутствие промышленных запасов легкообогатимых руд в районах Южного Урала и Кольского полуострова, расширение сырьевой базы получения никеля за счет более доступных регионов остается актуальным. Естественно, любые месторождения никельсодержащих руд, открытых ранее или находящиеся на стадии оценки теперь, представляют большой интерес для возможного их освоения. Поисковыми геологическими работами на Вожминском массиве были найдены рудоносные участки медно-никелевых руд в Карелии.

С целью технологической оценки были отобраны 5 проб бедных медно-никелевых руд с различных участков - западной части рудной зоны, Светлоозерского и Кумбук-

синского, которые оказались близкие по минералогическому составу и характеру вкрапленности ценных компонентов.

Основные рудные минералы: пирротин, пентландит, халькопирит; нерудные - амфиболы и хлориты. Пентландит - единственный сульфид никеля, имеющий практический интерес.

Пентландит - тесно связан с пирротином, магнетитом, которые хорошо извлекаются в магнитную фракцию и извлекают соответственно пентландит вследствие очень тонкого срастания его с магнитными минералами. Однако, качество рудного концентрата в этом случае в значительной степени снижается вследствие разубожива-ния его серпентинитом, который тоже извлекается в магнитную фракцию за счет импрегнируемого его пылевидного магне-тита-мартита.

Все рудные минералы (пирротин, маг-нетит-маггамит, пентландит, пирит), находятся болыпей частью в тесном срастании друг с другом в виде мелких агрегатов размером от 0,1 до 0,25 мм, редко до 0,6 мм. Размеры отдельных зерен минералов в этих агрегатах колеблются от 0,003 до 0,1 мм. Лишь в очень редких случаях отдельные единичные зерна достигают 0,5-0,8

Таблица 1

Содержание основных ценных компонентов в рудах Вожминского массива

№ пп Наименование проб Пробы руд Содержание,%

ей N1 Сг Со РЬ Zn

1 Вожминская 1 0,23 0,50 0,20 0,028 0,001 -

2 Вожминская 2 0,06 0,45 0,02 0,018 0,001 -

3 Вожминская 3 0,029 0,38 0,015 0,013 - -

4 Кумбуксинская 0,09 0,4 0,40 0,0119 - 0,008

5 Светлоозерская 0,026 0,38 0,01 0,018 - -

Таблица 1

Технологические показатели флотационного обогащения рудных проб

№ ні Наименование проб Содержание в концентрате, % Извлечение, %

Си Си N1 Сг Со Си N1 Сг Со

1 Вожминская 1 1,0 2,13 0,85 0,09 94,9 855 84,0 835

2 Вожминская 2 0,27 2,0 0,08 0,07 72,4 75,2 712 73,1

3 Вожминская 3 0,1 2,18 0,07 0,053 80,0 69,4 780 69,0

4 Кумбуксинская 0,1 2,12 0,018 0,07 78,0 71,7 78,1 70,7

5 Светлоозерская 0,1 2,02 0,09 0,07 775 703 76,0 66,1

мм, которые приурочены, в основном, к карбонат-кварцевым и асбестовым прожилкам в серпентените, занимающий ничтожный объем по сравнению с основной тонковкрапленной рудой.

Пробы Кумбуксинская и Светлоозерская, представлены серпентинитом темносерого цвета с зеленоватым оттенком, мелкозернистого строения массивно-

однородной структуры, содержащие сравнительно густую точечную вкрапленность рудных минералов — сульфидов. Содержание основных металлов в рудных пробах представлены в табл. 1.

Технологическая оценка обогатимости руд проводилась различными методами -флотационному, гравитационному и с применением электромагнитных методов совместно с последними, а также прямая гидрометаллургическая переработка исходной руды и черновых коллективных концентратов.

При использовании механических методов обогащения более высокие технологические показатели для всех исследованных рудных проб были получены флотационным методом. Практически все рудные

пробы имели близкие флотационные свойства, за исключением рудной пробы Во-жминская 1, по которой получены более высокие показатели по извлечению всех металлов (на 10 -15 % при том же качестве концентратов).

Извлечение и качество полученных концентратов приведены в табл. 2, полученные при следующих условиях, близких для всех рудных проб:

Двухстадиальный помол исходной руды до крупности 85 % выхода класса - 0,074 мм, при следующем расходе реагентов, в г/т: соды- 600, карбоксилметилцеллюлозы (КМЦ) - 500, медного купороса - 220-230, бутилового ксантогената - 60 -75, вспенивателя Т-80 - 170.

Применение для переработки таких бедных руд по стандартной технологии -получение кондиционных концентратов для дальнейшего пирометаллургического передела или переработки их в стандартных автоклавах, экономически нецелесообразно. Ранее нами была разработана концепция переработки бедного и труднообога-тимого минерального сырья с использованием геореактора (автоклава нового поколения) по схеме «все металлы в раствор - селектив-

Таблица2

Извлекаемая ценность основных извлекаемых элементов по различным вариантам переработки руд

Наименова- Стоимость Сквозное Количество выпус- Стоимость выпуска -

ние 1т металла, извлечение,% каемой продукции, емои годовой продук-

металлов долл. США тыс.т/год ции, млн долл. США

Из конц. Из руды Из конц. Из руды Из конц. Из руды

Никель 20000 68,5 80,0 2,74 3,20 54,8 64,0

Медь 5500 92,5 95,0 1,70 1,75 9,35 9, 62

Хром 20000 54,5 65,0 0,87 1,0 17,4 20, 0

Кобальт 35000 54,2 65,0 0,12 0,15 4,2 5, 2

Железо 200 35,0 95,0 19,0 62,7 3,8 12,5

Итого 89,5 102,3

но из раствора» [1]. В этом случае комплексное использование минерального сырья позволит экономически выподно перерабатывать бедное минеральное сыфье, т.к.

Для приближенного технико-экономического анализа возможных методов переработки бедных руд Карелии, на примере руд Вожминского массива, вышол-нены расчеты для предприятия с условной производительностью 2400 т в сутки (800 000 т /год).

Сравнительная извлекаемая ценность основных элементов, извлекаемых в готовую продукцию по различным вариантам переработки сыфья, для более легкообога-тимой руды (Вожминская 1), которыге свидетельствуют о преимуществе технологии прямого выщелачивания руды перед комбинированной технологией, включающую флотацию с дальнейшей переработкой концентрата гидрометаллургическим методом.

В расчете не быши использованы возможности получения редких, рассеянных и благородных металлов, содержащихся в этих рудах, извлечение которых по прямой гидрометаллургической техно-

логии более высокое по сравнению с комбинированными технологиями (например, флотация и дальнейшая пиро-или гидрометаллургическая переработка концентратов).

Еще более убедительными преимуществами прямой гидрометаллургической переработки руды перед другими становятся после анализа техникоэкономических расчетов по более бедныш и более труднообогатимым рудам, при флотации которыгс извлечение металлов ниже на 10 -15 % по сравнению с рудной пробой Вожминская 1.

Низкие показатели механического обогащения испытанных руд - флотационного или магнитно-флотацион-ного, которые также проводились, объясняются тонкой вкрапленностью ценныгс компонентов и небольшими их содержаниями в руде. Установлено, что даже при стадиальном помоле руды при выходе класса - 0,074 мм порядка 85-90 % вскрытие ценных минералов происходит неполно.

--------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Подзноев Г.П., Зубков А.А., Шуленина З.М.. Переработка колчеданных руд и горнометаллургических отходов с помощью геоавтоклава // VIII Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле».-М.: РГГРУ. 2007 г. Доклады. Том 7, - С. 93 -96.ЕШ

— Коротко об авторе -------------------------------------------------------------------------

Зубков А.А. - кандидат технических наук, гл. технолог ООО «Экомет Плюс», trbusiness7@mail.ru______________________________________________________________________