СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ И ОЛОВЯННЫХ РУД
METHOD OF FLOTATION CONCENTRATION OF RARE-EARTH METAL AND TIN ORES

Изобретение относится к области обогащения редкометалльных и оловянных руд.
Одним из основных способов обогащения редкометалльных руд (например, тантало-колумбитовых) и оловянных касситеритовых руд являются гравитационные методы обогащения, основанные на различной плотности породных и ценных минералов (Справочник по обогащению руд. Основные процессы, т.2, М.: Недра, 1983, с.5-127).
Недостатком указанных методов является низкая эффективность при разделении продуктов крупностью менее 0,1 мм и ниже.
Для обогащения тонкоизмельченных (или природных) шламовых продуктов используются флотационные методы обогащения, в частности флотация с использованием оксигидрильных собирателей типа олеиновой кислоты. Однако данный метод бывает эффективен только при крайне простом вещественном составе руды. Наличие в рудах ожелезненных минералов кварца или алюмосиликатов, а также минералов типа топаза, турмалина резко нарушает селекцию при флотации олеиновой кислотой, что приводит к получению низкокачественных концентратов с невысоким извлечением.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ флотационного обогащения редкометалльных и оловянных руд, включающий основную флотацию оксигидрильным собирателем с получением чернового концентрата, сгущение концентрата и направление его на перечистную флотацию. При этом известный способ предусматривает проведение перечистной флотации при рН 2-5, создаваемой, как правило, серной кислотой (плавиковой, соляной) (В.А.Бочаров, В.А.Игнаткина. Технология обогащения полезных ископаемых, т.1, М.: Руда и металлы, 2007, с.403-408; 437-447].
Существенным недостатком известного способа является низкое извлечение. Кроме того, необходимость использования кислотостойкого оборудования отрицательно сказывается на экономичности процесса.
Заявляемое изобретение направлено на повышение извлечения ценных компонентов из редкометалльных и оловянных руд.
Отмеченный выше технический результат достигается способом флотационного обогащения редкометалльных и оловянных руд, включающем основную флотацию оксигидрильным собирателем с получением чернового концентрата, сгущение концентрата и направление его на перечистную флотацию, в котором в пульпу сгущенного чернового концентрата вносят жидкую культуру бактерий Bacillus mucilaginosus из расчета 10-20 мл на 1 л концентрата с последующей выдержкой пульпы не менее 3 суток, а перечистную флотацию проводят при pH не менее 6.
Сущность заявляемого способа состоит в следующем.
Проведенные исследования позволили установить, что обработка жидкой культурой бактерий Bacillus mucilaginosus сгущенного концентрата, полученного при флотации редкометалльных или оловосодержащих касситеритовых руд оксигидрильным собирателем, в заявляемых условиях позволяет существенно повысить показатели извлечения ценных компонентов перерабатываемых руд.
Можно предположить, что в процессе обработки бактерии Bacillus mucilaginosus взаимодействуют с Si-O связью в кристаллических решетках силикатных ожелезненных минералов, что делает их поверхность гидрофильной, т.е. неспособной к флотации, в то время как минералы касситерит и танталит-колумбит не взаимодействуют с данным типом бактерий и сохраняют свою флотируемость.
Режимы обработки бактериями Bacillus mucilaginosus установлены экспериментально исходя из получения оптимальных показателей извлечения.
Исследования показали, что внесение жидкой культуры бактерий Bacillus mucilaginosus в количестве, меньшем чем 10 мл на 1 л концентрата, оказывается недостаточным для обеспечения процесса гидрофилизации силикатных минералов, что приводит к снижению извлечения ценных компонентов. Превышение верхнего значения заявляемого диапазона (то есть более чем 20 мл на 1 л концентрата) экономически нецелесообразно.
Установлено, что выдержка пульпы сгущенного чернового концентрата после внесения в него жидкой культуры бактерий Bacillus mucilaginosus менее 3 суток не обеспечивает гидрофилизации силикатных минералов и снижает извлечение ценных компонентов. Дальнейшее повышение времени выдержки практически не влияет на показатели флотации, однако при этом возрастают эксплуатационные расходы.
В ходе экспериментов было установлено, что проведение перечистной флотации обработанного бактериями чернового концентрата при pH не менее 6 обеспечивает оптимальные показатели извлечения ценных компонентов. Исследования показали, что при значениях pH, меньших 6, извлечение снижается, вероятно, из-за отрицательного влияния среды на жизнедеятельность бактерий.
Ниже приведен пример, подтверждающий возможность осуществления заявляемого изобретения с получением указанного выше технического результата.
Пример конкретной реализации заявляемого способа
Исследования проводились в одном случае на шламовой фракции оловянной руды Фестивального месторождения, содержащей 0,15% Sn в виде кассетерита. Крупность шламовой фракции - 100% Кл. -0,044 мм. Руда содержала 40-50% турмалина, 20-25% топаза, 20% кварца. Шламы, сгущенные до Т:Ж=1:1 (1:2), обрабатывали олеиновой кислотой (~300 г/т) и направляли на основную флотацию, которая проводилась при Т:Ж=1:2 в течение 10 мин. Полученный черновой концентрат, содержащий ~0,8-1% Sn при извлечении от операции 85%, сгущали до Т:Ж=1:1. В пульпу сгущенного чернового концентрата вносят жидкую культуру бактерий Bacillus mucilaginosus из расчета 10-20 мл на 1 л концентрата, пульпу выдерживают в течение 3 суток, после чего направляют на перечистную флотацию чернового концентрата при pH≥6.
2
5
2
5
Во втором случае исследования проводились на танталит-колумбитовой руде Этыкинского месторождения. Руду, содержащую 0,017% ТаО, измельчали до крупности 60-65% Кл. -0,074 мм при Т:Ж=1:1, обрабатывали олеиновой кислотой (олеат натрия) ~300 г/т и направляли на основную флотацию. Полученный черновой концентрат, содержащий 0,4-0,5% TaO, при извлечении 85% от операции, сгущали до Т:Ж=1:1. В пульпу сгущенного чернового концентрата вносят жидкую культуру бактерий Bacillus mucilaginosus из расчета 10-20 мл на 1 л концентрата, пульпу выдерживают в течение 3 суток, после чего направляют на перечистную флотацию чернового концентрата при pH≥6.
2
5
2
5
В результате из оловянных шламов, содержащих 0,15% Sn, получен концентрат, содержащий 10-10,6% олова при извлечении свыше 70%, а из танталит-колумбитовой руды, содержащей 0,017% ТаО, - концентрат, содержащий более 4% ТаО при извлечении ~60%.
Результаты проведенных экспериментальных исследований приведены в Таблице 1 (касситеритовая оловянная руда) и Таблице 2 (редкометалльная (танталит-колумбитовая) руда).
В указанных таблицах сравниваются показатели заявляемого способа (опыты №2-4) и опытов, условия проведения которых выходят за пределы, регламентированные формулой изобретения (опыты №1, 5-8).
Как видно из представленных материалов, совокупность заявляемых признаков обеспечивает возможность достижения оптимальных показателей извлечения редкометалльных и оловянных руд.
Таким образом, заявляемое изобретение успешно решает задачу создания современного экологичного процесса флотационного обогащения редкометалльных и оловянных руд, позволяющего существенно повысить показатели извлечения ценных компонентов.
Таблица 1
№
Количество вносимой жидкой культуры бактерий Bacillus mucilaginosus, мл/л концентрата
Время выдержки, сут
рН перечистной флотации
Продукты
Показатели обогащения
Выход, %
Содержание, % Sn, Та<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
Извлечение, %
Касситеритовая оловянная руда
1
5
3
6
концентрат
1,19
8,3
65,8
хвосты
98,81
0,052
34,2
2
10
3
6
концентрат
1,0
10,5
70,2
хвосты
99,0
0,045
29,8
3
15
3
6
концентрат
1,0
10,6
70,7
хвосты
99,0
0,044
29,3
4
20
3
6
концентрат
1,0
10,6
70,7
хвосты
99
0,044
29,3
5
25
3
6
концентрат
1,0
10,5
70,2
хвосты
99,0
0,045
29,8
6
15
2,5
6
концентрат
1,21
7,0
68,3
хвосты
98,79
0,048
31,7
7
15
4
6
концентрат
0,99
10,88
71,0
хвосты
99,01
0,044
29,0
8
15
3
4,5
концентрат
1,05
8,2
50,27
хвосты
98,95
0,06
39,73
9
прототип
2,0
концентрат
1,16
5,2
40,2
хвосты
98,84
0,09
59,8
Таблица 2
№
Количество вносимой жидкой культуры бактерий Bacillus mucilaginosus, мл/л концентрата
Время выдержки, сут
рН перечистной флотации
Продукты
Показатели обогащения
Выход, %
Содержание, % Sn, Та<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
Извлечение, %
Редкометалльная (танталит-колумбитовая) руда
1
5
3
6
концентрат
0,30
2,57
45,4
хвосты
99,7
0,009
54,6
2
10
3
6
концентрат
0,24
4,2
59,3
хвосты
99,76
0,007
40,7
3
15
3
6
концентрат
0,024
4,2
59,3
хвосты
99,76
0,007
40,7
4
20
3
6
концентрат
0,022
4,7
60,8
хвосты
99,78
0,007
39,2
5
25
3
6
концентрат
0,022
4,7
60,8
хвосты
99,78
0,007
39,8
6
15
2,5
6
концентрат
0,25
3,9
56,0
хвосты
99,75
0,0075
41,0
7
15
4
6
концентрат
0,24
4,3
60,7
хвосты
99,76
0,007
39,3
8
15
3
4,5
концентрат
0,32
2,40
45,2
хвосты
99,68
0,009
54,8
9
прототип
концентрат
0,87
1,1
56,4
хвосты
99,13
0,007
43,6