Особенности переработки труднообогатимых молибденовых руд

И.В. Костромина

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ МОЛИБДЕНОВЫХ РУД

Выявлены основные типы труднообогатимых молибденовых руд Жирекенского месторождения. Предложен комбинированный способ извлечения окисленного молибдена, включающий флотацию хвостов сульфидной флотации и последующее выщелачивание. Разработан метод изменения плотностного режима, способствующий значительному повышению технологических показателей последующего обогащения.

Ключевые слова: молибден, технология обогащения, флотация окисленного молибдена.

Яеобходимость разработки рациональных технологий обогащения труднообогатимых молибденсодержащих руд связана, прежде всего, с сокращением сырьевой базы молибденовой промышленности. И хотя общие разведанные запасы молибдена в целом могут обеспечить функционирование предприятий в течение 50-60 лет, основные из них - эксплуатирующие Жирекен-ское, Сорское и Тырныаузское месторождения и производящие 98 % молибдена в концентрате, - могут отработать имеющиеся балансовые запасы руды соответственно к 2015, 2020 и 2025 годам;

На основании анализа литературных и фондовых данных выявлены факторы, предопределяющие снижение технологических показателей обогащения молибденовых руд: степень окисления (более 10 %), степень дисперсности молибденита (более 20 %), тип проводимости молибденита (дырочный), содержание глинистых минералов (более 10 %).

В качестве основного объекта исследований приняты молибденовые руды Жирекенского месторождения (ныне это основной источник добычи молибдена в регионе). В результате изучения их вещественного состава установлено, что труднообогатимыми рудами этого месторождения являются:

- смешанные и окисленные, отнесенные к разряду забалансовых, по объему составляющие более 40 % утвержденных запасов; часть данной категории руд добыта и заскладирована в спецотва-лах (как известно, руды верхних горизонтов всех месторождений характеризуются определенной степенью окисленности);

- молибден-аргиллизитовые (глинистые) руды с повышенным содержанием молибдена, имеющие широкое распространение на месторождении; при их переработке наблюдается значительное снижение технологических показателей обогащения (руды подобного типа имеют место и на других месторождениях молибденовых руд -Сорское, Бугдаинское).

В ЧитГУ на кафедре обогащения полезных ископаемых и вторичного сырья разработана технология обогащения смешанной молибденовой руды, в которой молибден на 54 % представлен окисленной формой, при этом получен кондиционный молибденовый концентрат марки КМФ-3 и отвальные хвосты, в которых сконцентрировано более 90 % окисленного молибдена. С целью его извлечения проведена серия флотационных опытов с использованием различных оксигидрильных собирателей: олеиновой кислоты, таллового масла, ИМ-50, ОПСК. Результаты опытов показали, что наиболее эффективным из испытанных реагентов является жирнокислотный собиратель ОПСК (отходы производства себациновой кислоты) с оптимальным расходом - 200 г/т. При его использовании обеспечивается относительно высокое извлечение окисленного молибдена, однако степень обогащения при этом остается низкой - 2,5-3.

С целью повышения основных технологических показателей флотации окисленного молибдена разработан и экспериментально апробирован способ рациональной подготовки модифицированного жирнокислотного собирателя ОПСК, созданный на основе дополнительного введения в состав жирной кислоты оксида амфотерного металла в определенном количестве. Флотационные опыты, проведенные на смешанных рудах Жирекенского и Бугдаин-ского месторождений с использованием модифицированного реагента показали относительно высокий уровень извлечения молибдена (86 %), а также показали, что при этом значительно повышается степень обогащения. Полученный флотационный концентрат подвергался выщелачиванию. Результаты выполненных исследований показали, что использование серной кислоты в качестве растворителя окисленного молибдена является наиболее целесообразным. Были изучены факторы, влияющие на технологические показатели процесса выщелачивания: концентрация и температура растворителя, отношение Т:Ж, крупность материала, продолжительность выщелачивания.

При проведении экспериментальных исследований значения переменных факторов задавались по матрице пятифакторного экспери-

мента на пяти уровнях. В проводимом эксперименте устанавливались оптимальные значения концентрации серной кислоты хь которые варьировались от 10 до 50 г/л, продолжительности выщелачивания х2 (10 - 60 час), разжижения пульпы х3 (1-5), температуры серной кислоты х4 (20-60 °С), степени измельчения материала х5 (87-95 %).

В результате определения коэффициента корреляции и его значимости для частных функций установлено, что функция е3 (зависимость от температуры) незначима, т. е. изменение температуры растворителя не оказывает существенного влияния на извлечение окисленного молибдена в продуктивный раствор. С использованием известной формулы М.М. Протодьяконова для описания многофакторных зависимостей выведена обобщенная формула, связывающая извлечение окисленного молибдена с изучаемыми факторами:

| 4848 + 0,24.x, + 76,74 || 33,19 + 0,29х2 + 70,111|--1

^ Х1 1 ){ *2 2 ){0,011х3 + 0,002/ 5 '

81,843

Ошибка уравнения составила 5,77 %, что свидетельствует о соответствии экспериментальных данных полученным зависимостям. Используя формулу (1) и исходя из реальных условий протекания процесса, установлены оптимальные параметры режима выщелачивания. Прогнозируемое извлечение окисленного молибдена в продуктивный раствор в оптимальных условиях составило 91 %. Контрольные опыты, проведенные в оптимальном режиме, свидетельствуют о том, что извлечение окисленного молибдена в продуктивный раствор находится в диапазоне от

90,81 до 91,19 % и приближается к прогнозируемому извлечению.

Анализ результатов показал, что полученное обобщенное уравнение - это математическая модель процесса и ее можно использовать для выбора оптимального режима выщелачивания окисленного молибдена.

Использование разработанного комбинированного метода (рис. 1) при обогащении смешанных молибденовых руд позволяет наиболее полно извлекать окисленные минералы молибдена, повышая общее извлечение молибдена на 10-15 %.

ОПСКмод - 200 г/т Флотация окисленного молибдена

{---------------

Чановое выщелачивание окисленного молибдена

I 1

кек

продуктивный раствор

Рис. 1. Комбинированная технология извлечения окисленного молибдена из смешанных молибденовых руд

Таким образом, разработанная ресурсосберегающая технология обогащения смешанных молибденовых руд позволяет получать товарные продукты в сульфидном цикле флотации и извлекать окисленный молибден комбинированным способом.

По укрупненной прогнозной экономической оценке данная технология может быть достаточно эффективной.

Зона аргиллизации на Жирекенском месторождении имеет относительно широкое распространение. Основным глинистым минералом является каолинит. При переработке молибден-аргиллизитовых руд на обогатительной фабрике с использованием традиционных технологических режимов извлечение молибдена в концентрат флотации снижается на 30-40 %.

Для изучения влияния аргиллизита на технологические показатели обогащения молибден-аргиллизитовой руды выполнены экспериментальные исследования ее флотационной обогатимости. Флотационные опыты проведены на искусственной смеси молибденовой руды с каолинитом в различных соотношениях. В результате исследований установлена взаимосвязь между содержанием каолинита в руде и уровнем извлечения из нее молибдена в концентрат основной флотации (рис. 2).

отвальные хвосты

Содержание каолинита, %

Рис. 2. Зависимость извлечения молибдена в концентрат флотации от содержания глинистой фракции в исходной руде

Из графика видно, что с увеличением содержания глинистого материала в рудной массе от 3 до 18 % извлечение молибдена в концентрат основной флотации снижается с 84,32 до 19,85 %. При математической обработке результатов экспериментальных исследований получено выражение этой зависимости, которая носит линейный характер.

е = - 4,191 р + 97,1,

где е - извлечение молибдена в концентрат флотации, %, в - содержание глинистой фракции в руде, %.

С целью изучения механизма отрицательного воздействия глинистых минералов на технологические показатели флотации проведены экспериментальные исследования сорбционной способности каолинита. С помощью фотоколориметра определялась оптическая плотность водного раствора бутилового ксантогената калия (БКК) после его контакта с неизмельченной и измельченной глинистой фракцией; по изменению оптической плотности БКК устанавливалась его концентрация. Установленная при этом закономерность изменения концентрации ксантогената представлена на рис. 3.

Экспериментальные данные показали, что неизмельченный каолинит не влияет на изменение концентрации БКК, а его измельчение в течение пяти минут способствует значительному уменьшению концентрации ксантогената - с 8,6 до

Рис. 3. Влияние измельчения каолинит на изменение концентрации ксанпогенапа

а----♦— без реагентов б - —А— с добавлением модификатора

0,8 % (рис. 3, кривая а). Добавка реагентов-модификаторов в процесс измельчения существенно снижает сорбцию ксантогена-та активированной поверхностью каолинита (рис. 3, кривая б).

Таким образом, установлено, что в процессе измельчения аргиллизита происходит значительная механическая активация его поверхности, вследствие чего возрастает сорбционная способность глинистых шламов, что и приводит к уменьшению концентрации ксантогената. Это подтвердилось и флотационными опытами, проведенными с исключением механической активации глинистых шламов, основные результаты которых представлены в таблице.

Как показывают результаты экспериментальных исследований, механическая активация аргиллизита в процессе измельчения весьма отрицательно влияет на технологические показатели обогащения молибден-аргиллизитовой руды, в частности, извлечение молибдена снижается на 13,35%.

Таким образом, установлено, что измельчение аргиллизита вызывает изменение его поверхности: значительное увеличение ее сорбционной способности, в результате чего происходит поглощение реагентов флотации, что существенно снижает технологические показатели обогащения молибден-аргилли-зитовой руды.

Основные технологические показатели флотационного обогащения молибден-аргиллизитовой руды

Наименование продуктов обогащения Условия проведения эксперимента

с механоактивацией аргилли-зита без механоактивации аргил-лизита

у,% Р, % £,% у,% Р, % £,%

Концентрат 5,72 1,180 75,84 4,76 1,5552 89,19

Хвосты отваль- 94,28 0,02281 24,16 95,24 0,00942 10,81

ные

Исходная руда 100 0,089 100 100 0,083 100

В целях подтверждения результатов лабораторных исследований проведены экспериментальные исследования в производственных условиях на Жирекенской обогатительной фабрике при переработке молибден-аргиллизитовой руды с изменением плотностно-го режима измельчения на первой стадии. Дополнительная подача воды в мельницу ММС способствует увеличению скорости продвижения аргиллизита через мельницу, в результате чего уменьшается его механоактивация, что позволяет повысить излечение молибдена в концентрат флотации более чем на 30 %.

Данный способ рудоподготовки внедрен на Жирекенской обогатительной фабрике с получением годового экономического эффекта свыше 11 млн. руб.

В результате проведенных исследований научно обоснованы, апробированы и реализованы эффективные технологические режимы переработки труднообогатимых молибденовых руд, обеспечивающие наиболее полное извлечение из них молибдена и предопределяющие тем самым устойчивую рентабельность предприятий.

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

1. Возможности совершенствования технологии переработки минерального сырья на основе тонкого диспергирования и механической активации / С.И. Голосов, Т.С. Юсупов, Г.М. Гусев, В.И. Молчанов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 1972. - № 4. - С.104-110.

2. Выщелачивание молибдена в форсированном геотехнологическом режиме / Кожевников В.С.,Петров Р.Д., Петров А.Р. // Научно-практическая конференция по геотехнологии молибденовых руд Бугдаинского месторождения: Материалы конф. Чита, 24-26 марта 1992 г. - Чита: ЧГПИ, 1993. - С. 359-371.

3. Герасимов Ю.В. Разработка технологии обогащения бедных руд с содержанием молибдена менее 0,03 % при окислении 50 % и трехокиси вольфрама менее 0,13 % с отработкой режима получения качественной продукции и макси-

мально возможного уровня извлечения металлов: Отчет Механобр. Л., 1995. - 149 с.

4. Гордеев В.И. Жирекенское молибденовое месторождение // Вещественный состав и обогащение руд и россыпей Восточного Забайкалья. - Чита: Поиск, 2001. - 320 с.

5. Грушин М.Н., Никитин С.Е., Шевчук Г.А. Опыт возобновления эксплуатации молибденового месторождения // Минеральные ресурсы России - 2001. - № 6 - С 23-26.

6. Давыдова Л.А. Современное состояние технологии извлечения молибдена на фабриках зарубежных стран. - М.: Цветметинформация, 1995. - С. 34-38.

7. Добромыслов Ю.П., Костромина И.В., Добромыслова Л.Э. Разработка технологии переработки забалансовых руд Жирекенского месторождения с выдачей технологического регламента: Отчет Гипроцветмет (Читинский филиал). -Чита, 1989. - 148 с.

8. Исследования по выщелачиванию окисленных руд Бугдаинского месторождения / Рыбаков Ю.С., Халезов Б.Д., Петров Р.Д. и др. // Научно-практическая конференция по геотехнологии молибденовых руд Бугдаинского месторождения: Материалы конф. Чита, 24-26 марта 1992 г. - Чита: ЧГПИ, 1993. - С. 348-351. И5И=1

Kostromina I. V.

FEATURES OF PROCESSING HARD-CLEANING MOLYBDENIC ORES

The author reveals the basic types hard-cleaning molybdenic ores of the Zhireken-sky deposit. In the article is offered the combined method of extraction of the oxidised molybdenum. This method embodies the flotation of tails of sulphidic flotation and the subsequent extraction. So, the author work out the method of change density mode, the method promote of substantial increase of technological indicators of the subsequent enrichment.

Key words: molybdenum, processing technology, flotation of oxidized molybdenum.

— Коротко об авторах --------------------------------------------------

Костромина КВ. - доцент кафедры обогащения полезных ископаемых и вторичного сырья Читинского государственного университета, кандидат технических наук по специальности 25.00.13 - обогащение полезных ископаемых

Читинский государственный университет, E-mail: root@techuniv.ru