Повышение эффективности флотации тонких частиц пирротина с применением полимеров

В последние годы в переработку вовлекаются все более труднообогатимые руды, что требует разработки новых технологических процессов для их обогащения. Пирротин - один из главных рудных минералов медно-никелевых руд месторождений Норильского промышленного района, представлен двумя модификациями: немагнитной гексагональной (Fe 8 S 9 — Fe 13 S 14 ) и магнитной – моноклинной (Fe 7 S 8 ). Пирротин в рудах находится в тесной связи с пентландитом (главным никелевым минералом), вплоть до твердого раствора, образующего никеленосный пирротин, в котором рассеяно значительное количество редких и платиновых металлов и содержится до 2,6% никеля в виде изоморфной примеси, что делает экономически необоснованным выделение пирротина в хвосты.

Медно-никелевые руды Норильского района характеризуются тонкой неравномерной вкрапленностью и тесным взаимопрорастанием ценных компонентов, разнообразием форм и размеров выделений соединений платины и палладия (от эмульсионных до крупных). Необходимая для удовлетворительного раскрытия сростков минералов крупность измельчения составляет -0,040 мм, а иногда и -0,020 мм, вследствие чего возрастает выход тонких фракций, с которыми связаны основные потери цветных и благородных металлов при флотации. Низкая эффективность флотации тонких частиц выражается, прежде всего, в неудовлетворительной селективности процесса разделения и малой скорости флотации, связанной с низкой вероятностью столкновения их с пузырьками воздуха. Ее повышение может быть достигнуто за счет укрупнения частиц путем их селективной флокуляции.

Ввиду того, что сульфидные минералы обладают природной гидрофобностью, исследовалась возможность применения для флокуляции пирротина полностью и частично гидрофобных полимеров. Они были выбраны исходя из механизма гидрофобного взаимодействия [1].

В качестве полностью гидрофобного полимера была испытана эмульсия бутадиен-стирольного сополимера СКС-30 ОХ, имеющая размер капель - 80 нм, с рН 9,5-10,2.

Было установлено, что рассматриваемый реагент обладает высокой флокулирующей способностью по отношению к шламам пирротина (рис. 1), которая возрастает в присутствии бутилового ксантогената (Кх), используемого в качестве собирателя при флотации медно-никелевых руд.

Рис. 1. Зависимость светопропускания суспензии от концентрации реагентов (СКС-30 ОХ, Кх) ٭

Практически полная флокуляция пирротина бутадиен-стирольным сополимером достигается при его концентрации 1 мг/л (рис. 1, кривая 2). При предварительной гидрофобизации поверхности минерала собирателем флокулирующее действие сополимера усиливается (рис. 1, кривая 3), тогда как бутиловый ксантогенат при исследованных концентрациях практически не влияет на флокуляцию пирротина (рис. 1, кривая 1).

Флотационные исследования проводились на навесках пирротина массой 5 г крупностью -0,04+0 мм в лабораторной флотационной машине «Механобр». Емкость камеры составляла 100 м3. Концентрация бутилового ксантогената составляла 5 мг/л, вспенивателя МИБК – 1 мг/л, рН суспензии 6,5.

Применение добавки гидрофобного флокулянта СКС-30 ОХ при флотации позволило увеличить выход концентрата (рис. 2, кривая 2) при меньшем времени флотации. Повышение концентрации сополимера до 2 мг/л приводит к повышению выхо да концентрата до 52 % (рис. 3).

٭ Исследование кинетики флокуляции шламов проводились на спектрофотометре Specord М 400, снабженном компьютерной приставкой, посредством анализа изменения светопропускания суспензи

Рис. 2. Кинетика флотации при использовании флокулянта СКС-30 ОХ

Рис. 3. Зависимость выхода концентрата от концентрации флокулянтов

В качестве частично гидрофобного флокулянта исследовался полиоксиэтилен (ПОЭ) фирмы Дау Хемикал Компани марки WSR 301 с молекулярной массой 4 млн.

Этот реагент, как показали испытания, не оказывает существенного влияния на флокулообразование пирротина. Максимальное действие полиоксиэтилена наблюдалось при его концентрации, равной 0,32 мг/л (рис. 4, кривая 1). В присутствии 5 мг/л бутилового ксантогената, флокуляция пирротина под действием ПОЭ несколько возрастает (рис. 4, кривая 2).

Рис. 4. Зависимость светопропускания суспензии от концентрации ПОЭ WSR301

Флотационные испытания показали, что ПОЭ WSR301 мало влияет на выход концентрата (рис. 3, кривая 2) и скорость флотации (рис. 5).

Рис. 5. Кинетика флотации при использовании флокулянта ПОЭ WSR301

Из полученных результатов следует, что для интенсификации процесса флотации шламов пирротина, из рассмотренных в данной работе реагентов ПОЭ WSR301 и СКС-30 ОХ, наиболее эффективно применение бутадиен-стирольного сополимера СКС-30 ОХ.