Влияние флокулянтов на флотируемость тонких частиц пирротина

Хвостохранилище - возможно, одним из наиболее опасных источников техногенного воздействий на экосистемы окружающей среды при переработке руд. В настоящее время приоритетной задачей является не только вовлечь труднообогатимое сырье в переработку, но и сделать ее экологически безопасной. Отвальные хвосты обогащения медно-никелевой руды Талнахской обогатительной фабрики (ТОФ), выделяются в пентландит-пирротиновом цикле и состоят в основном из минералов породы. Методом оптической микроскопии было определено, что основным сульфидным минералом хвостов является пирротин, который находится преимущественно в виде свободных зёрен. Сокращение его потерь с хвостами обогащения позволит повысить извлечение металлов платиновой группы, рассеянных в пирротине, снизить содержание сульфидной серы в материале хвостов обогащения. Что дает возможность использовать хвосты для закладки выработанного пространства. Это снизить затраты на закладочные работы и экологическую нагрузку на окружающую среду.

Наиболее богатой по содержанию сульфидной серы, никеля и железа в хвостах до 60% является фракция -40+0 мкм, составляющая примерно половину общей массы хвостов.

Известно, что тонкие частицы плохо флотируются. Низкая эффективность флотации тонких частиц пирротина из отвальных хвостов обогащения связана, прежде всего, с малой вероятностью столкновения их с пузырьками воздуха. Повышение флотируемости шламов может быть достигнуто с помощью селективной флокуляции. Наиболее универсальным для агрегации шламов является предложенный Рубио и Китченером метод селективной флокуляции, основанный на использовании гидрофобных взаимодействий [1].

Ввиду того, что сульфидные минералы и, в частности, пирротин обладают природной гидрофобностью, исследовалась возможность применения для флокуляции пирротина полностью и частично гидрофобных полимеров. Нами были выбраны и испытаны бутадиенстирольный сополимер СКС–30 ОХ, представляющий собой водную эмульсию, стабилизированную олеатом калия, с размерами капель 80 нм; флокулянт марки WSR 301 (ПОЭ) с молекулярной массой 4 млн, а также Magnafloc 351 компании Ciba – неионогенный полиакриламид с высокой молекулярной массой.

Флокуляция суспензии тонко измельченного пирротина крупностью -0,005+0 мм оценивалась по изменению светопропускания суспензии на спектрофотометре Specord М 400.

Было установлено, что частично гидрофобный полимер ПОЭ не оказывает существенного влияния на флокулообразование частиц пирротина (рис.1., кривая 1), добавление бутилового ксантогената незначительно улучшает действие флокулянта (рис.1., кривая 2).

Magnafloc по сравнению с ПОЭ оказывает большее влияние на флокуляцию частиц пирротина (рис. 2, кривая 2). Предварительная гидрофобизация поверхности минерала бутиловым ксантогенатом способствует повышению светопропускания суспензии (рис. 2, кривая 1).

Концентрация реагента, мг/л

Рис. 1. Зависимость светопропускания суспензии от концентрации ПОЭ: 1- ПОЭ; 2- 5 мг/л бут. ксантогената, ПОЭ

Рис.2. Зависимость светопропускания суспензии пирротина от концентрации Magnafloc: 1-Magnafloc в присутствии 5 мг/л бут. ксантогената; 2-Magnafloc

Было установлено, что высокой флокулирующей способностью по отношению к шламам пирротина обладает бутадиен-стирольный сополимер. Практически полная флокуляция пирротина наблюдалась при концентрациях полимера СКС-30 ОХ 1 мг/л (рис.3, кривая 2). При сочетании его с бутиловым ксантогенатом достигается большее светопропускание суспензии (рис.3, кривая 3).

Концентрация реагента, мг/л

Рис. 3. Зависимость светопропускания суспензии от концентрации реагентов: 1 – бут. ксантогенат; 2 - СКС-30 ОХ; 3 – 5 мг/л бут. ксантогената, СКС-30 ОХ

Изображение частиц пирротина в суспензии без флокулянта и при концентрации СКС-30 ОХ 1 мг/л представлено на рис.4, из которого можно видеть, что под действием полимера образуются агрегаты частиц.

Флотационные исследования показали большую эффективность применения СКС-30 ОХ, по сравнению с ПОЭ и Magnafloc при флотации пирротина крупностью -40+0 мкм. Использование СКС-30 ОХ позволяет увеличить выход концентрата с 21 до 55 % (рис.5, кривая 2).

а)                                                б)

Рис. 4. Изображение флокул пирротина при различных концентрациях СКС-30 ОХ: а) – 0 мг/л; б) - 1,0 мг/л;

Меньшее влияние на флотацию пирротина, в сравнении с СКС-30 ОХ, оказывает Magnafloc 351. При добавке 0,5 мг/л этого флокулянта прирост выхода концентрата составяет 13 %. Флокулянт ПОЭ мало влияет на выход концентрата (рис.5, кривая 1), но способствует в первые минуты увеличению скорости флотации.

Концентрация флокулянта, мг/л

Рис. 5. Зависимость выхода концентрата от концентрации флокулянтов в пристствии 5 мг/л бутилового ксантогената: 1 – ПОЭ; 2 – СКС-30 ОХ

Таким образом, выявлено преимущество действия полностью гидрофобного бутадиен-стирольного сополимера СКС-30 ОХ на флокуляцию и флотацию шламов пирротина бутиловым ксантогенатом по сравнению с частично гидрофобными полимерами ПОЭ и Magnafloc 351. Флотация шламов пирротина бутиловым ксантогенатом (5 мг/л) в присутствии 2 мг/л СКС-30 ОХ позволяет повысить извлечение пирротина на 30%.