Способ обогащения промышленно значимых сульфидных минералов - RU2139147C1

Чертежи

Показать все 17 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к способу пенной флотации для извлечения промышленно значимых сульфидных минералов из основных металлических сульфидных руд. В частности, оно относится к способу подавления несульфидных силикатных жильных минералов в полезных промышленно значимых сульфидных минералах посредством приемов пенной флотации.

Теорией и практикой установлено, что успех процесса сульфидной флотации в большой степени зависит от реагентов, называемых коллекторами, которые придают селективную гидрофобность промышленно значимым минералам, которые должны быть отделены от других минералов.

За успешное флотационное разделение промышленно значимых сульфидов и других минералов также ответственны и некоторые другие важные реагенты, как, например, модификаторы. Модификаторы включают, но не ограничиваются ими, все реагенты, принципиальной функцией которых не является ни собирание, ни вспенивание, а обычно модифицирование поверхности минерала таким образом, чтобы он не всплывал.

Помимо попыток сделать сульфидные коллекторы более селективными для промышленно значимых сульфидных минералов другие подходы к проблеме улучшения флотационного разделения промышленно значимых сульфидных минералов включают использование модификаторов, в частности депрессантов, для подавления несульфидных жильных минералов таким образом, чтобы они не флотировались вместе с сульфидами, в результате чего понижаются уровни несульфидных жильных минералов, переданных в концентраты. Депрессант является модифицирующим реагентом, который действует селективно на определенные нежелательные минералы и предотвращает или замедляет их флотацию.

При флотации промышленно значимых сульфидных минералов некоторые несульфидные силикатные жильные минералы представляют собой уникальную проблему, заключающуюся в том, что они обладают природной плавучестью, т.е. они всплывают независимо от используемых коллекторов промышленно значимых сульфидных минералов, даже если используются очень селективные коллекторы промышленно значимых сульфидных минералов, эти силикатные минералы передаются в сульфидные концентраты. Особенно трудными и причиняющими беспокойство вследствие их очень высокой природной гидрофобности являются тальк и пирофиллит, оба относящиеся к классу магниевых силикатов. Другие магний-силикатные минералы, относящиеся к классу оливинов, пироксенов и серпентину, обладают плавучестью в различной степени, которая, по-видимому, меняется от одного месторождения к другому. Присутствие этих нежелательных минералов в промышленно значимых сульфидных минеральных концентратах может вызвать множество проблем, а именно: а) они увеличивают массу концентратов, таким образом увеличивая стоимость транспортирования и обращения с концентратом, б) они соревнуются за пространство в пенной фазе в процессе этапа флотации, вследствие чего снижается общее извлечение промышленно значимого сульфидного минерала, и в) они разбавляют сульфидный концентрат относительно содержания промышленно значимого сульфидного минерала, что делает его менее пригодным, в некоторых случаях непригодным для плавки, поскольку они мешают операции плавки.

Депрессанты, обычно используемые при флотации сульфида, включают такие материалы, как неорганические соли (NaCN, NaHS, SO₂, пиросернистокислый натрий и др.), и небольшие количества органических соединений, как, например, тиогликолят натрия, меркаптоэтанол и др. Известно, что эти депрессанты способны подавлять сульфидные минералы, но они также известны как депрессанты для несульфидных минералов, причем известные коллекторы промышленно значимых сульфидов обычно не являются хорошими коллекторами для несульфидных промышленно значимых минералов. Сульфидные и несульфидные минералы имеют в значительной степени отличающиеся объемные и поверхностные химические свойства. Их реакция на различные химикалии также в значительной степени отличается. В настоящее время для подавления несульфидных силикатных жильных минералов в процессе сульфидной флотации используются некоторые полисахариды, как. например, гуаровая смола (guar gum) и карбоксиметилцеллюлоза. Их рабочие характеристики, однако, являются совершенно различными, и для некоторых руд они проявляют неприемлемую подавляющую активность, а их эффективная дозировка на тонну руды обычно является очень высокой (от 1 до 10 фунтов/тонну (от 0,4536 до 4,4539 кг/т)). На их подавляющую активность также влияет их источник, и она не является консистентной от порции к порции. Более того, эти полисахариды также являются ценными пищевыми источниками, т.е. их использование в качестве депрессантов снижает их использование в качестве пищевых продуктов, и их хранение представляет собой определенные проблемы с точки зрения их привлекательности в качестве пищи для паразитов. Наконец, они не являются легко смешиваемыми и растворимыми в воде, и даже, когда могут быть приготовлены их водные растворы, они не являются стабильными. В патенте США 4902764 (Rothenberg et al.) описано использование синтетических сополимеров и трехзвенных полимеров на основе полиакриламида в качестве депрессантов сульфидного минерала при извлечении промышленно значимых сульфидных минералов. В патенте США 4720339 (Nagaraj et al.) описано использование синтетических сополимеров и трехзвенных полимеров на основе полиакриламида в качестве депрессантов для кремнийсодержащих жильных минералов при флотационной подготовке к плавке руды несульфидных промышленно значимых минералов, но не в качестве депрессантов при подготовке к плавке руды промышленно значимых сульфидных минералов. Из этого патента следует, что такие полимеры эффективны для подавления окиси кремния в процессе фосфатной флотации, в которой на этапе флотации также используются жирные кислоты и несульфидные коллекторы. Патентообладатели не исследовали тот факт, что такие полимеры являются эффективными депрессантами для несульфидных силикатных жильных минералов при извлечении промышленно значимых сульфидных минералов. В действительности, такие депрессанты не проявляют адекватной подавляющей активности для несульфидных силикатных минералов в процессе подготовки к плавке промышленно значимых сульфидных минералов. В патенте США 4220525 (Petrovich) исследован тот факт, что полиоксиамины полезны в качестве депрессантов для жильных минералов, включающих окись кремния, силикаты, карбонаты, сульфаты и фосфаты, при извлечении несульфидных минеральных ценных частиц. Описанные иллюстративные примеры полиоксиаминов включают аминобутанэтриолы, аминопартитолы, аминогекситолы, аминооктитолы, пентозо-амины, гексозо-амины, аминотетролы и др. В патенте США 4360425 (Lim et al.) описан способ улучшения результатов процесса пенной флотации для извлечения несульфидных минеральных ценных частиц, в котором добавляют синтетический депрессант, который содержит окси- и карбоксифункциональности. Эти депрессанты добавляют во второй или аминовой стадии флотации в процессе двойной флотации для подавления несульфидных промышленно значимых минералов, как, например, фосфатных минералов, в процессе аминовой флотации кремнистых жильных руд из концентрата второй стадии. Этот патент относится к использованию синтетического депрессанта только в процессе аминовой флотации.

Принимая во внимание вышеизложенное и особенно принимая во внимание данные патента США 4902764, из которого следует использование некоторых сополимеров и трехзвенных полимеров на основе полиакриламида для подавления сульфидного минерала в процессе извлечения ценных частиц сульфидных минералов, авторы неожиданно установили, что некоторые полимеры, одни или в сочетании с полисахаридами, действительно являются превосходными депрессантами для несульфидных силикатных жильных минералов (как, например, талька, пироксенов, оливинов, серпентина, пирофиллита, хлоритов, биотитов, амфиболов и др.). Этот результат является неожиданным, поскольку эти депрессанты описаны только как депрессанты сульфидных жильных руд. Установлено, что эти синтетические депрессанты являются превосходными альтернативами для полисахаридов, единственно используемых в настоящее время, поскольку они и их смеси с полисахаридами являются легко смешиваемыми или растворимыми в воде и неопасными, и их водные растворы являются стабильными. Их использование должно увеличить доступность полисахаридов в качестве ценного пищевого источника для людей, и их рабочие характеристики являются неизменяемыми. Они могут быть изготовлены, придерживаясь самых жестких технических условий, и соответственно при этом гарантируется их консистентность от загрузки к загрузке. Синтетические полимеры дают возможность легко модифицировать их структуру, вследствие чего обеспечивается возможность приспособления депрессантов для заданного применения.

Согласно настоящему изобретению предусмотрен способ, включающий обогащение промышленно значимых минералов из руд с селективной отсортировкой несульфидных силикатных жильных минералов путем:
а) обеспечения водной пульпы из суспензии тонкоизмельченных свободно калиброванных рудных частиц, содержащих упомянутые ценные сульфидные минералы и упомянутые несульфидные силикатные жильные минералы;
б) кондиционирования упомянутой пульпы эффективным количеством депрессанта несульфидного силикатного жильного минерала, коллектора ценного сульфидного минерала и пенообразующего агента, при этом упомянутый депрессант включает либо (1) полимер, содержащий:
(i) (x) звеньев формулы

Полимерные депрессанты вышеприведенной формулы могут содержать в качестве (i) звеньев остаток полимеризации таких акриламидов, как собственно акриламиды, алкил-акриламидов, как, например, метакриламид, этакриламид и подобных им.

Звенья (ii) могут содержать остаток полимеризации моноэтиленоненасыщенных, содержащих гидроксильные группы мономеров сополимеризации, как, например, оксиалкилакрилаты и метакрилаты, например, 1,2-диоксипропилакрилат или метакрилат: оксиэтилакрилат или метакрилат: глицидил-метакрилат, акриламидогликолевая кислота: оксиалкилакриламиды, как, например, N-2-оксиэтилакриламид; N-1-оксипропилакриламид; N-бис(1,2-диоксиэтил)акриламид; N-бис(2-оксипропил)акриламид и подобные им.

Предпочтительнее, чтобы (ii) звенья мономеров были введены в полимерный депрессант путем сополимеризации содержащего соответствующие гидроксильные группы мономера, однако также допустимо придать заместитель гидроксильной группы уже полимеризованному мономерному остатку путем, например, его гидролиза или дополнительной реакции его группы, допускающей прикрепление требуемой гидроксильной группы к соответствующему реагирующему материалу, например, глиоксалю, как это исследовано в патенте США 4902764, приведенном здесь для справки. Глиоксилированный полиакриламид должен, однако, содержать менее 50 мольных % глиоксилированных амидных элементов, т.е. предпочтительнее менее чем около 40 мольных процентов, более предпочтительно менее чем около 30 мольных процентов в качестве Y звеньев. Предпочтительнее, чтобы Y звенья вышеупомянутой формулы были не α -гидроксильными группами структуры

Звенья (iii) полимеров используются в депрессантах, содержащих остаток полимеризации содержащего анионную группу моноэтиленоненасыщенного сополяризуемого мономера, такого, как, например, акриловая кислота, метакриловая кислота, соли щелочного металла или аммония акриловой кислоты, винилсульфонат, винилфосфонат, 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислота, стиролсульфокислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, кротоновая кислота, 2-сульфоэтилметакрилат, 2-акриламидо-2-метилпропанфосфорная кислота и подобные им.

Альтернативно, но менее желательно анионные заместители (iii) звеньев полимеров, используемых в настоящем изобретении, могут быть приданы к ним путем дополнительной реакции, как, например, гидролиза части (i) звена акриламидного остатка полимеризации полимера, что также обсуждалось в вышеупомянутом патенте США 4902764.

Эффективный диапазон средних молекулярных весов этих полимеров на удивление очень широк, изменяясь от нескольких тысяч, например 5000, до около миллионов, например 10 миллионов, предпочтительнее от около десяти тысяч до около одного миллиона.

Полисахариды, используемые в качестве компонента в композициях депрессантов в способе согласно изобретению, включают гуаровые смолы; модифицированные гуаровые смолы; целлюлозы, как, например, карбоксиметилцеллюлоза; крахмалы и подобные им. Гуаровые смолы более предпочтительны.

Отношение полисахарида к полимеру в смеси депрессанта должно находиться в диапазоне от около 9:1 до около 1:9, соответственно предпочтительнее от около 7:3 до около 3:7 соответственно и наиболее предпочтительно от около 3: 2 до около 2:3 соответственно.

Дозировка полимерного депрессанта, одного или в сочетании с полисахаридом, используемая в способе согласно изобретению, находится в пределах от около 0, 01 до около 10 фунтов депрессанта на тонну руды (0,0045 до 4,5359 кг на тонну), предпочтительнее от около 0,1 до около 5 фунт/т (0,0454 до около 2,286 кг/т) и наиболее предпочтительно от около 0,1 до около 1,0 фунт/т (от 0,0454 до около 0,4536 кг/т).

Концентрация (i) звеньев в депрессантах, используемая в данном изобретении, должна быть по крайней мере около 35% как мольной процентной доли всего полимера, предпочтительнее по крайней мере около 50%. Концентрация (ii) звеньев должна находиться в пределах от около 1 до около 50% как мольной процентной доли, предпочтительнее от около 5 до около 20%, тогда как концентрация (ii) звеньев должна находиться в пределах от около 0 до около 50% как мольной процентной доли, предпочтительнее от около 1 до около 50% и наиболее предпочтительно от около 1 до около 20%. Смеси полимеров, составленные вышеупомянутыми X, Y и Z звеньями, также могут использоваться в соотношениях от 9:1 до 1 : 9.

Новый способ обогащения руды промышленно значимых сульфидных минералов, использующий синтетические депрессанты настоящего изобретения, обеспечивает превосходное металлургическое извлечение с улучшенной степенью. Допускается широкий диапазон pH и дозировки депрессантов, и совместимость депрессантов с пенообразующими реагентами и коллекторами значимых частиц сульфидного минерала является плюсом.

Настоящее изобретение направлено на селективное извлечение несульфидных силикатных жильных минералов, которые обычно передаются флотационному концентрату промышленно значимого сульфидного минерала либо вследствие их природной плавучести или гидрофобности, либо иным способом. В частности, настоящий способ осуществляет подавление несульфидных магний-силикатных минералов и в то же время обеспечивает возможность повышения извлечения ценных частиц сульфидного минерала. Таким образом, материалами, которые могут быть обработаны таким способом, но не ограничиваясь ими, могут быть следующие материалы: тальк, пирофиллит, пироксеновая группа минералов, диопсид, аугит, гомесмеси (Homeblends), энстатит, геперстен, ферросилит, бронзит, амфиболовая группа минералов, тремолит, актинолит, антофиллит, биотитовая группа минералов, флогопит, биотит, хлоритная группа минералов, серпентиновая группа минералов, серпентин, хризотил, палигорскит, лизардит, анитгорит, оливиновая группа минералов, оливин, форстерит, хортонолит, фаялит.

Последующие примеры приведены только для иллюстрации и не ограничивают данное изобретение, за исключением тех, которые указаны в формуле изобретения.

Все части и процентные соотношения указаны в весовых процентах, если не оговорены специально. В примерах используются следующие обозначения мономеров: AMD = акриламид; DHPM = 1/2-диоксипропилметакрилат; НЕМ = 2-оксиэтилметакрилат; AA = акриловая кислота; MAMD = метакриламид; VP = винилфосфонат; GPAM = глиоксилированный поли(акриламид); APS = 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновая кислота; VS = винилсульфонат; CMC = карбоксиметилцеллюлоза; t-BAMD = t-бутилакриламид; HPM = 2-оксипропилметакрилат; HEA = 1-оксиэтилакрилат; HPA = 1-оксипропилакрилат; DHPA = 1,2-дигидроксипропилакрилат; NHE-AMD = N-2-оксиэтилакриламид; NHP-AMD = N-2-оксипропилакриламид; NBHE-AMD = N-бис(1,2-диоксилэтил)акриламид; NBEP-AMD = N-бис(1-оксипропил)акриламид; SEM = 2-сульфэтилметакрилат; AMPP = 2-акриламидо-2-метилпропан фосфоновая кислота; C = сравнительный.

Примеры 1-41
Процедуры испытаний
Флотация чистого талька
Подавляющую активность полимеров испытывали, используя образец высококачественного талька в модифицированной трубке Халлимонда. 1 часть талька с размером -200+400 меш. суспендируют в воде и кондиционируют в течение 5 минут при необходимом pH. Добавляют известное количество раствора полимерного депрессанта и тальк дополнительно кондиционируют в течение 5 минут. Кондиционированный тальк затем переносят во флотационную ячейку и проводят флотацию путем пропускания газообразного азота в течение заданного промежутка времени. Флотированный и нефлотированный тальк затем фильтруют раздельно, сушат и взвешивают. Из этих весов затем рассчитывают процент флотации.

Подавляющая активность (определяемая посредством % флотации талька: чем ниже флотация талька, тем выше подавляющая активность) депрессантов, имеющих различные молекулярные веса, приведена в Таблице 1. Эти примеры ясно показывают, что полимерные депрессанты согласно изобретению подавляют флотацию талька. В отсутствие любого полимера флотация талька составляет 98%; в присутствии полимеров флотация талька находится в пределах от 5 до 58%. Подавляющая активность, в основном, выше при высоком молекулярном весе. Подавляющая активность также возрастает с увеличением доли содержащего гидроксильную группу мономера, вводимого для синтеза сополимера.

Подавляющая активность при различных дозировках различных полимерных депрессантов настоящего изобретения при молекулярных весах от 10000 до 300000 приведена в Таблице 2. Обычно подавляющая активность возрастает с увеличением дозировки полимера. При высоком молекулярном весе дозировка полимера, требуемая для заданной депрессии, значительно ниже.

Подавляющая активность при соотношении акриламид/сополимер дигидроксипропилметакрилата, составляющем 90/10, при различных значениях pH приведена в Таблице 3. Эти результаты показывают, что подавляющая активность поддерживается в широком диапазоне pH порядка 3,5-11.

Примеры 42-45
Флотация природной сульфидной руды
Руда 1
Эту руду, содержащую приблизительно 2,25% Ni и 28% MgO (в форме магний-силикатов) измельчают в лабораторной стержневой мельнице для получения пульпы, 80% которой имеют размер -200 меш. Эту пульпу подают во флотационную ячейку, кондиционируют при природном pH (≈ 8,5) с 200 частями/тонну сульфата меди в течение 4 минут, затем с 175 частями/тонну этилксантата натрия в течение 2 минут, с последующим кондиционированием номинальным количеством полимерного депрессанта и спиртового пенообразователя в течение 1 минуты. Затем проводят флотацию путем пропускания воздуха при расходе приблизительно 5,5 л/мин и при четырех заданных концентратах. Концентраты и хвосты затем фильтруют, сушат и анализируют.

Результаты двух депрессантов из трехзвенных полимеров настоящего изобретения в сравнении с результатами двух депрессантов из гуаровой смолы приведены в Таблице 4. Задачей здесь является снижение извлечения магний-силиката (идентифицируемого посредством MgO в качестве индикатора) в сульфидный флотационный концентрат и поддержание в то же время настолько высоких извлечения и сорта Ni, насколько это возможно. Результаты в Таблице 4 показывают, что два депрессанта из трехзвенных полимеров настоящего изобретения обеспечивают более низкое, примерно на 3 единицы, извлечение MgO и в то же время обеспечивают равное или несколько лучшее извлечение и сорт Ni при только 75% дозировке гуаровой смолы. В отсутствие любого депрессанта извлечение MgO намного выше (27%), что недопустимо.

Примеры 46-65
Руда 2
Эту руду, содержащую приблизительно 3,3% Ni и 17,6% MgO (в форме магний-силикатов), измельчают в лабораторной стержневой мельнице в течение 5 минут для получения пульпы, 81% которой имеет размер -200 меш. Измельченную пульпу затем подают во флотационную ячейку и кондиционируют при природном pH (≈ 8-8,5) посредством 150 частей/тонну силиката меди в течение 2 минут от 50 до 100 частей/тонну этилксантата натрия в течение 2 минут и затем номинальным количеством депрессанта и спирта в течение 2 минут. Затем проводят первую стадию флотации путем пропускания воздуха с расходом приблизительно 3,5-5 л/мин и собирают концентрат. На второй стадии пульпу кондиционируют посредством 10 частей/тонну этилксаната натрия и номинальным количеством депрессанта и пенообразователя в течение 2 минут и собирают концентрат. Условия, используемые на второй стадии, также используют и на третьей стадии и собирают концентрат. Все продукты флотации фильтруют, сушат и анализируют.

В Таблице 5 подавляющая активность нескольких сополимерных и трехзвенных полимерных депрессантов сравнивается с подавляющей активностью гуаровой смолы при двух различных дозировках. В отсутствие любого депрессанта извлечение Ni составило 96,6%, которое считается очень высоким и желательным; извлечение MgO составило 61,4%, которое также очень высокое, но считается очень нежелательным. Достигнутый уровень Ni порядка 4,7% только немного выше, чем его уровень в исходном сырье. При 420 и 500 частях на тонну гуаровой смолы извлечение MgO находится в пределах от 28,3 до 33,5%, что значительно ниже, чем извлечение MgO, достигнутое в отсутствие депрессанта, и извлечение Ni составило около 93%, что ниже, чем извлечение Ni, достигнутое в отсутствие депрессанта. Снижение извлечения Ni является ожидаемым в процессе снижения извлечения MgO, поскольку постоянно существует некоторая минералогическая ассоциация Ni минералов с магний-силикатами; при подавлении последних некоторая часть Ni минералов также подавляется. Синтетические полимерные депрессанты настоящего изобретения проявляют более сильную подавляющую активность, чем гуаровая смола; извлечение MgO находится в пределах от 6,3 до 15,3% в сравнении с 28,3-33,5% для гуаровой смолы. Эти результаты указывают на то, что может быть использована значительно более низкая дозировка синтетических депрессантов, если желательны результаты, сходные с результатами гуаровой смолы. Трехзвенный полимер, содержащий по 10 частей метакриламида и диоксипропилметакрилата, обеспечивает подавляющую активность, сходную с подавляющей активностью гуаровой смолы. Аналогично трехзвенный полимер AMD, DHPM и винилфосфонат обеспечивает металлургию, сходную с металлургией гуаровой смолы.

Здесь уместно заметить, что полиакриламид, прореагировавший с глиоксиловой кислотой, содержащей дополнение из гидроксильных и карбоксильных групп, проявляет подавляющую активность в степени замещения 10% (т.е. 10 частей амидных групп в полиакриламиде реагируют с глиоксиловой кислотой). При степени замещения 50% подавляющая активность более слабая.

Примеры 66-79
Руда 3
Эта руда имеет приблизительно 2,1% Ni и 17% MgO. 1000 частей руды измельчают в стержневой мельнице для получения пульпы, имеющей размер 80% пропуска 20 меш. Измельченную пульпу кондиционируют в течение 2 минут посредством 200 частей/т сульфата меди, в течение 2 минут посредством 100 частей/т этилксантата натрия и номинальным количеством пенообразователя и затем в течение 2 минут необходимым количеством депрессанта. Затем проводят флотацию путем пропускания воздуха и собирают концентрат. На второй стадии пульпу кондиционируют посредством 40 частей/т ксантата и дополнительным количеством того же самого депрессанта и собирают второй концентрат. Третью стадию флотации проводят аналогичным образом и собирают концентрат. Все продукты флотации фильтруют, сушат и анализируют.

Результаты подавляющей активности нескольких синтетических сополимерных и трехзвенных полимерных депрессантов настоящего изобретения в сравнении с подавляющей активностью гуаровой смолы (при двух дозировках) приведены в Таблице 6. Эти результаты ясно показывают, что депрессанты обеспечивают металлургию равную или лучшую, чем металлургия гуаровой смолы, при 40-70% дозировке гуаровой смолы. Во множестве примеров достигнуто улучшенное извлечение Ni и в то же самое время поддерживается низкое извлечение MgO, что указывает на подавление жильного силикатного минерала.

Примеры 80-83
Руда 4
Эту руду, содержащую приблизительно 0,6% Ni и около 38% MgO (в форме магний-силикатов), измельчают в лабораторной стержневой мельнице для получения пульпы, 80% которой имеет размер -200 меш. Эту пульпу обезыливают, кондиционируют в течение 20 минут посредством 120 частей/т этилксантата натрия и номинального количества пенообразователя. Затем проводят флотацию и собирают концентрат в течение 4 минут. Этот концентрат затем кондиционируют в течение 1 минуты посредством 20 частей/т этилксантата натрия и номинального количества депрессанта. Затем проводят чистовую флотацию в течение 3,5 минут. Концентрат и хвосты затем фильтруют, сушат и анализируют.

Результаты подавляющей активности трех синтетических полимерных депрессантов в сравнении с подавляющей активностью гуаровой смолы приведены в Таблице 7. Из результатов Таблицы 7 вновь с очевидностью следует, что синтетические депрессанты настоящего изобретения обеспечивают металлургию, равную или лучшую, чем металлургия гуаровой смолы при дозировке гуара от 40 до 80%. Для двух депрессантов извлечение Ni было значительно лучше при поддержании в то же самое время низкого извлечения MgO.

Примеры 84-96
Руда 5
Эту руду, содержащую небольшие количества Ni, Cu и Fe в форме сульфидов, небольшие количества платины и палладия и приблизительно 7,5% MgO (в форме магний-силикатов), измельчают в лабораторной стержневой мельнице с 15 частями/т амилксантата калия и 12,5 частями/т диизобутилдитиофосфата в течение 10 минут для получения пульпы, 40% которой имели размер -200 меш. Измельченную пульпу затем подают во флотационную ячейку и кондиционируют в течение 2 минут при природном pH (≈ 8,2) с теми же самыми количествами коллекторов, что и при измельчении, с последующим кондиционированием посредством номинального количества депрессанта и спиртового пенообразователя в течение 2 минут. Затем проводят флотацию путем пропускания приблизительно 3,5 - 5 л/мин воздуха и собирают концентрат. Процедуру, используемую на первой стадии флотации, повторяют на второй стадии флотации и собирают второй концентрат. Продукты флотации затем фильтруют, сушат и анализируют.

Результаты подавляющей активности различных синтетических полимерных депрессантов настоящего изобретения в сравнении с подавляющей активностью двух карбоксиметилцеллюлозных образцов из различных источников приведены в Таблице 8. Задачей здесь было получение высоких степеней извлечения и классов Pt и Pd в концентрате. В отсутствие любого депрессанта извлечение Pt и Pd было действительно очень высоким (97, 5% и 94-95% соответственно), но классы концентратов были недопустимо низкими. При CMC депрессантах извлечение Pt и Pd составило 95-96,5% и 92-94,6% соответственно и классы были 3-3,1 для Pt и 12,7-13 для Pd.

Из результатов с очевидностью следует, что синтетические полимерные депрессанты обеспечивают металлургию Pt и Pd, равную или лучшую, чем образцы CMC, и при значительно более низких дозировках (60-80% дозировки CMC). Также является очевидным, что синтетические полимерные депрессанты обеспечивают лучшие классы для Pt, которая является более важным и более ценным металлом, чем Pd. В примере 88 полимер, содержащий только 0,5 части t-бутилакриламида в дополнение к DHPM, обеспечивает Pt-металлургию, равную или лучшую, чем CMC (B) металлургия, но при 80% дозировке CMC.

Примеры 97-99
Руда 6
Эта руда содержит 0,85% Ni и 39% MgO. 1000 частей руды измельчают в лабораторной стержневой мельнице для получения флотационного сырья, 80% которого имеет размер -200 меш. Измельченную пульпу кондиционируют в течение 30 минут посредством необходимого количества депрессанта вместе с 500 частями/т этилксаната натрия. Затем проводят грубую или первичную флотацию в течение 25 минут. Полученный концентрат затем кондиционируют посредством номинального количества депрессанта и 10 частей/т этилксантата натрия, после чего проводят чистовую флотацию в течение 15 минут. Продукты флотации фильтруют, сушат и анализируют.

Результаты двух синтетических сополимеров AMD/DHPM в сравнении с результатами CMC приведены в Таблице 9. Эти результаты показывают, что синтетические депрессанты обеспечивают металлургию, равную или лучшую, чем для CMC, но при дозировке около 27% CMC. В случае сополимера с молекулярным весом 878000 извлечение MgO и в нормальном, и в обогащенном концентрате было значительно ниже, чем достигнутое посредством CMC.

Примеры 100-109
Руда 7
Эту руду, содержащую небольшие количества Ni, Cu и Fe в форме сульфидов и около 17% MgO (в форме магний-силикатов), измельчают в лабораторной стержневой мельнице в течение 12 минут для получения пульпы, 40% которой имело размер -200 меш. Измельченную пульпу затем подают во флотационную ячейку и кондиционируют при природном pH (≈ 7,2) посредством номинального количества депрессанта в течение 3 минут и затем посредством 16 частей/т этилксантата натрия и 34 частей/т дитиофосфата и полигликолевого пенообразователя в течение 3 минут. Затем проводят флотацию путем пропускания воздуха с расходом приблизительно 3,5 л/мин и собирают два концентрата. Продукты флотации затем фильтруют, сушат и анализируют.

Результаты подавляющей активности различных синтетических полимерных депрессантов настоящего изобретения в сравнении с результатами модифицированного гуара приведены в Таблице 10. Здесь задачами были минимизация извлечения SiO₂, CaO, MgO, Al₂ O₃, каждый из которых представляет собой силикатный минерал, присутствующий в сульфидных концентратах, и поддержание улучшенного извлечения Ni и Cu, являющихся ценными составляющими сульфидных минералов. В отсутствие любого депрессанта извлечение Ni и Cu составило 49,5% и 79% соответственно, но извлечение жильных составляющих было очень высоким (9,4% для SiO₂, 10,6% для MgO и 5,8% для Al₂O₃). При гуаре извлечение Ni и Cu было несколько ниже, возможно, вследствие подавления некоторых силикатных минералов, несущих Ni и Cu сульфиды в качестве блокирующих минералов, но извлечение жильных составляющих также было несколько ниже. Для всех испытанных синтетических полимерных депрессантов наблюдалось значительное снижение извлечения жильных составляющих, при этом для некоторых из них снижение было намного большим, чем достигнутое при использовании гуара. Все депрессанты настоящего изобретения (за исключением одного) обеспечивают более высокое извлечение меди, чем гуар, при этом в некоторых случаях извлечение меди было выше, чем достигнутое в отсутствие депрессанта. Извлечение Ni, достигнутое при использовании синтетических депрессантов, было либо равное, либо выше, чем достигнутое при использовании гуара. В самом лучшем случае, AMD/HEM 90/10, 10000 MB, наблюдалось более чем 50%-ное снижение извлечения SiO₂ в сравнении с испытанием без депрессанта и 44%-ное снижение извлечения SiO₂ в сравнении с его извлечением при использовании гуара. Аналогичное значительное снижение также наблюдалось и для других жильных составляющих.

Пример 110
Осуществляли приемы примера 50 за исключением того, что DHPM было заменено эквивалентным количеством HEA. Достигнуты аналогичные результаты.

Пример 111
Замена HEM примера 45 на DHPA обеспечила получение по существу аналогичных результатов.

Пример 112
Повторили пример 53, но с заменой DHPM на HPA для достижения сходного извлечения.

Пример 113
При замене HEM примера 73 на NHE-AMD наблюдали сходное кумулятивное извлечение никеля и магния.

Пример 114
Для замены DHPM в примере 88 использовали NBHE-AMD. Результаты аналогичны.

Пример 115
DHPM в примере 96 заменяли на NHP-AMD для получения сходного извлечения платины и палладия.

Пример 116
При замене HEM примера 102 на NBEP-AMD получили аналогичное извлечение металла.

Пример 117
Замена AA примера 22 на SEM привела к аналогичному % флотации талька.

Пример 118
При замене VP примера 55 на AMPP достигнуты аналогичные результаты.

Примеры 119-127
Руду, содержащую приблизительно 3,3% Ni и 16,5% MgO (в форме магний-силикатов), измельчают в лабораторной стержневой мельнице в течение 5 минут для получения пульпы, 81% которой имеет размер -200 меш. Измельченную пульпу затем подают во флотационную ячейку и кондиционируют при природном pH (≈ 8-8,5) посредством 150 частей/т сульфата меди в течение 2 минут, от 50 до 100 частей/т этилксантата натрия в течение 2 минут и затем необходимым количеством смеси депрессантов и спиртового пенообразователя в течение 2 минут. Затем проводят первую стадию флотации путем пропускания воздуха с расходом приблизительно 3,5-5 л/мин и собирают концентрат. На второй стадии пульпу кондиционируют посредством 10 частей/т этилксантата натрия и необходимого количества смеси депрессантов и пенообразователя в течение 2 минут и собирают концентрат. Условия, используемые на второй стадии, также используют на третьей стадии и собирают концентрат. Все продукты флотации фильтруют, сушат и анализируют.

Подавляющую активность смеси AMD/DHPM в соотношении 1:1 и гуаровой смолы сравнивают с отдельными депрессантами в Таблице 11. При использовании только гуаровой смолы извлечение Ni составило 93% и извлечение MgO составило 28,3%. При использовании только синтетического полимерного депрессанта извлечение Ni составило 84,5% и извлечение MgO составило 12,6%, которое составляет менее половины, чем его извлечение с использованием гуара, и таким образом указывает на очень сильную подавляющую активность синтетического депрессанта. В случае смеси наблюдается дальнейшее снижение извлечения MgO, при этом извлечение Ni и класс незначительно улучшились в сравнении с этими показателями для синтетического депрессанта. Эти результаты показывают, что при использовании смеси достигнута большая подавляющая активность, а также наводят на мысль о том, что могут быть использованы более низкие дозировки, чем дозировки при использовании отдельных компонентов.

В Таблице 2 подавляющая активность смеси AMD/HEM полимер в соотношении 1: 1 и гуаровой смолы сравнивают с подавляющей активностью отдельных депрессантов. Как и ранее, при использовании только гуаровой смолы, извлечение Ni составляет 93% и извлечение MgO составляет 28,3%. При использовании AMD/HEM полимера с той же дозировкой извлечение MgO составило только 7,7%, что указывает на сильную подавляющую активность; извлечение Ni также значительно снизилось (68,3% в сравнении с 93% для гуара). Однако при использовании смеси извлечение Ni значительно увеличилось (82, 8%), тогда как извлечение MgO поддерживалось на более низком уровне 8,3%. Результаты также наводят на мысль о том, что могут быть использованы более низкие дозировки при использовании смеси для получения улучшенных рабочих характеристик. Действительно, при снижении дозировки до 430 частей/т извлечение Ni возрастает до 86% (с 82,8%), тогда как извлечение MgO возрастает до 11,5% (с 8,3%).

Примеры 128-143
Аналогичные результаты были получены при повторении процедур примеров 119-127 за исключением того, что изменяют компоненты депрессанта, а также их концентрации. Результаты приведены в Таблице 12.

Реферат

Способ относится к способам пенной флотации для извлечения промышленно значимых сульфидных минералов из основных металлических сульфидных руд. Способ обогащения промышленно значимых сульфидных минералов предусматривает, что депрессантом является либо полимерный материал, содержащий периодически повторяющиеся звенья с формулой -[-X-]-x-[-Y-]-y-[-Z-]-z, где Х является остатком полимеризации акриламида или смеси акриламидов, Y - звено полимера, содержащее анионную группу, Z - звено полимера, содержащее гидроксильную группу, x - остаточная мольная доля по крайней мере около 35%, y - остаточная мольная доля от около 1 до около 50 % и z -остаточная мольная доля от около 0 до около 50%, или смесь упомянутого полимера и полисахарида. Техническим результатом является повышение извлечения ценных сульфидных минералов. 9 з.п.ф-лы, 12 табл.

Формула

1. Способ обогащения промышленно значимых сульфидных минералов из руд с селективной отбраковкой несульфидных силикатных жильных минералов путем: а) обеспечения водной пульпы из суспензии тонкоизмельченных свободно калиброванных рудных частиц, содержащих упомянутые ценные сульфидные минералы и упомянутые несульфидные силикатные жильные минералы; б) кондиционирования упомянутой пульпы эффективным количеством депрессанта несульфидного силикатного жильного минерала, коллектора ценного сульфидного минерала и пенообразующего агента, при этом упомянутый депрессант включает: либо (1) полимер, содержащий: (i) x звеньев формулы

(ii) y звеньев формулы

(iii) z звеньев формулы

где X является остатком полимеризации мономера акриламида или смеси мономеров акриламида, Y - звено полимера, содержащее гидроксильную группу, Z - звено полимера, содержащее
анионную группу, x - остаточная мольная доля, по крайней мере около 35%, y - мольная доля в пределах от около 1 до около 50%, z - мольная доля в пределах от около 0 до около 50%, или (2) смесь упомянутого полимера и полисахарида, и в) сбора ценных частиц сульфидного минерала, имеющих пониженное содержание несульфидных силикатных жильных минералов, посредством пенной флотации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что Y имеет формулу

где A - O или NH;
R и R¹ являются, в частности, водородом или C₁ - C₄-алкильной группой;
n = 1 - 3.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что X является остатком полимеризации акриламида, Y является остатком полимеризации 1,2-диоксипропилметакрилата и z = 0.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что X является остатком полимеризации акриламида, Y - остатком полимеризации 1,2-диоксипропилметакрилата, Z - остатком полимеризации акриловой кислоты, винилсульфоната, винилфосфоната или 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты и z - мольная доля в диапазоне от около 1 до около 50%.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что X является остатком полимеризации акриламида, Y - остатком полимеризации оксиэтилметакрилата и z = 0.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что X является остатком полимеризации акриламида, Y - остатком полимеризации оксиэтилметакрилата, Z - остатком полимеризации акриловой кислоты, винилсульфоната, винилфосфоната или 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты и z - мольной долей в диапазоне от около 1 до около 50%.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что Y представляет собой звено глиоксилированного акриламида и y < ~ 40.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что полисахаридом является гуаровая смола (guar gum).

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что полисахаридом является карбоксиметилцеллюлоза.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что полисахаридом является крахмал.