Лекция № 8 Обогащение медно – никелевых руд

В природе насчитывается около 45 никелевых минералов. Однако промышленное значение имеет сульфид никеля – пентландит (Fe,Ni)₉S₈ (содержание Ni 22 %, плотность 5000 кг/м³, твёрдость 3-4). Кроме пентландита никельсодержащими минералами являются никеленосный пирротин, миллерит NiS.

Основные медные минералы – халькопирит, кубанит CuFe₂S₃, талнахит Cu₉Fe₈S₁₆, борнит Cu₅FeS₄. Медно – никелевые руды делятся на вкрапленные и сплошные.

Тонкое прорастание сульфидов меди и никеля не позволяет получить богатые никелевые концентраты (содержание никеля около 10 %). Медные концентраты получаются богатыми (20 –25 % меди).

Прямая селективная флотация практикуется редко из – за трудной активации минералов после их депрессии. Поэтому в основном применяются схемы получения Cu – Ni коллективного концентрата.

Основная флотация проводится в щелочной среде при рН 9-10. В качестве собирателя применяется бутиловый (амиловый) ксантогенат с расходом 70-200 г/т. Пенообразователь Т-66. Депрессия минералов породы (флотоактивных силикатов) осуществляется жидким стеклом или КМЦ.

Разделение коллективного Cu-Ni концентрата осуществляется путём флотации медных и депрессии никелевых минералов. Депрессия достигается известью (рН 11-12), декстрином, пропаркой с известью при температуре 70^о С.

При соотношении меди и никеля меньше двух, коллективный концентрат подвергается плавке на файнштейн и разделяется по методу И.Н. Масленицкого и Л.А. Кричевского (1943 г).

В результате обжига Cu-Ni концентрата в электропечах происходит частичное удаление серы. После застывания массы образуется металлургический полупродукт, содержащий соединения Cu₂S и Ni₃S₂ и сплав металлических меди и никеля. При измельчении файнштейна достигается довольно полное раскрытие всех компонентов сплава.

Флотация ведётся в щелочной среде ксантогенатом и пенообразователем. В пенный продукт уходит сульфид меди. В камерный – сульфид никеля и сплав никеля и меди.

Технология обогащения окисленных руд цветных металлов

Промышленное значение окисленных руд невелико. Часто окисленные руды встречаются вместе с сульфидными. Однако встречаются и самостоятельные месторождения окисленных руд. Наиболее важные методы флотации этих руд:

1. Флотация сульфгидрильными собирателями с предварительной сульфидизацией сернистым натрием Na₂S.

2. Флотация оксигидрильными собирателями (мыла, жирные кислоты). Метод имеет ограниченное распространение из-за малой селективности процесса.

3. Применение катионных собирателей (при флотации окисленных цинковых руд).

4. Комбинированный флотационно – гидрометаллургический метод.

Медные окисленные и смешанные руды

Основные медные окисленные минералы:

• Малахит - Cu₂CO₃(OH)₂;

• Азурит – Cu₃CO₃(OH)₂;

• Брошантит – Cu₄SO₄(OH)₆;

• Атакамит - Cu₂(OH)₃Сl;

• Хризоколла - CuSiO₃nH₂O;

• Куприт - Cu₂O;

• Тенорит – CuO

Способность медных окисленных руд к флотации определяется их растворением в цианиде. Из перечисленных минералов только силикаты и фосфаты меди не растворяются в цианидах, а переходят в сернокислотную вытяжку. Такие руды относятся к упорным и обогащаются комбинированными или гидрометаллургическими методами.

Флотация окисленных руд обычно проводится ксантогенатами после предварительной сульфидизации. Сульфидизация осуществляется с помощью сернистого или гидросернистого натрия при нормальной температуре в течение 0.5 – 1 мин. Расход сульфидизатора не должен быть избыточным, иначе образуется рыхлая сульфидная плёнка, которая легко отслаивается от минерала. Обычно расход сернистого натрия при флотации смешанных и окисленных руд составляет 0.3 – 2 кг/т. Ниже показан принцип сульфидизации малахита.

CuCO₃Cu(OH)₂ + 2Na₂S = 2CuS + 2NaOH + Na₂CO₃

Величина рН при флотации смешанных и окисленных руд обычно находится в пределах 9 – 11.

В зарубежной практике при флотации смешанных руд кроме сульфгидрильных иногда применяются оксигидрильные собиратели (жирные кислоты), с помощью которых из хвостов сульфидной флотации извлекаются окисленные минералы.

При переработке смешанных и окисленных руд комбинированными методами наибольшее распространение получил метод В.Я. Мостовича. Метод включает выщелачивание окисленной меди серной кислотой, осаждение (цементацию) меди, перешедшей в раствор, металлическим железом и флотацию цементной меди. За рубежом этот метод называется LPF (выщелачивание, осаждение, флотация). Расход серной кислоты для выщелачивания, в зависимости от состава руды, колеблется от нескольких килограмм, до 40 кг/т руды. Продолжительность выщелачивания 10 – 60мин.

В последнее время для обогащения окисленных упорных руд применяется схема, по которой после грубого измельчения выделяются шламы, в основном представленные труднофлотируемыми медными минералами. Эти шламы перерабатываются комбинированными методами.

Пески, представленные в основном сульфидами, доизмельчаются и обогащаются флотацией.