Scheme și regimuri tehnologice de valorificare a minereurilor cu conținut de plumb

Minereurile monometalice de plumb și minereurile plumb-cupru care nu conțin alte componente valoroase sunt rare. Mult mai des plumbul se găsește împreună cu zinc (minereuri de plumb-zinc) sau cu cupru și zinc (minereuri polimetalice).

11.11.2019 Subiect: Minereuri de metale neferoase Autor: Paxey

În acest articol:

Compoziția minerală și provocările tehnologice în îmbogățirea minereurilor cu plumb

Minereurile monometalice de plumb și plumb-cupru care nu conțin alte componente valoroase sunt rare. Mult mai des, plumbul se găsește împreună cu zinc (minereuri de plumb-zinc) sau cu cupru și zinc (minereuri polimetalice). În minereurile sulfuroase, plumbul este reprezentat de obicei de galenă, sulfurile de fier — de pirhotită, marcasită și pirhotită, zincul — de diferite varietăți de sferită, cuprul — de sulfuri primare și secundare. În minereurile oxidate și mixte, alături de sulfuri, fiecare dintre metale este reprezentat de un număr mare de minerale oxidate.

Dintre toate varietatea de minerale de plumb, doar galena, cerussita, anglesita și wulfenita sunt relativ ușor de flotat. Pyromorphite, mimetesite, vanadinite, dekluazite, crocoite sunt dificil de flotat, iar plumboyarosite, biverite, korkite, bedantite sunt minerale practic ne-flotabile. În schimb, printre mineralele de zinc, sphaleritul, smithsonitul și calamina sunt relativ ușor de flotat. Monheimita, smithsonita puternic stanificată (sub formă de amestec slab diferențiat cu limonita), willemite și adamina sunt dificil de flotat, iar compușii de zinc aluminos-silicioși, argilele cu zinc și caolinele sunt minerale practic nerecuperabile.

Datorită compoziției materiale specifice a minereurilor, flotarea este principala metodă de îmbogățire a acestora. Procesul gravitațional este utilizat, de obicei, numai în operațiunile de preprocesare. Dacă zincul din minereuri este reprezentat de mineralul magnetic — franklinita, acesta poate fi extras destul de eficient prin separare magnetică. Aplicarea schemelor combinate care includ operațiuni de îmbogățire și metalurgice este oportună în cazul în care cea mai mare parte a mineralelor neferoase oxidate din minereuri este strâns legată de mineralele de rocă și practic nu poate fi supusă îmbogățirii prin flotare. Îmbogățirea rezolvă problemele legate de separarea eficientă a mineralelor sulfurate și oxidate de plumb, cupru și zinc din rocă, separarea mineralelor sulfurate de plumb, cupru, zinc și fier, obținerea concentratelor de plumb, cupru și zinc oxidate sau oxidate cu sulfuri, îmbunătățirea calității concentratelor și utilizarea complexă a materiilor prime prin extragerea suplimentară a metalelor nobile, a baritei și a piritei în produse separate sau concentrate, utilizarea fracției ușoare și a părții cu granulație grosieră a reziduurilor de îmbogățire ca materiale de construcție și în alte scopuri.

Schemele și regimurile de îmbogățire a minereurilor de plumb și plumb-cupru

Eficiența tehnologică și economică a flotării în îmbogățirea minereurilor diseminate mari și a minereurilor, în care mineralele de plumb (deosebit de dificil de flotat) sunt strâns legate de hidroxizii de fier, este semnificativ crescută datorită utilizării metodelor de concentrare gravitațională (separare în medii grele, sedimentare, concentrare pe mese sau separatoare cu șurub) la începutul procesului pentru obținerea concentratelor comercializabile, separarea unei părți din rocă la descărcare sau preconcentrarea minereului înainte de măcinarea și flotarea acestuia. Spălarea minereurilor ocru-argiloase pe cribluri vibrante (fig. 3.9) sau pe spălătoare de bușteni cu îndepărtarea ulterioară a sărurilor solubile și a nămolului primar permite reducerea semnificativă a consumului de reactivi, eliminarea dificultăților de filtrare a concentratelor și îmbunătățirea performanțelor tehnologice ale îmbogățirii.

Îmbogățirea minereurilor sulfurate de plumb se realizează, de obicei, în conformitate cu scheme simple, îmbogățirea minereurilor plumb-cupru — în conformitate cu schema cu flotație preliminară colectivă plumb-cupru. Îmbogățirea prin flotație a minereurilor mixte de plumb se realizează în conformitate cu schemele cu flotație separată (a se vedea figura 3.9) sau comună a mineralelor sulfurate și oxidate de plumb.

Flotarea colectivă a sulfurilor de plumb, cupru și fier se realizează, de obicei, în mediu sodic la pH 8-9. Principalii colectori sunt xantogenatele și, în majoritatea cazurilor, amestecul acestora cu lanțuri de hidrocarburi de lungimi diferite. Reactivi precum uleiul de pin sunt utilizați ca agenți de spumare. Pentru a deprima sulfurile de fier în flotarea selectivă a plumbului sau a plumbului-cupru, se utilizează încărcături de cianură în ciclul de măcinare sau în operațiunile de amestecare și flotare principală (a se vedea figura 3.9). Cea mai eficientă metodă de separare a concentratelor de plumb-cupru care conțin bornită, calcosină și calcopirită este metoda zinc-cianură propusă de Y.I. Eropkin.

Flotarea mineralelor de plumb oxidate după sulfidizarea preliminară cu colectori sulfhidrilici este în prezent practic singura modalitate de extracție a acestora din minereuri oxidate și mixte. Ca sulfidizant se utilizează sulfură de sulfură, sulfură de sodiu hidro sau amestecul acestora. Numărul punctelor de alimentare cu sulfidizatori de-a lungul frontului de flotație crește odată cu creșterea conținutului de plumb din minereu, a gradului de oxidare al acestuia, iar la un număr de fabrici ajunge la șase și mai mult. Sticla lichidă, silicofluorura de sodiu, fosfatul trisodic trisodic, reactivul 610 (coloid organic) și alți reactivi sunt utilizați pentru peptizarea suspensiilor, prevenirea formării straturilor acestora pe suprafața mineralelor de flotare, reducerea consumului de reactivi; sărurile de amoniu (până la 1 kg/t) sunt încărcate pentru a neutraliza efectul nociv al sărurilor solubile. Valoarea optimă a pH-ului de sulfidizare și flotare a mineralelor de plumb oxidate poate fi considerată 9 ÷ 10. Colectorii (xantogenați, aerofloți, derivați de mercaptobenzotiazol în diverse combinații) sunt de obicei administrați după sulfidizator sau împreună cu acesta. Oportunitatea alimentării lor înainte de sulfidizator crește odată cu creșterea conținutului de vâscozități de ocristoclaie din minereu. Uleiul de pin, carbinolul, daufrosul și alți reactivi sunt de obicei utilizați ca agenți de spumare.

Schemele și modalitățile de îmbogățire a minereurilor de plumb-zinc

Minereurile sulfurate, oxidate și mixte plumb-zinc sunt prelucrate separat (fig. 3.10). În cazul în care în minereuri există o cantitate semnificativă de depuneri primare de ocru-argilă și săruri solubile, acestea se îndepărtează prin spălarea minereului zdrobit grosier pe un ecran sau într-un butar, spălător sau spălător de bușteni. Prezența acestei operațiuni îmbunătățește selecția sulfurilor prezente în minereu și calitatea concentratelor de sulfuri, asigură o flotare mai activă a mineralelor oxidate de plumb și zinc și permite reducerea semnificativă a consumului de reactivi. Îndepărtarea nămolurilor argiloase fine și a sărurilor solubile nu numai înainte de flotarea plumbului, ci și înainte de flotarea zincului oxidat este practic o operațiune obligatorie la flotarea minereurilor argiloase puternic feruginoase. La diseminarea mare a mineralelor de plumb și zinc sau la textura favorabilă a minereurilor la începutul procesului, sortarea și preconcentrarea sunt obligatorii.

Pentru fabricile care prelucrează minereuri sulfurate de plumb-zinc, schema de bază este flotarea selectivă directă (a se vedea figura 3.10). Schema cu flotație colectivă preliminară a tuturor sulfurilor și separarea ulterioară a concentratului colectiv este oportună numai pentru îmbogățirea minereurilor (unele zăcăminte din Japonia și CSI) caracterizate prin incluziuni mari de sulfuri în rocă și intercreșteri fine. Alegerea schemei de flotare pentru minereurile oxidate și mixte de plumb-zinc depinde de raportul și natura mineralelor sulfurate și oxidate de plumb și zinc, de prezența sulfurilor de fier în minereuri. În cazul unei cantități nesemnificative de minerale sulfurate de fier, mineralele de plumb flotează de obicei primele, apoi sulfurile de zinc (uneori împreună cu sulfurile de fier) și mineralele oxidate de zinc. În prezența unor cantități semnificative de pirită și marcasită în minereuri, schema de extracție secvențială a sulfurilor de plumb, zinc, fier, minerale de plumb oxidate și, în final, zinc devine mai preferabilă.

Flotarea selectivă a mineralelor sulfuroase de plumb din minereurile sulfuroase și mixte plumb-zinc și din concentratele colective se realizează de obicei (de exemplu, la Almalykskaya, Mirgalimsayskaya, Buggeru etc.) folosind xantogenați și aeroflot ca colectori, iar cianura (2- 100 g/t) și cuponul de zinc ca depresori ai sulfurilor de zinc și fier. ) cu aplicarea de xantogenați și aeroflot ca colectori, iar cianura (2- 100 g/t) și sulfura de zinc (30-700 g/t) ca depresori ai sulfurilor de zinc și fier în modul Sheridan-Grisswold (a se vedea figura 3.10) la pH 7-9, creat prin încărcarea cu sodă (100-300 g/t). Implementarea dozării fracționate a reactivilor permite îmbunătățirea performanțelor flotării selective, creșterea calității concentratului și recuperarea plumbului din acesta. Acest lucru este promovat, de asemenea, prin măcinarea suplimentară a produselor intermediare (la uzina Nikaryu etc.), flotarea inter-cicluri a minereului cu plumb împreună cu descărcarea morii, măcinarea suplimentară a părții de nisip a reziduurilor din flotarea inter-cicluri (uzina Almalykskaya etc.), precum și prin adaosuri mici de sulfidizant în măcinare sau în flotarea principală. În plus față de îmbunătățirea flotării galenei oxidate de la suprafață, sulfidizantul îmbunătățește depresiunea sulfurii de zinc datorită formării sulfurii de zinc coloidale în volumul pulpei.

Flotarea colectivă a piritei de zinc se realizează cu xantogenați, aerofloți (50-200 g/t) și sodă, după activarea preliminară a sulfurilor de zinc cu sulfat de cupru (50-400 g/t) în mediu ușor alcalin sau neutru (pH aproximativ 6,8-8), unde procesul se desfășoară mult mai complet și mai rapid decât în mediu cu alcalinitate ridicată. Îmbunătățirea condițiilor de activare a sulfurilor de zinc în condiții industriale este promovată prin creșterea duratei de amestecare a pastei cu sulfat de cupru și a gradului de dispersabilitate a compușilor care conțin cupru în pastă prin utilizarea, de exemplu, a aditivilor de agenți complexanți (cianură, amoniac etc.), precum și prin creșterea temperaturii pastei.

Flotarea selectivă directă a sulfurilor de cupru activate cu sulfat de cupru (0,1-0,3 kg/t) din reziduurile de flotație a plumbului, precedând flotarea mineralelor oxidate de plumb și zinc, se realizează de obicei într-un mediu slab alcalin, folosind un amestec de xantogenați și ditiofosfați. Flotarea zincului la separarea concentratelor colective de zinc-pirita și la flotarea selectivă a minereului (în absența operațiunilor ulterioare de flotare a mineralelor oxidate de plumb) se realizează în mediu de var puternic alcalin (pH 10-12). Eliminarea efectului nociv al varului în flotarea ulterioară a piritei se realizează prin îngroșarea pulpei, scăderea pH-ului pulpei cu acid sulfuric, suflarea gazului sulfuric. Uneori se utilizează sodă (15-400 g/t) pentru a activa flotarea piritei.

Regimurile și regularitățile de flotație a mineralelor oxidate de plumb la îmbogățirea minereurilor oxidate și mixte plumb-zinc sunt în mare măsură similare cu regimurile și regularitățile de flotație a acestor minerale la îmbogățirea minereurilor de plumb și plumb-cupru (a se vedea figurile 3.9 și 3.10).

Pentru extracția mineralelor de zinc oxidate din minereuri se utilizează metoda Ray, care constă în flotarea mineralelor de zinc cu amine alifatice primare la pH 10,5-11,1 după amestecarea pulpei cu sulfură de sodiu la temperatură normală (a se vedea figura 3.10).

Scheme și regimuri de îmbogățire a minereurilor polimetalice sulfurate

În uzinele de îmbogățire se utilizează în principal trei variante de scheme tehnologice: flotarea selectivă directă — la uzina australiană „Lake George” (Fig. 3.11) și altele; cu flotarea colectivă preliminară a tuturor sulfurilor și separarea ulterioară a concentratului colectiv — la uzina Leninogorsk (Fig. 3.12) și altele; flotarea colectivă-selectivă — la Zyryanovskaya, „Tashiro” (Fig. 3.13), „Kosaka-Utinotai” și altele. Utilizarea pe scară largă a concentrării preliminare a minereurilor în suspensii grele, care contribuie la eliminarea a până la 30-50% din rocă din proces, și dezvoltarea schemelor de eșalonare a măcinării și flotării (de exemplu, la fabricile din Japonia) permit îmbunătățirea semnificativă a performanței tehnice și economice a fabricilor.

Flotarea colectivă a tuturor sulfurilor se realizează, de obicei, în mediu sodic cu xantogenat, aeroflot sau amestecul acestora la pH 8-9 și spumare intensă. Pentru a crește flotabilitatea agregatelor de minerale sulfurate cu roca, unele fabrici utilizează aditivi de uleiuri apolare.

Pregătirea concentratului colectiv pentru separare include îndepărtarea colectorului în exces de pe suprafața sa (desorbție) și măcinarea suplimentară la dimensiunea necesară. La uzinele CSI (Leninogorsk, Almalyk etc.) desorbția colectorului de pe suprafața mineralelor din concentratul colectiv se realizează prin crearea unei concentrații ridicate de ioni de sulfură în pastă și îndepărtarea ulterioară a celei mai mari părți a fazei lichide a pastei cu colectorul transferat în aceasta prin clasificare și îngroșare (a se vedea figura 3.12). În Japonia, tratamentul termic al pastei cu abur la 60-70 °C este utilizat pe scară largă. Dacă există un mic exces de colector pe suprafața concentratului colectiv, uzinele se limitează la îngroșare sau filtrare, amestecare sau măcinare cu cărbune activ.

La flotarea selectivă a concentratelor colective și a minereurilor, în majoritatea cazurilor, la pH 7-9, flotarea plumbului-cupru se realizează la început la depresiunea sulfurilor de zinc și fier cu cianură (2-100 g/t) și cuprat de zinc (350-1300 g/t) în modul Sheridan-Grisswold. Cu toate acestea, în funcție de activitatea de flotare a sulfurilor de zinc și de fier, depresarea flotării acestora se poate realiza și prin încărcarea numai cu cianură de sodiu sau sulfat de zinc, un amestec de cianură cu dextrină sau sulfit de sodiu.

La uzina Kosaka-Utinotai (fig. 3.14), flotarea plumbului-cupru după condiționarea pulpei cu SO₂ și aeroflot pentru o depresiune mai completă a sulfurilor de zinc și fier activate și prevenirea depresiunii galenei, se efectuează în mediu slab acid (la pH de aproximativ 4).

La un conținut redus de cupru, reprezentat în principal de calcopirita, și la un conținut ridicat de galenă în concentratul de plumb-cupru pentru utilizarea sa în vederea separării (la fabrica „Sargipali” și altele), metoda se bazează pe depresionarea sulfurilor de plumb cu bicromat la pH 7 și flotarea activă a sulfurilor de cupru la un pH de cel mult 8.

Metoda cianurii (la Furutobe, Shakanai, Zyryanovskaya etc.) asigură rate mai mari de separare a concentratelor de plumb-cupru în comparație cu metoda bicromatului. La un pH de aproximativ 10, cianura reduce în mod eficient flotarea calcopiritei și tennantitei, fără a afecta flotabilitatea, și uneori activează flotarea galenei. Pentru a îmbunătăți eficiența procesului de separare se folosesc aditivi de sulfură de sodiu (la fabricile Zyryanovskaya, Belousovskaya), var (la fabrica Zyryanovskaya), sticlă lichidă, sulfit, dextrină sau quebracho (la fabrica „Furutobe”), Cea mai eficientă metodă de separare a concentratelor de plumb-cupru (la fabricile Dzhezkazgan, „Tashiro” etc.) care conțin bornită, calcopiridă și calcopirita este metoda zinc-cianură.

Dezavantajele metodei cu cianuri (consumul ridicat de cianuri, dizolvarea aurului de către acestea, poluarea apelor reziduale) au condus la o utilizare destul de răspândită la uzinele („Doyashiki”, „Iokota” etc.) a metodelor de separare a concentratelor de plumb-cupru bazate pe depresiunea sulfurilor de plumb cu acid sulfuric (soluție de SO₂) în combinație cu bicromat, amidon, dextrină (a se vedea figura 3.13) sau bicromat și dextrină la un pH de 5,8-7,5; a fost dezvoltat un procedeu de „flotare la cald” bazat pe flotarea sulfurilor de cupru și depresiunea galenei prin creșterea temperaturii pulpei la aproximativ 70 °C, fără adaos de reactivi (a se vedea figura 3.14). În uzinele din Kazahstan (Leninogorsk și Berezov) se aplică deprimarea galenei prin sulfit de sodiu sau tiosulfat cu o sare de metal greu (sulfat de zinc sau de fier, triclorură de fier sau aluminiu) la un pH de la 5,5 la 6,2 și flotarea sulfurilor de cupru.

Tehnologia de extracție a sulfurilor de zinc și fier din reziduurile de flotație a plumbului și cuprului în conformitate cu schema de flotație comună a sulfurilor de zinc și fier cu separarea ulterioară a concentratului de zinc-pirita (la Tashiro, Furutobe, Berezovskaya etc.) sau în conformitate cu schema de selecție directă. ) sau conform schemei de flotare selectivă directă a sulfurilor de zinc și fier (la Leninogorskaya, Belousovskaya, Kosaka-Utinotai, Shakanai etc.) este apropiată de tehnologia de extracție a acestora din minereurile de cupru-zinc și plumb-zinc.

Conform schemei de flotare selectivă directă a minereurilor polimetalice (la uzina „Lake George” și altele) și a concentratelor colective (la uzina „Shakanai” și altele), de obicei se flotează mai întâi sulfurile de cupru (vezi fig. 3.11), suprimând flotarea celorlalte sulfuri cu acid sulfuric în condiții optime de depresiune a galenei (la pH 6,2-6,5), uneori cu adaosuri de cuprat de zinc și dextrină (la uzina „Shakanai”). Apoi, în mediu ușor alcalin (pH 8,5-9), care elimină efectul depresor al compușilor sulfoxidici asupra galenei, se efectuează flotarea sulfurii de plumb. Un mediu slab alcalin este creat de cianură, care sporește depresiunea sulfurilor de zinc și fier. Depresia profundă a sulfurilor de zinc este depășită de sulfatul de cupru numai atunci când se încălzește pulpa îngroșată până la 50 ° C. Acestea sunt flotarea sulfurilor de plumb. Flotarea lor se realizează în mediu calcaros la pH 11-11,5. Sulfurile de fier sunt extrase din partea de nisip a reziduurilor de flotație a zincului.

Schemele și modalitățile de îmbogățire și prelucrare a minereurilor oxidate și polimetalice mixte

Avantajarea prin flotare a minereurilor oxidice și polimetalice mixte

Avantajarea prin flotație a minereurilor polimetalice oxidate și mixte implică, de obicei, extracția prin flotație secvențială a sulfurilor din minereu într-un concentrat de sulfuri unic sau colectiv, a mineralelor oxidate de plumb și cupru într-un concentrat oxidat de plumb sau plumb-cupru și a mineralelor oxidate de zinc într-un concentrat oxidat de zinc. În cazul în care minereurile conțin cantități semnificative de depuneri de argilă ocru și săruri solubile, acestea sunt îndepărtate prin spălarea materialului de minereu zdrobit grosier.

Sisteme combinate de prelucrare a minereurilor greu de prelucrat

Schema cu flotare secvențială a sulfurilor și a oxizilor metalici

În cadrul acestei scheme (fig. 3.15), concentratul de plumb oxidat obținut din reziduurile de flotație colectivă a sulfurilor, de obicei contaminat cu oxizi de cupru și zinc, este supus levigării cu acid sulfuric. Ca urmare a unei levigări în contracurent în patru etape, la temperatură normală, în soluție de acid sulfuric 7%, la T : L = 1 : 3 și un timp total de levigare de 3 h, se realizează un transfer eficient al cuprului și zincului în soluție. Consumul de acid sulfuric nu depășește 130 % din necesarul teoretic.

Cuprul din soluția de levigat poate fi separat prin electroliză în două etape. În etapa I, la o densitate de curent de 100 A/m 2, se obține cupru catodic, iar în etapa II, la o densitate de curent de 300 A/m 2, cupru burete. Electrolitul uzat care conține zinc este utilizat la levigarea concentratului de zinc oxidat. Soluția neutră de levigare a concentratului de zinc oxidat după cimentarea cuprului este adecvată pentru electroliza zincului din acesta.

Prelucrarea minereurilor polimetalice oxidate și mixte în conformitate cu această schemă permite îmbunătățirea calității concentratului de plumb, extracția zincului și obținerea unei părți semnificative de cupru sub formă de metal. În același timp, recuperarea cuprului este cu 15-20 % mai mare decât atunci când se utilizează numai metode de flotare.

Următoarele dezavantaje sunt inerente schemei tehnologice considerate, care include flotarea secvențială a mineralelor utile:

• consumul ridicat de reactivi de flotare, al căror cost ridicat face ca în unele cazuri să se refuze extragerea din minereuri, de exemplu, a mineralelor oxidate de zinc;
• necesitatea unui control atent al regimului de reactivi, ceea ce, în absența sistemelor de automatizare necesare la uzină, nu este întotdeauna posibil din cauza schimbărilor bruște în compoziția materialului minereurilor oxidate și mixte de cupru-plumb-zinc;
• pierderi mari de minerale utile în nămol și performanțe tehnologice insuficient de ridicate ale îmbogățirii.

Schemele și modalitățile de obținere a concentratelor sulfurate și oxidate colective.

Ținând cont de faptul că mineralele oxidate de plumb, cupru și zinc sunt ușor flotate de colectorii oxihidrilici, cea mai rațională este schema combinată (fig. 3.16), care prevede obținerea la prelucrarea minereurilor polimetalice oxidate și mixte de compoziție complexă a două concentrate colective: sulfurate și oxidate.

Flotarea colectivă a sulfurilor este relativ ușor de realizat utilizând colectori sulfhidrilici într-un mediu ușor alcalin. Se obține o recuperare ridicată a mineralelor oxidate de plumb, cupru și zinc din reziduurile de flotare a sulfurilor neaprinse în concentratul colectiv de oxizi prin utilizarea unor colectori precum acidul oleic sau rectificatul de săpun înalt. Depresiunea cuarțului și a aluminosilicaților de structură în procesul de flotare bazică cu utilizarea colectorilor de acizi grași poate fi îmbunătățită semnificativ prin înlocuirea parțială a sticlei lichide cu sulfură de sodiu; depresiunea rocilor carbonatice — prin utilizarea polimerilor de acid acrilic.

Concentratul colectiv de sulfuri este trimis pentru separare sau prelucrare metalurgică; concentratul colectiv de oxizi este levigat direct cu acid sulfuric. Aproximativ 99% din cupru și zinc sunt levigate în soluție, din care sunt separate prin electroliză. Reziduul de levigat, reprezentat de minerale de plumb, este trimis la topirea plumbului. În cazul în care conținutul de cupru din soluția de levigat este scăzut, acesta poate fi eliminat din soluția de levigat sub formă de cupru de ciment prin praf de zinc înainte de electroliza zincului. Această tehnologie elimină necesitatea deslimării, regimul reactivilor și controlul procesului sunt extrem de simple, iar recuperarea metalelor din produsele finale ale uzinelor metalurgice este maximizată.

În ciuda avantajelor incontestabile ale unei astfel de tehnologii, aceasta nu a găsit până în prezent aplicații industriale. Acest lucru se explică prin faptul că aproape toate minereurile de metale neferoase oxidate și amestecate conțin cantități semnificative de carbonați, sulfați și silicați de rocă ușor flotabil, care, la fel ca mineralele utile, sunt ușor flotabilizate de colectorii de acizi grași (oxihidril) și contaminează concentratul oxidat colectiv. Calitatea concentratului scade, consumul de acid sulfuric în timpul levigării crește brusc, spălarea reziduurilor de levigare devine mai complicată, iar silicații de rocă ușor flotabil și sulfații de metale alcalino-pământoase (în principal gipsul) formați în timpul levigării reduc conținutul de plumb din reziduurile de levigare la 10-26 % și acestea devin improprii pentru topirea plumbului. Reactivii utilizați pentru deprimarea carbonaților, a sulfaților și a silicaților de rocă ușor plutibili în procesul de flotare cu acizi grași provoacă de obicei deprimarea mineralelor utile la debite mari.

Tehnologia în cauză poate fi aplicată dacă se utilizează un mod care asigură producerea de concentrate oxidate monometalice sau colective de înaltă calitate, chiar și cu un conținut semnificativ de carbonați și sulfați de rocă reziduală în minereuri. În conformitate cu această metodă, la concentratul oxidat brut obținut prin flotarea cu acid gras și contaminat cu carbonați, sulfați și silicați de rocă ușor flotabil, se adaugă sulfură de sodiu și sodă, apoi, fără îndepărtarea fazei lichide a pastei și spălarea reactivilor și menținerea concentrației de ioni sulfură nu mai mică de 0,5- 1 mg/L, se efectuează flotarea mineralelor de rocă la depresiunea mineralelor oxidate de plumb, cupru și zinc. În concentratul brut se obține o îndepărtare de 92-96 % din rocă, cu pierderi de metale foarte nesemnificative.

Lixivierea cuprului și zincului oxidat din concentratul oxidat colectiv (după îndepărtarea carbonaților, a sulfaților și a silicaților de rocă ușor flotabil) cu acid sulfuric este foarte eficientă la temperatură normală, fără prăjirea prealabilă a materialului sursă. Lixivierea eficientă a mineralelor oxidate de cupru și zinc din concentrat se poate efectua și cu ajutorul amestecurilor de amoniac. Reziduul de levigat este adecvat pentru topirea plumbului.

Pot exista cazuri în care, din cauza gestionării neglijente a procesului de flotare oxidată colectivă sau în cazul unei compoziții foarte variabile a minereului, nu numai carbonații, sulfații și silicații de rocă ușor flotabil, ci și o anumită cantitate de alte minerale de rocă, care nu sunt eliminate în timpul reflotării concentratului oxidat brut cu sulfură de sodiu și sodă, sunt transferate în concentratul oxidat colectiv. În astfel de cazuri (în special dacă mineralele de plumb oxidate din minereu nu sunt semnificative), conținutul de plumb al reziduului de levigat este redus.

Dacă se dorește, mineralele de plumb oxidate din reziduul de levigat pot fi extrase în concentrat de plumb de înaltă calitate prin reflotarea acestui produs în una dintre următoarele condiții: sulfidizare preliminară și flotare cu xantogenat (fig. 3.17, a); amestecare preliminară cu sodă și sticlă lichidă și flotare cu acid oleic (fig. 3.17, b); flotare cu alchilsulfat de sodiu la pH 1,5-1,7 (fig. 3.17, c). Condiția obligatorie în acest caz este o spălare preliminară a reziduului de levigare la un pH apropiat de neutru. În conformitate cu oricare dintre cele trei regimuri dezvoltate, este posibil să se extragă 91-95 % din plumb în concentratul cu același nume care conține 47-60 % din metal.

Comparativ cu schema care include flotarea secvențială a mineralelor utile (a se vedea figura 3.15), recuperarea plumbului prin tehnologia considerată (a se vedea figura 3.16) este mai mare cu 3,7 %, a cuprului — cu 7,8 %, a zincului — cu 14,2 %. Avantajul acesteia constă, de asemenea, în absența operațiunilor de deslimare a reziduurilor de flotație a sulfurilor și a măcinării suplimentare a acestora de la 75 la 90 % din clas a-0,074 mm.

Schemele și modalitățile de obținere a unui concentrat sulfurat-oxidat colectiv.

Oportunitatea și perspectivele de aplicare a unui astfel de sistem sunt determinate de următoarele circumstanțe

• flotarea separată a sulfurilor și oxizilor în concentratele colective corespunzătoare devine dificilă atunci când conținutul de sulfuri sau oxizi metalici în minereul inițial este nesemnificativ;
• 10-12% din cuprul și zincul din concentratul sulfurat colectiv este reprezentat, de obicei, de minerale oxidate, care sunt mai ieftin de extras în metal prin levigare;
• flotarea colectivă a sulfurilor oxidate reduce semnificativ (de aproape 2 ori) cantitatea de echipamente de flotare și auxiliare, precum și consumul și cantitatea de reactivi de flotare utilizați.

Ca colector în flotația colectivă de oxidare a sulfurilor se poate utiliza acid oleic sau tall oil rectificat, al cărui consum necesar este de aproximativ 2-2,5 ori mai mic decât cel al acidului oleic. La flotarea minereurilor cu un conținut mare de materiale fine, se recomandă extragerea unei părți din sulfuri prin flotare cu un agent de suflare (ulei de pin, IM-68, ciclohexanol).

Schema de principiu a prelucrării minereurilor polimetalice mixte cu obținerea preliminară a concentratului colectiv oxidat cu sulfuri este prezentată în Fig. 3.18.

Se stabilește că, după eliminarea din concentratul colectiv a carbonaților aluminosilicați ușor flotabil și a sulfaților metalelor alcalino-pământoase, separarea sulfurilor din mineralele de plumb oxidate se poate realiza în mediu acid (pH mai mic de 1,5) atât în procesul de levigare a concentratului colectiv, cât și prin flotarea nămolului de levigare cu acid sulfuric după spălarea și repulparea acestuia. În acest din urmă caz, se poate utiliza acid sulfuric, oxalic sau acetic pentru a crea pH-ul necesar. Numai sulfurile au o flotabilitate bună în aceste condiții. Mineralele de plumb oxidate rămân aproape complet în produsul de cameră.

Rezultatele selecției nu depind de colectorul utilizat pentru obținerea concentratului colectiv oxidat cu sulfuri: acid oleic, oleat de sodiu, un amestec de acid oleic și parafină sau tall oil. Flotarea sulfurilor este rapidă și nu necesită nici colector, nici agent de suflare. Recuperarea sulfurilor de plumb, cupru, zinc și fier într-un concentrat care nu conține mai mult de 14 % din rocă, în principal sub formă de concrețiuni, reprezintă mai mult de 95 % din operațiune. În funcție de tipul minereurilor inițiale, conținutul de metale de bază în concentratele de sulfuri obținute a variat în următoarele limite, %: plumb — 6-10, cupru — 6,5-13, zinc — 21-28, dar în toate cazurile a fost mai mare decât în „capul de sulfură” obținut din minereu atunci când se utilizează xantogenat de butil ca colector.

Flotarea intensă a mineralelor sulfurate în condițiile considerate se datorează următoarelor:

• în timpul levigării și flotării în mediu acid (pH mai mic de 1,5), pe suprafața sulfurilor se formează o peliculă hidrofobă de sulf elementar;
• hidrofobizarea suprafeței sulfurilor este sporită prin sorbția fizică a acidului oleic prezent în suspensie. La o densitate totală de sorbție a colectorului pe suprafața sulfurilor de unul sau două monostraturi convenționale, ponderea colectorului sorbit fizic este de 90-95 %;
• acidul oleic la un pH mai mic de 1,5 își păstrează proprietățile de spumare, asigurând dispersia necesară a aerului în suspensie și stabilitatea spumei.

Concentratul de plumb oxidat este obținut ca reziduuri de flotare a sulfurilor. În condiții nefavorabile și cu un conținut scăzut de plumb în acest produs, mineralele de plumb oxidat pot fi extrase într-un concentrat de înaltă calitate prin flotare, de exemplu, cu sulfat de alchil sodiu (a se vedea Fig. 3.17, b).

Apropierea indicatorilor tehnologici, care sunt obținuți cu ajutorul schemelor prezentate în figurile. 3.16 și 3.18, cu avantajele operaționale și economice ale celei de-a doua scheme permit considerarea acesteia ca fiind cea mai de perspectivă și cea mai favorabilă din punct de vedere economic pentru prelucrarea minereurilor mixte de cupru-plumb-zinc cu compoziție complexă și variabilă a materialelor. Singura condiție în acest caz este crearea de mici instalații de flotare în atelierele hidrometalurgice ale uzinelor polimetalice. Trebuie remarcat faptul că concentratul de cupru-plumb-zinc oxidat cu sulfuri poate fi prelucrat integral, cu eficiență ridicată și în instalații electrotermale.

La Niprorud (Bulgaria) este propusă o opțiune ușor diferită pentru prelucrarea concentratelor polimetalice oxidate cu sulfuri. Aceasta implică următoarele operațiuni: prăjirea oxidativă a concentratului colectiv oxidat cu sulfuri, levigarea cu acid sulfuric pentru a produce o soluție conținând cupru și zinc și un reziduu solid conținând plumb oxidat, metale prețioase și minerale de rocă. Reziduul este supus unui proces de levigare cu amine, în urma căruia plumbul trece în soluție sub formă de compuși complecși aminați corespunzători.

Reziduurile rezultate în urma levigării cu amine au un conținut redus de plumb, cupru și zinc, cea mai mare parte a metalelor nobile, minerale de rocă și un conținut ridicat de fier. Carbonizarea soluției de levigare aminică cu dioxid de carbon permite precipitarea plumbului sub formă de carbonat bazic, din care se poate obține plumb de înaltă puritate (99,99 % plumb) prin topire prin reducere.

Soluțiile de amine, după precipitarea plumbului din acestea, sunt regenerate (96 %) cu var. Soluțiile regenerate au aceeași reactivitate ca soluțiile de amine neutilizate. Zincul și cuprul transferate în soluția de acid sulfuric pot fi recuperate ca metale pure, de exemplu prin electroliză.

Indicatorii tehnologici ai schemei combinate flotare-metalurgie propuse, precum și ai schemei prezentate în Fig. 3.18. 3.18, sunt semnificativ mai mari decât cei ai schemei pur de flotare. De exemplu, în Italia, fezabilitatea schemelor combinate de prelucrare care combină flotarea cu procesele metalurgice a fost stabilită pentru minereurile polimetalice oxidate și mixte.

Utilizarea integrată a minereurilor polimetalice

Extracția metalelor din concentratele cu același nume face, în %: pentru cupru — 67-92, plumb — 66-89, zinc — 73-94 la un conținut de cupru în concentratul de cupru — 20-29, zinc în concentratul de zinc — 50-58, plumb în concentratul de plumb — 50-14. Creșterea complexității utilizării minereurilor se realizează prin extracția asociată sau extracția suplimentară a piritei, baritei (a se vedea figurile 3.13, 3.14), staniului, aurului, argintului și a altor metale și elemente, atât ca produse separate, cât și ca parte a concentratelor principale.