Исследование возможности извлечения благородных металлов из отвальных хвостов медно-обогатительной фабрики

Рисунок 9 - Гранулометрическая характеристика золота в пробах
лежалых (ГК-36) и текущих (ТХ) хвостов

Крупность золота в пробах хвостов достигает 15 мкм. Проба лежалых хвостов характеризуется наличием «крупного» золота размером 10-15 мкм в количестве 16,87%. В пробе ТХ доля такого золота в три раза меньше и со­ставляет 5,28%. Основная масса металла в обеих пробах сосредоточена в интервале крупности 0-4 мкм: 74% — в пробе ГК-36, 82% — в пробе ТХ.

На рисунке 10 представлена информация о степени раскрытия зо­лота в пробах хвостов. Все золото в пробах находится в виде полностью за­крытых зерен и бедных, практически закрытых сростков. Доля зерен золота со степенью раскрытия 10-30% в обеих пробах находится на одном уровне и составляет 5,28-7,6%,



Рисунок 10 - Распределение золота по степени раскрытия
В таблице 12 представлены минеральные ассоциации золота в про­бах хвостов. Фон включает в себя свободное золото и золото с частично свободной поверхностью. Иными словами, порядка 5-6% зерен ценного компонента имеют доступ раствора и реагентов к поверхности зерна.

Таблица 12 - Минеральные ассоциации золота

Минерал, группа минералов	Массовая доля золота в пробе, %
	ГК-36	ТХ
Фон	6,14	5,07
Кварц	0,14	-
Слюда-глина	0,27	-
Полевые шпаты	-	3,06
Пирит	49,79	30,91
Теплуриды	1,12	-
Халькопирит	1,49	10,72
Борнит	0,61	0,53
Галенит	-	0,13
В хвостах флотации	40,44	49,57
Итого	100,0	100,0

Основная ассоциация вкрапленного золота в концентратах флотации, наработанных из проб текущих и лежалых хвостов, приходится на сульфиды, преимущественно на пирит: 30,91-49,79%. В пробе ТХ порядка 10,72% зо­лота ассоциирует с халькопиритом. В пробе лежалых хвостов золото в сростах с другими сульфидами распределяется на халькопирит, борнит и теллуриды различного состава.

3.5 Изучение процесса флотации
Флотареагенты — химические соединения, способствующие избирательному прилипанию пузырьков воздуха к минеральным частицам и осуществлению флотации определенных компонентов [49-52, 53; с. 29].
Характерной особенностью применяемых реагентов в процессе флотации является избирательность их действия по отношению к различным фазовым границам и, в частности, к разным минеральным поверхностям в зависимости от условий, создаваемых в водной среде пульпы. Такая избирательность [56; с. 61-64, 57; с. 353-356, 58; с. 735-738] всегда связана с ярко выраженной специфичностью адсорбционного, адсорбционно - химического, электрохимического действия или химической реакции в объеме жидкой фазы пульпы. Эти процессы вызывают изменение условий смачивания поверхности зерен отдельных минералов и, следовательно, прилипания их к пузырькам.
Возрастающее мировое потребление цветных металлов, в силу закономерного обеднения полиметаллических, свинцово-цинковых и медно-цинковых руд, приводит к вовлечению в сферу горно-обогатительного производства руд все более сложного вещественного состава. При этом, несмотря на разработку и внедрение развитых технологических флотационных схем обогащения подобного минерального сырья, расширение номенклатуры флотационных реагентов и использование современного обогатительного оборудования, не наблюдается качественного скачка в технологических показателях обогащения указанных типов руд. Это может быть следствием недостаточной изученности основных физико-химических закономерностей, лежащих в основе протекания процессов взаимодействия фаз, участвующих во флотации. Имеющиеся закономерности, отражающие термодинамику и физику протекания элементарного акта флотации, особенно при закреплении и удержании частицы сульфидного минерала на поверхности раздела жидкость - газ, не учитывают фундаментальное свойство минеральной твердой фазы - химическую неоднородность ее поверхности. Это требует проведения теоретических и экспериментальных исследований смачивания химически неоднородных поверхностей твердых тел и изучения влияния различий в гидрофобности участков поверхности на физику закрепления частиц с химически неоднородной поверхностью на границе раздела фаз жидкость – газ [59; с. 600-608, 60; с. 609-616, 61; с. 754-759].
Несмотря на имеющиеся подходы к моделированию формирования химического состава поверхности частиц сульфидных минералов в условиях их флотации и депрессии флотации и использование моделей в системах автоматического управления расходами флотационных реагентов по ионному составу, только законы кинетики протекания гетерогенных химических реакций, включающие в кинетические уравнения величину поверхности частиц, позволяют связать в единое целое физико-химические параметры смачивания химически неоднородной поверхности частиц, сформированной в результате взаимодействия минеральной поверхности с флотационными реагентами с их концентрациями в жидкой фазе флотационной пульпы. То есть, разработать новый класс моделей формирования сорбционного слоя собирателя на поверхности частиц сульфидных минералов, позволяющих рассчитать среднюю по времени долю участков поверхности частиц, которые под действием флотационных реагентов приобретают ту или иную степень гидрофобности и использовать модели в системах автоматического управления расходами флотационных реагентов в различных операциях флотации сульфидных руд [62; с. 37-44, 63; с. 102-107, 64; с. 265-268].
Простейший реагентный режим определяется дозировкой одного пенообразователя или реагента со смешанными функциями собирателя-пенообразователя.
Обычно при флотации одновременно применяют несколько реагентов, действие которых взаимосвязано и зависит от концентрации каждого из них. Превышение сверх необходимого расхода реагента одного класса требует повышения расхода реагентов других классов и может привести к ухудшению технологических показателей. Минимально возможные расходы реагентов обеспечивают наименьшие затраты на переработку минерального сырья и лучшие результаты флотации. Необходимый расход реагентов определяют с помощью лабораторных флотационных опытов, уточняют в полупромышленных и промышленных условиях [65; с. 1129-1137, 83-96].
Использование физических, химических и других методов воздействия на флотореагенты и их водные растворы способствует повышению технико-экономических показателей флотации (снижение расхода реагентов, увеличение извлечения ценных компонентов, улучшение качества концентратов) [66; с. 832-840, 67; 741].
Пенообразователи оказывают следующее действие:
- способствуют диспергированию воздуха во флотационной машине;
- препятствуют коалесценции воздушных пузырьков;
- снижают скорость подъема пузырьков воздуха в пульпе (приблизительно в 2 раза), способствуя их лучшей минерализации;
- увеличивают силу прилипания пузырьков к флотирующимся минеральным частицам;
- способствуют образованию трехфазной флотационной пены определенных свойств и характера [68, 69,70; с. 60-66].
Пенообразующая способность реагентов зависит от их природы и концентрации. В ряду нормальных спиртов наибольшим пенообразующим действием обладает октиловый спирт, затем гептиловый и гексиловый; в ряду низших фенолов — крезол, затем ксиленол и фенол. Наиболее сильные пенообразователи из применяемых в практике — ТЭБ и ОПСБ. Чем сильнее пенообразователь, тем меньший его расход требуется для флотации. Расход пенообразователя должен поддерживаться на минимально необходимом уровне во избежание снижения качества концентратов и увеличения объема флотируемой пульпы из-за повышенного выхода промпродукта [71; с. 107-110].
Эффективность флотационного применения пенообразователей зависит от рН пульпы [74,75; с. 57-60]. Условно пенообразователи можно разделить на три группы:
- кислые, обладающие максимальным пенообразующим действием в кислой среде (фенолы);
- основные, обладающие максимальным пенообразующим действием в щелочной среде (некоторые гетероциклы);
- нейтральные, пенообразующее действие которых практически не зависит от рН (спирты, эфиры). Практически по масштабам потребления наиболее важны нейтральные пенообразователи.
Кроме того, можно выделить группу реагентов, выполняющих при флотации роль модификаторов пены (используют для изменения устойчивости и структуры пены). В качестве модификаторов пены рекомендуются древесный креозот, синтекс Л, масло Баррет, эмульсол Х-1, эксфоум 636 гидропероксиды [75; с. 57-60, 76; с. 52].
Выбор пенообразователя зависит от многих факторов, в первую очередь определяется характером минерального сырья и степенью его измельчения.
В общем случае при флотации полиметаллических руд для лучшего разделения необходимо применять слабые пенообразователи при максимально возможном расходе, а при флотации монометаллических руд — сильные пенообразователи, что должно способствовать повышению скорости флотации. Сильные пенообразователи рекомендуется также применять в случае более грубого рудного измельчения, особенно при использовании углеводородных масел, оказывающих пеногасящее действие [77; с. 56-61, 78; с. 78-82].