Mavzu: O`ta kichik o’lchamli oltinni va oltin biriktiruvchi sulfidlarni ajratish uchun flotatsiyaning qo’llanishi

Mavzu:O`ta kichik o’lchamli oltinni va oltin biriktiruvchi sulfidlarni ajratish uchun flotatsiyaning qo’llanishi

Reja:

1. Murakkab tarkibli sulfidli va mishyakli oltin rudalarini qayta ishlash sxemasi.
2. O’ta mayin oltin zarrachalarini ajratib olishda flotatsiya jarayoni.
3. Flotatsiya jarayoni qonuniyatlari va qo’llanikladigan flota-reagentlar.

Uyumda va chanlarda tanlab eritishda fizik-kimyoviy, texnologikva biologik parametrlari kattaligi rudaning o’ziga xos jihatlari ularning mineral-geoximik xossalarini hisobga olgan holda eksperimental yo’l bilan aniqlanadi. Unga tashqi muhit, ashyoviy va mineralogik tarkib, muhit pH, bo’tananing harorati,BIOXjarayoni texnologik parametrlari (quruq holatdagi xom- ashyoning hajmiy massasi, suyuq/qattiqlikka nisbati, bo’tananing zichligi, umumiy tasirlashish vaqti, ozuqa komponentlari solishtirma sarfi, reaktorlardagi erigan kislorod miqdori, aeratsiya tezligi va b.sh), qarama-qarshi oqimda yuvish, reaktorlarni sovutish tizimi , aylanma suv konturi, neytrallash tizimiga qo’yilgan talablar kiradi. Masalan, Ko’kpatas koni rudasi uchun quyidagi optimal texnologik kattaliklar topilganki, unga rioya qilish Sulfidli konsentratlarni 90% (nisb.) kam bo’lmagan darajada oksidlash imkoniyatini beradi.

1.Tashqi muhit.Quruq termometrda (havoda) 44,4oC, hultermometrda (suvli muhitda) 22 oC.
2.Ashyoviy va mineralogik tarkib. Sulfidli oltingugurt miqdori20.0 (%)yuqori emas; meshyak-4.5,SO2 - 3,0. Mineralogik tarkib (%)- pirit 33.82; arsenopirit- 9.78 ;pirrotin -0.
3.BIOX@ tizimi texnologik parametrlari.
Quruq holatdagi xom- oshyoning hajmiy massasi 3.37 t/m2; s/q nisbati buferda- 0,67; s/q nisbati birlamchi reaktorlarga berishda-4;BIOX@jaroyoni kechishi umumiy vaqti – 4 kun; reaktor modullari miqdori -4; Har qaysi moduldagi birlamchi va ikkilamchi reaktorlar soni uchtadan; Reaktorlardagi havoning miqdorifoydalanadigan hajmning 15% ni tashkil qiladi, bo’tananing ishchi harorati 43oC; Sulfidli minerallarning birlamchi reaktorlardagi oksidlanish darajasi 73,8%, ikkilamchi reaktorlarda 100%; ozuqa aralashmalari (kg/t): 1,7 azot 0,9 kaliy; 0,3 fosfor; ozuqa muhitining konsentratsiyasi (og’r. /(og’r) 1,5 %; Kislordning havodagi miqdori 20,95%; reaktorlardagi kislorodga bo’lgan talab 40%; birlamchi reaktorlardagi aeratsiya tezligi 10294 m3/soat; ikkilamchi reaktorlarlardagi aeratsiya tezligi 1403-5001m3/soat, biooksilashda havoga bo’lgan umumiy talab 163417 m3/soat; Havoning sovutuvchi havo purkagichdan chiqishidagi harorati 50 oS; BIOX@jaroyonlaridagimassa yo’qotilishi -11%; birlamchi reaktorlar quruq mahsuloti zichligi 2,78 t/m3 ;BIOX@ oxirgi quruqmahsuloti- 2,60 t/m3.
4. Reaktorlarlardagi kechayotgan reaksiyalaradanajralayotgan issiqlik: birlamchi reaktorlarda 14,55 KDj (4045 KVt.soat) har reaktorga ; ikkilamchi reaktorlarlarda 1,7-7,0 KDj( 477-1960 KVt) har reaktorga; Reksiyalarumumiy issiqligi 22,7 KDj (63210KVt.soat), 1Dj=2,78.10-4 Vt.soat. hisoblanganda
5. Reaktorlarlardagi рН ni rostlash . 71 kg/t konsentratga CaCO3 sarfi, tozaligi CaCO3 bo’yicha 67%; ohak sarfi 106 kg/t konsentratga; Bo’tanadagi ohak 20%; quruq ohak zichligi 2.65 t/m3; birlamchi reaktorlardagi рН rostlash ko’lami (diapazoni) 1.3-1.4;ikkilamchi reaktorlardagiрН 1.2-1.3 ga teng.
6. Qarama-qarshi oqimda yuvish(“PTD”).Qattiq moddalar zichligi “PTD” ga uzatilishida 2,60 t/m3; bo’tananing zichligi esa 1,155 t/m3;temir birikmalarining konsentratsiyasi 52 g/l; tanlab eritish kontur uzatishda 1g/l; tindirgich pastgi bo’tanasidagi q/s nisbati 2,0; tindirgich pastgi bo’tanasidagi qattiq moddalar egallagan qism 33%; har qaysi bosqichdagiyuvish effektivligi 97%; xom ashyodagi qattiq moddalarmiqdoriningyuvuvchi suv miqdoriga nisbati 9,46; dekontatsiya bosqichlari miqdori 3; bir bosqich uchun zarur cho’ktirish maydoni 6.0 m2t/soat; ikkinchi bosqich uchun 36.0 m2/t/soat; MaqnafIoc 358 flokulyanti tavsiya qilinadi ;
Flokulyantni qo’shish: 1–bosqichda 60 g/t, 2va 3- bosqichda15g/t dan; qo’shilayotgan flokulyantkonsentratsiyasi(og’ir./hajm) 0,25%.
7.Neytrallash. Kislotali eritmaning hajmiy miqdori 481 m3/soat; bosqichdagi ushlanish vaqti 1,5 soat; bosqichlar soni 4; 3/6bosqichlardagi retsirkulyasiya koeffitsienti- 100%; 3/6bosqichlardagi рН nazorati -4; 4/8 bosqichlardagi рН nazorati - 6-7;CaCO3 sarfi 664 kg/t;oxak tozaligi CaCO3 bo’yicha 67% ; oxak sarfi 991kg/t konsentratga ;quruq zichligi2,65t/m3;neytrallangan oqovaning zichligi 2,3t/m3.
8. Aylanma suv konturi. Neytrallangan oqovaning hajmiy miqdori 671m3/soat; Neytrallangan oqovadagi qattiq moddalar miqdori 74.4t/soat; Neytrallangan oqovadagi qattiq moddalar miqdori 5.36%; tindirgichga uzatiladigan bo’tananing zichligi 1.035 t/m3;9-rasm. 3-GMZbiooksidlash texnologiyasi uskunalar zanjiriprinsipial sxemasi.

9. Muhit рН nazorati.

Piritning oksidlanishida kislota hosil bo’lsa, arsenopiritning oksidlanishida esa yutiladi.Bu minerallarningnisbiy munosabatlarikonsentlardagi karbonatlar bilan birgahosil bo’luvchi kislotalar miqdoriniyokitalab etiladigan chegaradaрН ni ushlash uchun solinishi kerak bo’ladigan ohak miqdorinibelgilaydi. OperatorlarрН- metr yordamida рН- ni o’lchaydiu haroratni kompensatsiyalovchi moslama, shisha va xlorkumushli elektrodlar juftligidan iboratelektrokimiyoviyyacheyka bilan taminlangan.
Reaktorlardagi рН kattaligi har ikki soatda o’lchanishi lozim. Talab etiladigan chegaradagiрН taminlanganidan keyin esa, yanada qisqa vaqt oralig’ida o’lchanishi kerak. U qo’ldaohak yoki sulfat kislotasini qo’shish bilan amalga oshiriladi. Bu qo’shilmalar miqdoriqayd qilib borilishi lozim , chunki inokulyatlarni yetishtirishda, reagentlarga bo’lgan talabni hisoblashni programmalash ishlarida u zarur bo’ladi. Bakteriyalar aktivligi optimalligi uchunmuhit рН 1,2-1,6 chegarasida bo’lishi talab etiladi. рН ning pastligi bakteriyalar aktivligining yuqoriligi bilan bog’liq bo’lishi mumkin. рН ning yuqoriligi, bakteriyalar aktivligining pasayishi bilan bog’liq bo’lib, ohak ortiqcha miqdorda solinganda ham yuz beradi. Zarur miqdorda kislota qo’shish yo’li bilankerakli chegaradagi рН ga erishiladi.
10.Temperatura nazorati
Konsentratlardagi sulfidli minerallarning bakterial oksidlanishi reaksiyasi nihoyatda ekzotermik reaksiyadir. Shuning uchun hamBIOXqo’rilmasieffektiv ishlashi uchun sovutish juda muhim sanaladi. Qurilma miqyosida inokulyatlarni yetishtirishdasig’imlar hajminingmaydon yuzasiga nisbati kattaligisovutishga yordam beradi, sovush darajasi konsentratlardagisulfidlar miqdoriga, tashqi temperaturaga, sig’imlarning shakli va bakteriyalarning aktivligigabog’liq. Sovutishga bo’lgan talab - bakteriyalar aktivligi darajasiningsalmoqli ko’rsatgichidir.Quyidagi oltin qoida amal qiladi: BIOX ning sovuq reaktori- bu “kasal” reaktor, issiq reaktor esa,“sog’lom”reaktor sanaladi.
Bo’tana temperaturasining pasayishi, isitishga bo’lgan talabning oshishi – bu bakteriyalar aktivligi pasayishi ko’rsatgichiyoki u oksidlanish reaksiyasini nihoyasiga yetgani, sulfidli substrat butkul tugagani ko’rsatgichidir. Bo’tana temperaturasi doimiy ravishda aniq belgilangan vaqtda temperaturani ko’rsatuvchi moslamalar orqali,shuningdek qo’lda har ikki soatda aniqlanadi. Bakterial oksidlash va tanlab eritish jarayoni ikki davrdan iborat:
Birinchi davr- bu minerallar kristall panjaralarini elementlarining kimyoviy agregatlar-kislorod va temirning yuqori oksidi, shuningdek bakteriyalar fermentli tuzilmalari ishtirokida to’g’ridan –to’g’ri oksidlanishi sanaladi. Oksidlanish jaroyonida mineralning destruksiyasi ( kristall panjaraning buzilishi va parchalanishi), boshqacha aytganda erishi sodir bo’ladi.
Ikkinchi davr – Sulfidli minerallar tanlab eritilishi mahsulotlari – temir quyi oksidi va elementar oltingugurtning to’g’ridan –to’g’ri oksidlanishi sanaladi. Bu prinsplar biooksidlash va biologik tanlab eritishning mezoni sifatida texnologik jaroyonini amalga oshirishda inobatga olinadi.
Ko’pchilik oltin biriktiruvchi sulfidlar (pirit, arsenopirit, xalkopirit va b.sh.) tabiiy holatda nisbatan yuqori flotatsiyalanish aktivligini namoyon qiladi. Ko’rsatilgan minerallarni flotatsiyalash uchun odatda sulfogidrilli yig’uvchilar: etilli, butilli, omilli ksantogenatlarva ditiofosfor kislotasining efirlari (diizoamil, dikrezil) qo’llanadi.
Rudaning yetarli darajada yanchilishi va flotatsiya rejimining to’g’ri tanlanishi oltin briktiruvchi sulfidlarning boyitmaga ajralishini 95% va undan yuqori bo’lishini taminlaydi.
Flotatsiyada sulfidlar bilan birga boyitmaga salmoqli miqdorda erkin metall oltin ham ajraladi.
Odatda hamma oltin briktiruvchi rudalarni flotatsiyalash kuchsiz pH=7-9 ishqoriy muhitda amalga oshiriladi.
Ishqoriy muhitni hosil qilish uchun soda yoki ohak ishlatiladi.
Yig`uvchisifatida etil yoki butil ksantogenati, ko’pik hosil qiluvchi sifatida esa- qarag’ayyog’iyoki krezol ishlatiladi.
Dastlabki rudada ayrim hollardayengil flotatsiyalanuvchi shaffof grafitliva boshqa tangachasimon minerallar borki, ular sulfidlar va oltin bilan birga flotatsiyalanadi. Boyitmaning tangachasimon minerallar bilan ifloslanishini cheklash uchunflotatsiyani ko’pik hosil qiluvchi sarfinikamaytirib, aeratsiyani cheklab yoki tegishli komponentni natriy silikati, o’rtacha miqdordagi organik kolloid (eruvchi kraxmal)bilan ta’ziyqlab flotatsiyani amalga oshiriladi.
Rudada tuproq miqdori yuqori bo’lgan hollarda shlamlarning peptizatsiyasini oshirish maqsadidabo’tananing suyuq fazasida vodorod ioni kotsentratsiyasinianiq rostlash va kuchsiz ishqoriy muhitni yaratish uchunsoda, shuningdek silikat yoki sulfid natriydan foydalaniladi. Odatda bu reogentlartegirmonga to’g’ridan-to’g’ri beriladi.
Qisman yuzasi oksidlangan sulfidlar flotatsiyasi, yuqori spirtlar ksantogenatlar (masalan, izoamilyokiamil) qo’llab amalga oshiriladi.
Ikkinchi yig’o’vchi sifatida ditiofosfatlar 50 g/t miqdorida ishlatiladi. Ko’pik hosil qiluvchi krezolyokiqayrag’ochyog’i ishlatiladi. Oltin biriktiruvchi piritni aktivlash uchuntegirmongamis kuporosisoda bilan birga solinadi.
Erkin oltinni flotatsiyalash uchunancha kuchli yig’uvchi va ko’pik hosil qiluvchi sarfi oshiriladi. Ko’pik hosil qilish flotatsiya jaroyoni oxiridakuchaytiriladi.
Ruda tarkibida oksidli pardalar bilan qoplangan oltin ko’p bo’lganida flotatsiya vaqti uzaytiriladi.
Erkin oltining flotatsiyalanishisamaradorligi muhitning zichligioshishiga bog’liq.To’g’ma oltinning flotatsiyalanish ko’rsatgichlariga uning granulometrik xarakteristikasioltin zarrachalarining shakli ta’sir qiladi.
Eng yaxshi flotatsiyalanuvchi moyda aniq plastikasimon, eng yomoni - sfera simon don shakldagioltinning flotatsiyasidir.
Flotatsiya jarayonida yiriko’lchamli oltinni ( 0,2 mm dan katta).ajratish ancha qiyinchilik to’g’diradi shuning uchun ham, bo’nday hollarda oltinni gravitatsiya yoki amalgamatsiya usulini qo’llab ajratib olish zaruriyati tug’uladi.
Gravititsiya usuli ancha soda va ananaviy usul sanaladi. Ko’pchilik korxonalarda kvarsli -sulfidli rudalarning yirik oltinsiz gravitatsiya boyitmalari chiqitlari flotatsiyalanadi. Mak- Intayr oltin ajratuvchi fabrikasida(Kanada ) kvarsli -sulfidli rudalarni flotatsiyalashning kollektiv sxemasida ishlov berilib, ho’l boyitma sianlanadi. Fabrikada boyitish siklidagi oltining ajralishi 96,7%, shuningdek, graviboyitmaning ajralishi 15% tashkil qiladi. Boyitmani metallurgik qayta ishlashni hisobga olingnda metallning umumiy ajralishi fabrikada 90 % ni tashkil qiladi.
Piritlashgan oltin tarkibli rudalarni flotatsiya sxemasi bo’yicha qayta ishlash va boyitmani qiyinchalik sianlashga boshqa misol sifatida Kenimba (YujnayaRodeziya2.3 rasm.) fabrikasini keltirish mumkin.
Kvarsli ruda minerallari pirit va arsenopirit bo’lib, oltining asosiy qismi erkin holatdadir. Hozirda pirit va arsenopiritni flotatsiyali seleksiyalash nazaryasi va amaliyoti tajribalari to’plangan.
Jarayonni muvofaqiyali o’tkazishning asosiy sharti - har qaysi mineral uchun aniq miqdordagi esperimental o’rnatilgan tartibda ohak miqdorini sarflashdir.
Pirit va arsenopiritni seleksiyasiga amaliy misol qilib Mariyettakoni (SSHA) mishyak-piritli rudasini boyitish jarayonini keltirish mumkin.
Bunda minerallarni ajratishga pirit va arsenopiritning flotatsilanishdagi tezligidagi farq asos qilib olngan. Flotatsiyaning birinchi bosqichida 80% pirit biriktirib, faqatgina 0,5% mishyak biriktiruvchi boyitma olinib takroriy flotatsiyada esa 18% mishyak biriktiruvchi mahsulot olingan.
Bu boyitmadagi mishyakni kuyindiga ajratish maqsadida kuydirish tavsiya etiladi - murakkab oltinni ajratish esa pirometallurgiya zavodida suyuqlantirib amalga oshiriladi.
Flotatsiyaning samarasini ta’minlash uchun suspenziyaga kerakli zarrachani havo pufakchasiga tanlanib, mustahkam yopishishini oshiruvchi har xil moddalar – flotoreagentlar qo’shiladi. Flotatsiya hodisasi, mexanizmi va tabiatida asosan molekulalararo tortishish kuchi yotadi.
Flotatsion tizimda qatnashayotgan har bir faza molekulasining sirtqi qatlamlarining ahamiyati katta ekanligini e’tiborga olish kerak. Jism (zarracha) ichida turgan molekulalar o’ziga o’xshagan molekulalar qurshovida bo’lib, energetik kompensatsiyalangan bo’ladi (erkin energiyasi nolga teng bo’ladi). Ulardan farqliroq, chekadagi qatlamda (sirtda) joylashgan molekulalar, ularni ustida turgan molekula bo’lmaganligi sababli, ular energetik kompensatsiya-lanmagan, ya’ni ularda erkin sirt energiyasi bo’ladi. Bu energiya, (1sm2 yuzaga nisbatan) solishtirma erkin sirt energiyasi deb ataladi va J/sm2 bilan o’lchanadi.
Molekulalararo ta’sirlanish kuchining o’lchami qilib, ularni qutblanganligi (polyarnost) qabul qilingan. O’z navbatida qutblanganlik – erkin sirt energiyasiga (σ), dielektrik doimiyligiga, dipol momentiga, yashirin bog’lanish issiqligiga, molekulyar bosimga va boshqa molekulyar xossalarga bog’liq bo’ladi.
Bu xossalarning qiymatlari fazaning qutblanganligi oshib borgan sari oshib boradi. Suyuqliklar ichida – yuqori qutblangani suv, keyin – spirtlar, organiq kislotalar, murakkab efirlar va aminlar turadi.
Rudada bir nechta foydali komponent bo’lsa (masalan, rux, qo’rg’oshin, mis, molibden) oldin kollektiv boyitma olinib, so’ngra kollektiv boyitma qayta flotatsiyalanib, foydali komponentlar alohida-alohida boyitmalarga ajratiladi va bu jarayon selektiv flotatsiya deb ataladi.
Boyitishning flotatsiya usuli metallurgiyada, kimyo sanoatida, qurilish sanoatida, geologiyada, meditsinada, biologiyada, qishloq xo’jaligida ishlatish mumkin.
2.Flotatsiya jarayonida turli xil reagentlar ishlatiladi. Reagentlarni ishlatishdan maqsad, flotatsiya jarayoni ko’rsatkichlarini minerallarning xossalarini o’zgartirish bilan yaxshilash hisoblanadi. Flotatsiya jarayoni reagentlari organik va noorganik birikmalar, shuniingdek, ularning eritmalari va aralashmalari bo’lishi mumkin. Flotatsiya reagentlari ularning flotatsiya jarayonidagi o’rniga qarab qo’yidagi guruhlariga bo’lish mumkin:
1. To’plovchi - suv yoki havo bilan biroz muddat ta’sirlashgan to’plovchi oltin yuzasiga o’rnashib oladi. To’plovchining qatlam zichligi suvda kislorod konsenratsiyasining oshishi bilan tez o’sadi. To’plovchi sifatida ksantogenat ishlatiladi.
2. Ko’pik hosil qiluvchi - ko’pik hosil qiluvchi sifatida T-66 moyi ishlatiladi. Ko’pik hosil qiluvchining asosiy vazifasi havoni mayda pufakchalarga bo’lib, ko’pikni zichligini oshirish hisoblanadi.
3.Tazyiqlanovchi (depressor) - bunday reagentlarga suyuq shisha va boshqa reagentlar kiradi. Bu reagentlarning asosiy vazifasi ko’pikli mahsulot tarkibiga keraksiz minerallarni o’tishini to’xtatish va bu minerallarni flotatsiyalanishini kamaytirish hisoblanadi. Flotatsiya bo’tanasi tarkibida sianid, ishqor, natriy sulfid, mis kuporosi kabi birikmalar uchraydi. Bular oltinni flotatsiyalanish qobiliyatini kamaytiradi. Bunday birikmalarni oltinga ta’sirini kamaytirish uchun tazyiqlovchi reagentlar ishlatiladi.
4.Faollashtiruvchi ( aktivator ) - faollashtiruvchi reagent sifatida mis kuporosi, nigroin, opolyar yog’i ishlatiladi. Bu reagent oltintarkibli sulfidlarnifaollashtirish qobiliyatini oshiradi va to’plovchi flotatsiyalanayotgan oltin yuzasiga o’rnashib olishga yordam beradi.
5.Muhit sozlovchi - bunday reagent sifatida to’plovchi, taziqlovchi, faollashtiruvchi reagentlarni minerallar bilan o’zaro ta’sirlashish jarayoniga ta’sir qiladigan reagentlar kiradi. Kislotali muhitda betaraf muhitga qaraganda sof oltinning flotatsiyalanishi kam bo’ladi. Oltin va oltin tarkibli sulfidlarni flotatsiyalash pH 7,5 ÷ 8,5 atrofida bo’ladi. Muhit sozlovchi sifatida soda ishlatiladi.
Reagentlarga quyidagi talablar qo’yiladi:
- tanlab olish qobiliyati yuqori;
- sifatning standarti, arzonligi ishlatishda qulayligi;
Flotatsiya jarayonini sxemasi va borishi rudalarni mineral tarkibiga bog’liq bo’ladi. Deyarli barcha rudalarni boyitishda bosqichli flotatsiya ishlatiladi. Bosqichli flotatsiyani ishlashi boyitma tarkibiga oltin o’tishini ko’paytiradi. Flotatsiya shuningdek, sianlash jarayoniga xalaqit beradigan komponentlarni ( uglerodli birikmalar, mis, surma, mishyak minerallari ) ruda tarkibidan ajratish uchun ishlatiladi.