СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУД

Название	СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУД
Разработчик (Авторы)	Острожная Е.Е., Малиновская И.Н., Баскаев П.М., Кайтмазов Н.Г., Волянский И.В., Гоготина В.В., Базоев Х.А., Пономаренко В.М., Иванов В.А.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2133153
Дата регистрации	20.07.1999
Правообладатель	АО "Норильский горно-металлургический комбинат"
Область применения (класс МПК)	B03B 7/00 (1995.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности, сульфидных медно-никелевых руд, и может быть использовано при обогащении других сульфидных руд.

Известен способ обогащения сплошных сульфидных медно-никелевых руд, включающий дробление руды до крупности менее 100 мм, разделение ее на породную и сульфидную фракции с использованием тяжелосреднего обогащения, измельчение сульфидной фракции до содержания класса крупности менее 0,044 мм - 90%, додрабливание породной фракции до крупности 60 мм, измельчение ее до содержания класса крупности менее 0.071 мм - 75%, флотацию твердого из пульпы, полученной от измельчения сульфидной фракции по селективной схеме с получением медного, никелевого, пиротинового концентратов и отвальных хвостов, флотацию пульпы, полученной от измельчения породной фракции с получением коллективного концентрата и отвальных хвостов. Коллективный концентрат подвергался флотации с получением медного и бедного никелевого концентратов. Медный концентрат, полученный от флотации сульфидной фракции, смешивался с медным концентратом, полученным при флотации коллективного концентрата породной фракции с получением общего медного концентрата. Бедный никелевый концентрат смешивался с никелевым концентратом, полученным от флотации сульфидной фракции с получением общего никелевого концентрата. Отвальные хвосты, полученные от флотации сульфидной и породной фракций, также смешивались с получением общих отвальных хвостов (А.А. Абрамов, Технология обогащения руд цветных металлов. - М., Недра, 1983. - с. 46, 334 и Технологическая инструкция по обогащению руд на Талнахской обогатительной фабрике, ТИ 0401.14.39-11-65-85. - с. 25, 34, 55, 81 - 131.).

Недостатком известного способа является сложность схемы из-за наличия тяжелосреднего обогащения, требующего использования ферросилиция в качестве утяжелителя, а также его регенерации с использованием значительного количества магнитных сепараторов, наличия коллективной и селективной флотаций с невысоким извлечением цветных и благородных металлов в селективные концентраты.

Наиболее близким по технической сущности, совокупности признаков и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ обогащения сульфидных медно-никелевых руд, включающий дробление руды, грохочение с выделением руды крупностью менее 100 мм, разделение дробленой руды на сульфидную и породную фракции с использованием тяжелосреднего обогащения, додрабливание легкой (породной) фракции до крупности менее 60 мм, измельчение сульфидной фракции крупностью менее 100 мм в мельнице до содержания класса крупности менее 0,044 мм - 90%, измельчение породной фракции крупностью менее 60 мм в мельнице до содержания класса крупности менее 0,071 мм - 75%, раздельную аэрацию пульп, полученных от измельчения сульфидной и породной фракций, и последующую раздельную флотацию их по схеме прямой селекции с получением медных, никелевых, пирротиновых концентратов и отвальных хвостов, объединением одноименных концентратов с получением общих медных, никелевых, пирротиновых концентратов и отвальных хвостов (Технологическая инструкция по обогащению руд на Талнахской обогатительной фабрике. ТИ 0401.14.39-11 -65-85. Срок введения - с 1.01.86 - МЦМ СССР, Союзникель, НГМК, - Норильск: 1985. Стандарт предприятия СТП 0401.14.39-3-21-94. Схема материальных потоков измельчительно-флотационного цеха Талнахской обогатительной фабрики. Срок введения 30.12.94. см. фиг.1)
Известный способ имеет следующие недостатки:
1. Громоздкая, неэффективная схема рудоподготовки с использованием утяжелителя, требующая отмывки и регенерации последнего.

2. Неэффективное разделение на породную и сульфидную фракции руды с помощью тяжелосреднего обогащения при наличии породы с плотностью, равной плотности сульфидной фракции. При разделении такой руды выделения сульфидной фракции совсем не происходит.

3. Значительная нагрузка на измельчительное отделение в связи с поступлением в мельницы сульфидной фракции крупностью до 100 мм и породной фракции крупностью до 60 мм. Требуется длительное пребывание измельчаемых материалов в мельницах, что ведет к дополнительному износу мелющих тел и снижению производительности измельчительного отделения.

4. Громоздкая схема флотации, включающая раздельную флотацию сульфидной и породной фракциий по селективной схеме, с использованием одинакового набора флотореагентов. Необходимость раздельной флотации обусловлена разной крупностью породной и сульфидной фракций.

Задача изобретения - упрощение технологической схемы обогащения сульфидных медно-никелевых руд за счет введения новой схемы рудоподготовки.

Техническим результатом от использования изобретения является снижение затрат на осуществление способа, повышение производительности измельчительного отделения за счет снижения крупности материала, поступающего в мельницы, и повышение полноты извлечения цветных и драгоценных металлов.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе обогащения сульфидных медно-никелевых руд, включающем дробление руды, грохочение с выделением руды крупностью менее 100 мм, разделение ее на сульфидную и породную фракции, додрабливание породной фракции, измельчение породной и сульфидной фракций, аэрацию и селективную флотацию твердого из пульп с получением медного, никелевого, пирротинового концентратов и отвальных хвостов согласно изобретению, деление на сульфидную и породную фракции производят путем грохочения через грохот с размером ячеек 20 - 40 мм, додрабливание породной фракции осуществляют до крупности сульфидной, а затем породную и сульфидную фракции смешивают.

Другим отличием способа является то, что сульфидную и породную фракции смешивают до измельчения.

Следующим отличием является то, что породную и сульфидную фракции смешивают после измельчения.

Предлагаемая новая схема рудоподготовки основана на использовании сочетания прочностных и плотностных свойств, минеральных комплексов входящих в состав сульфидных медно-никелевых руд при их определенной крупности. Исследованиями установлено, что именно в классе крупности менее 40 мм находится максимальное количество сульфидов и минимальное количество пустой породы.

Разделение руд на породную и сульфидную фракции путем грохочения через грохот с размером ячеек менее 40 мм происходит независимо от плотности содержащихся в ней породных минералов, так как механизм основан на том, что при дроблении происходит разрушение грейзерированных пород, находящихся на границах между этими фракциями.

Сульфидная фракция менее крепкая, породная - более крепкая. Однако в связи с тем, что сульфиды в медно-никелевых рудах мелковкраплены, то полностью отделить породную фракцию от сульфидной не удается. Исследования показали, что необходимо производить рассев по классу крупности, в котором содержание сульфидов наибольшее. Определен интервал размера крупности, который равен от 20 до 40 мм, при разделении по которому выделяется максимальное количество сульфидов при минимальном количестве пустой породы. Этот интервал размера крупности был установлен экспериментально.

Снижение размера щели менее 20 мм, например, до 18 мм, при разделении сульфидной и породной фракции приводит к тому, что снижается выход сульфидной фракции, так как часть сульфидной фракции останется в надрешетном продукте вместе с породной фракцией. И при додрабливании породной фракции сульфидная фракция будет переизмельчаться, что приведет к повышению выхода шламов при флотации и к потере цветных и благородных металлов.

При увеличении щели в грохоте более 40 мм, например, до 50 мм, в сульфидную фракцию будет выделяться большее количество породы, что ухудшит условия измельчения сульфидной фракции, так как породная фракция более крепкая, то при одинаковом времени измельчения не достигается нужная ситовка сульфидной фракции.

В классе крупности более 40 мм повышается содержание пустой породы, в классе крупности менее 20 мм оно снижается, и увеличивается содержание цветных и благородных металлов.

Додрабливание породной фракции до крупности сульфидной необходимо для того, чтобы на измельчение поступали фракции одинаковой крупности для стабилизации работы измельчительного отделения и создания стабильной тонины помола, которая необходима для дальнейшей флотации.

В условиях эксперимента доказано, что предлагаемый способ отделения сульфидной фракции от породной позволяет получить показатели обогащения выше, чем в способе-прототипе.

Это объясняется тем, что при измельчении более мелкого куска руды в мельницах достигается стабильный гранулометрический состав с содержанием в питании медной флотации кондиционного класса крупности менее 0,044 мм - 80-83%, что благоприятствует полученную качественных концентратов.

Причем эти показатели значительно улучшаются при разделении медно-никелевых руд, содержащих пустую породу с плотностью равной плотности разделяемых сульфидов.

Предлагаемый способ позволяет уже на стадии рудоподготовки по сравнению с прототипом повысить производительность измельчительного отделения за счет снижения времени пребывания измельчаемого материала в мельницах из-за снижения крупности кусков сульфидной фракции со 100 мм до 40 мм, а кусков породной - с 60 мм до 40 мм.

При наличии в руде значительного количества пустой породы требуется раздельное измельчение, так как при совместном измельчении происходит переизмельчение сульфидной фракции, что приводит к появлению значительного количества шламов, с которыми при флотации теряются цветные и благородные металлы.

При наличии в руде незначительного количества породы возможно совместное измельчение породной и сульфидной фракций. Это не приводит к переизмельчению сульфидной фракции. Кроме того, упрощается схема обогащения из-за отсутствия одной мельницы для измельчения породной фракции.

Улучшение условий рудоподготовки позволяет оптимизировать работу измельчительного отделения, что дает возможность стабилизировать гранулометрическую характеристику питания флотации, как при раздельном, так и при совместном измельчении сульфидной и породной фракций.

Благодаря этому условия флотации улучшаются, что позволяет получить кондиционные медный, никелевый, пирротиновый концентраты. При этом флотацию можно вести совместно для обеих фракций.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить дону нитку технологического процесса, т.е. селективную флотацию породной фракции, что позволяет значительно упростить технологическую схему обогащения.

Критерий "изобретательский уровень" доказывается следующим образом. Известен способ переработки мышьяксодержащих руд (Обогащение руд. N 4, 1986, с. 4 - 6), в котором имеется признак, сходный с заявляемым, а именно, разделение руды на породную и минеральную фракции путем грохочения через грохот. Однако в известном способе свойства разделяемых минеральной и породной фракций таковы, что фракция крупностью менее 50 мм более 16 мм не содержит полезный минерал и выводится в отвал. В известном случае пустая порода хорошо отделяется от полезных минералов из-за того, что руда не вкраплена в пустую породу и, поэтому, последнюю можно выводить в отвал уже на стадии дробления, она, практически, не содержит полезный компонент.

В известном способе полезный компонент находится в классе крупности менее 16 мм более 3 мм.

В заявляемом способе полезные минералы мелко вкраплены и, если делить руду по крупности менее 16 мм более 3 мм, будут значительные потери полезных минералов.

Поэтому класс крупности для разделения сульфидной медно-никелевой пирротинсодержащей руды на породную и сульфидную фракции равен 20-40 мм. При этом выделяется преимущественно сульфидная фракция и остается на грохоте породная, которая также содержит сульфидные вкрапления и не может быть выведена в отвал, а выводится в последующую переработку вместе с сульфидной фракцией. Это позволит получить положительный эффект, заключающийся в повышении полноты извлечения цветных металлов.

Таким образом, из-за других свойств перерабатываемой руды, во-первых, изменяются режимные параметры операции разделения на породную и минеральную фракции (вместо крупности менее 16 мм выделяют крупность менее 40 мм) и во-вторых, меняются взаимосвязи операций - вместо вывода пустой породы в отвал, ее додрабливают и смешивают с минеральной фракцией.

Положительный эффект достигается за счет новых режимных условий и новых операций и их взаимосвязей, что свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 2 показана схема предлагаемого способа с вариантом со смешением сульфидной и породной фракцией до измельчения, на фиг. 3 - та же схема со смешением пульп породной и сульфидной фракций после измельчения.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную руду дробят, выделяют грохочением класс крупности менее 100 мм, разделяют руду этой крупности на грохоте с размером ячеек от 20 до 40 мм на породную и сульфидную фракции. Подрешетный продукт представляет собой сульфидную фракцию, надрешетный - породную. Породную фракцию додрабливают в дробилке до крупности 40 мм. Сульфидную и породную фракции направляют на измельчение в мельницы, которое могут осуществлять по двум вариантам : I вариант - породную и сульфидную фракции перед измельчением смешивают, II - вариант - породную и сульфидную фракции измельчают раздельно, а затем смешивают.

По первому варианту смесь природной и сульфидной фракций измельчают до содержания класса крупности менее 0,044 мм - 80 - 83%. По второму варианту породную фракцию измельчают до содержания класса крупности менее 0,044 мм 75 - 78%, сульфидную - до содержания этого же класса крупности - 80-83%.

Полученную пульпу по I варианту аэрируют в течение 20 мин и флотируют с получением медного концентрата пенным продуктом, хвостов флотации - камерным продуктом. В операцию аэрации подают бутиловый аэрофлот, во флотацию - вспениватель. К камерному продукту добавляют модификатор, собиратель депрессор пирротина и флотируют минералы никеля с получением пенным продуктом никелевого концентрата, камерным - хвостов никелевой флотации. В камерный продукт никелевой флотации добавляют собиратель и вспениватель (при необходимости) и флотируют пирротин в пенный продукт. Камерным продуктом флотации пирротина являются отвальные хвосты.

По второму варианту измельченные породную и сульфидную фракции смешивают и далее повторяют все ранее описанные операции; аэрацию, медную, никелевую и пирротиновую флотации.

Использование предлагаемого способа на ТОФ позволяет:
1. Уменьшить эксплуатационные затраты по цеху обогащения в тяжелых суспензиях за счет исключения из схемы следующего оборудования: грохот ГИСТ - 2 шт. , сепаратор тяжелосредний СТБ-40 - 2 шт., насосы 8ГРТ - 4 шт., зумпф - 2 шт. , магнитные сепараторы - 4 шт., аэролифт - 2 шт., чан кондиционной суспензии - 2 шт., дуговой грохот - 2 шт.

2. Снизить эксплуатационные затраты по дробильному цеху.

3. Снизить энергозатраты по пределу измельчения.

4. Снизить эксплуатационные затраты по флотационному переделу за счет исключения из схемы оборудования для флотации породной фракции.

5. Оптимизировать крупность руды перед процессом измельчения за счет чего повысится производительность измельчительного отделения из-за снижения крупности поступающего в мельницы материала со 100 мм до 40 мм.

6. Оптимизировать тонину помола за счет стабилизации крупности руды, поступающей на измельчение, что позволит повысить полноту извлечения минералов в коллективный концентрат, снизив их потери с отвальными хвостами.

Формула изобретения

1. Способ обогащения сульфидных медно-никелевых руд, включающий дробление руды, грохочение с выделением руды крупностью менее 100 мм, разделение руды на породную и сульфидную фракции, додрабливание породной фракции, измельчение породной и сульфидной фракций, аэрацию и селективную флотацию твердого из полученных пульп с получением медного, никелевого, пирротинового концентратов и отвальных хвостов, отличающийся тем, что разделение руды на породную и сульфидную фракции производят путем грохочения через грохот с размером ячеек 20 - 40 мм, додрабливание породной фракции осуществляют до крупности сульфидной, а затем породную и сульфидную фракции смешивают.

2. Способ по п.1. отличающийся тем, что породную и сульфидную фракции смешивают до измельчения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что породную и сульфидную фракции смешивают после измельчения.

Изобретение "СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУД" (Острожная Е.Е., Малиновская И.Н., Баскаев П.М., Кайтмазов Н.Г., Волянский И.В., Гоготина В.В., Базоев Х.А., Пономаренко В.М., Иванов В.А.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога