1.3. Обзор научных исследований в области разработки технологических режимов обогащении молибденовых руд

При анализе научно-исследовательских работ установлено, что форма проявления молибденита и характер его взаимоотношений с другими мине- ралами предопределяют* показатели обогащения молибденовых руд. Чем тоньше и тесней взаимное прорастание молибденита с другими минералами, тем ниже его извлечение из руд, хуже качество молибденовых концентратов. В большинстве случаев оба эти показателя находятся в зависимости друг от друга. Гак, за счет тонкой вкрапленности молибдените в кварце, не вскрытой при извлечении руд, происходят потери молибденита, количество которого в хпостах колеблется от 4-8 % (Сора, Жирекен, Первомайское) до 20-25 % (Да- венда, Бугдая). Также сильно изменяется и содержание кварца в молибдено- вых концентратах указанных месторождений. Если для первых оно не более 4-6 %, то для последних достигает 15-20 %, препятствуя получению конди- ционных концентратов [7, 41, 62, 63].

Выявлено, что интересная с генетической точки зрения ассоциация мо- либденита со слюдами является весьма вредной в технологическом отноше- нии. Молибденит, отлагаясь одновременно со вторичными биотитами (Шир- га, Орекиткан) и мусковитом (Первомайское) располагается между пластин- ками этих минералов. При дроблении пластинки слюды не расщипляются, и молибденит, ассоциирующий с ними, полностью уходит в хвосты [62].

Наличие в рудах молибденита, находящегося в тесном прорастании с другими сульфидами и, в первую очередь, с халькопиритом и висмутином, значительно усложняет схему обогащения и затрудняет получение кондици- онных молибденовых концентратов. Для разделения молибденита и халько- пирита в схему включают доизмельчение молибденовых продуктов и ряд очистных операций. Но, несмотря на это, в ряде случаев оставшееся новы-

шенным содержание меди в молибденовом концентрате снижает его сорт- ность (Киялых-Узень, Жирекен) [60, 69].

Установлено отрицательное влияние на качество молибденовых кон- центратов наличие в руде тонких примазок молибденита на других минера- лах, неотделимых при дроблении руд. Так, в рудах Ьугдаинского месторож- дения (по ряду технологических проб) наличие примазок молибденита по магнетиту привело к тому, что магнетит присутствует в сульфидных продук- тах и переходит в молибденовый концентрат, снижая его качество [64]. Уда- лить же магнетит из концентрата не всегда представляется возможным.

Весьма отрицательно на показатели молибденовых руд влияет часто встречающаяся ассоциация молибденита с пиритом: примазки и вкраплен- ность молибденита в пирите, сростки этих минералов. Показательны в этом отношении примеры работы Джидинской и Давендинской обогатительной фабрики. На первой из них при доводке грубого (12-15 %) молибденового концентрата наряду с кондиционным молибденовым концентратом получа- ется два продукта: кварцевый и сульфидный (пиритный). С последним связа- но 1,0-1,5 % молибдена от общего количества его в руде, кварцевый продукт поступает на одну из секций основной флотации для доизвлечепия молибде- на. Пиритный же продукт с содержанием 3-4 % молибдена нельзя возвращать в цикл основной флотации, так как это приводит к большой циркуляции пи- рита и затрудняет получение кондиционного молибденового концентрата, поэтому он направляется в отвал и содержащийся в нем молибден безвоз- вратно теряется [61, 63].

Аналогичные явления характерны и для Давендинской обогатительной фабрики. Грубые молибденовые концентраты из руд жилы 8 и жилы 6/12 близки по содержанию молибдена. Но при этом концентрат из руд участка «Северный» характеризуется значительно более высоким содержанием пири- та. Результаты доводки ірубьіх молибденовых концентратов приведены в табл. 2.

Результаты доводки грубых молибденовых концентратов с различным содержанием пирита [61,63]

Наименование молибдено- Содержание Мо, % Извлечение, % 1 вого концентрата пределы среднее пределы среднее Грубый с высоким , содержанием пирита

1 15-20 19 82-90 86 Грубый с низким содержанием пирита 18-25 22 89-92 89-92

Из приведенных данных видно, что тесная ассоциация молибденита с пиритом при повышенном содержании последнего в руде отрицательно ска- зывается на показателях обогащения: уменьшается содержание молибдена в товарном продукте (на 3 %) и снижается его извлечение (на 5 %).

Из практики обогащения молибденовых руд известно, что процент из- влечения молибденита крупностью менее 0,01 мм (10 микронов) крайне ни- зок. Это обусловлено тем, что на обогатительных фабриках измельчение руд, промпродуктов или грубых концентратов до такой крупности экономически нецелесообразно, поэтому в процессе обогащения молибденит размером ме- нее 10 мкн в большинстве случаев уходит в хвосты. В связи с этим такой мо- либденит может быть условно отнесен к разряду неизвлекаемого или «дис- персного». Для характеристики количественного соотношения между молиб- денитом различной крупности Ю.А. Казачеико [38] ввел понятие степени дисперсности (Д) Он предложил степень дисперсности определять как отно- шение количества молибденита крупностью менее 10 мкн (Р ко всему ко- личеству молибденита в руде (Р0бт) и выразил это формулой:

Р

Проведенные исследования [39J показали, что степень дисперсности молибденита неодинакова для различных молибденовых месторождений За-

байкалья и варьирует в широких пределах, достигая значительных величин (табл. 3)

Таблица 3

Степень дисперсности молибденита в рудах молибденовых месторождений Забайкалья [37]

Месторождение Кол-во проб Степень дисперсности, %

пределы средняя Первомайское 2 3,0-5,0 4,0 : Жирексн 11 2,8-12,0 6,5 Ширга 13 6,0-19,1 н',о Давснда 3 12,0-29,5 20,0 Алексееве кое 5 14,0-31,2 24 Бугдая 36 1 7,0-85,0 26

Для установления зависимости технологических свойств руд от круп- ности молибденита п институте «Иргиредмет» был исследован ряд проб раз- личных месторождений [7, 61, 62, 64]. Результаты лабораторных исследова- ний по обогащению руд четырех молибденовых месторождений с различной степенью дисперсности молибденита представлены графиком на рис. 1.

Из графика видно, что устанавливается вполне определенная зависи- мость между степенью дисперсности молибденита и показателями обогаще- ния: чем выше степень дисперсности, тем ниже извлечение молибдена из та- ких руд. На основании проведенных исследований [37] молибденовые руды по степени дисперсности молибденита подразделены на три технологические разновидности: легкообогатимые (менее 10 %), среднеобогатимыс (10-20 %) и труднообогатнмые (свыше 20 %).

В работе [41] установлено, что флотируемость свободного молибде- нита определяется его электрическими свойствами. Так, молибденит Калгу- тинекого и Сорского месторождений характеризуется высокими положи- тельными значениями коэффициента термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) - от до +486 мкВ/град, а молибденит месторождений Кальмакыр и Агарак - высокими отрицательными (от -569 до -609 мкВ/град). Соответственно, из- влечение при флотации указанных типов минерала составляет 84-85 и 52-71 %. Это объясняется тем, что избыток электронов на поверхности минерала упрочняет гидратную оболочку вокруг него, затрудняя переход электронов из жидкой фазы в твердую, т.е. препятствует закреплению анионов собирате- ля. При избытке дырок прочность его адсорбционной связи увеличивается за счет облегчения электронных переходов из жидкой фазы в твердую. Чем больше отношение концентрации электронных носителей заряда к дыроч- ным, тем менее вероятно закрепление аниона собирателя на поверхности та- кого проводника и, наоборот, что подтверждается практикой флотации.

Важную роль при флотации молибденовых руд играют глины, обла- дающие большой удельной поверхностью. Это вызывает активное поглоще- ние флотореагентов из пульп (прежде всего, соды), приводит к коагуляции частиц воздуха, ухудшает условия минерализации пузырьков, тем самым значительно снижает технологические показатели обогащения [30].

К резкому ухудшению показателей флотации молибденовых руд при- водит их окисление, вызывающее развитие на поверхности молибденита труднофлотирующихся минералов - повеллита и ферримолибдита. В работе [61] установлено, что при сульфидной флотации окисленные молибденовые минералы практически не извлекаются, а в подавляющем количестве (до 94 %) переходят в хвосты, тем самым понижая общие показатели обогащения: с увеличением степени окисления уменьшается извлечение молибдена в суль- фидный концентрат.

Влияние минерального состава на технологические свойства окислен- ных молибденовых руд и показатели их обогащения наглядно выявляется при анализе результатов технологических исследований ферримолибдитовых и существенно окисленных руд.

Исследования, проведенные на рудах Первомайского месторождения [8], показали, что технологические показатели обогащения ферримолибдито- вых руд значительно ниже аналогичных показателей, полученных при обо- гащении иовеллитовых руд. Окисленные руды этого месторождения подвер- гались флотации олеиновой кислотой, а также олеатом натрия в щелочной среде. Из ферримолибдитовой руды, содержащей 0,10-0,15 % молибдена, были получены концентраты с содержанием молибдена 1,5-2,0 % при извле- чении около 70 %, в то время как извлечение молибдена во флотационный концентрат при обогащении новеллитовой руды достигало 80 %. По некото- рым данным [61], технологические исследования окисленных ферримолиб- дитовых руд Джидинского месторождения с содержанием общего молибдена 0,19 % и окисленного молибдена - 0,17 % дали следующие результаты: при флотации олеиновой кислотой в молибденовый продукт, содержащий 0.28 % извлечено 67 % окисленного молибдена; при флотации соаистоком соответ- ственно 0,32 % и 60 %.

Исследования ферримолибдитовых Ипчульского месторождения (со- держание общего молибдена 0,11 % и окисленного - 0,11 %) показали, что

может быть получен молибденовый продукт с содержанием молибдена 0,33 % при извлечении 80 % [56]. Специальные исследования, проведенные в Ги- редмете [8, 97] по выяснению флотирусмости ферримолибдитовых руд Сор- ского месторождения дали результаты, которые приведены в табл. 4.

Таблица 4

Результаты флотации ферримолибдитовых руд Сорского месторождения (по данным исследований Гиредмета)

Коллекторы Степень обогащения Извлечение, % Олеиновая кислота 3,5 71,0 Мылонафт 1.4 80,0 Асидол 1.4 76,0 Контакт 1.5 80,0 Окисленный керосин 1,9 81,0 Окисленный парафин 1,5 80,0 Окисленный рисайкл 2,7 84,0 1 Соапстак 3,6 70,0

Анализ приведенных данных показывает, что флотация обеспечивает довольно высокое извлечение ферримолибдита в концентрат (до 84 %), одна- ко степень обогащения при этом является крайне низкой и, как правило, не превышает 5-7, составляя в среднем 2-4, Для сравнения отметим, что для мо- либденита степень обогащения при флотации равна 200-400, достигая в ряде случаев 700-900 (Сора, Жирскен, Орекиткан) и даже 5000-6000 (Медет, Бин- гем).

Кроме того, обращает на себя внимание одна характерная особенность флотации ферримолибдита - повышение качества молибденового концентра- та резко снижает извлечение металла. На основании изложенного материала можно сделать вывод, что для ферримолибдитовых руд пока еще не разрабо- тано удовлетворительных режимов флотации.

Методы извлечения молибдена из иовеллитовых руд изучены сравни- тельно неплохо. Степень обогащения повеллитовых руд при флотации значн-

го) в зависимости от степени окисления, полученные при исследовании тех- нологических проб Жпрекенского месторождения [31 % 88]. построены графи- ки зависимости извлечения молибдена от степени окисления молибденита - для лабораторных и фабричных условий (рис. 2).

Аиалтируя графики, приходим к выводу, что степень окисления мо- либденита оказывает существенное влияние на извлечение молибдена, осо- бенно общего, т.к. основные потери молибдена связаны с тем, что большая часть его находится в окисленной форме, не извлекаемой в основной флота- ции с использованием сульфгидрильных собирателей.

Таким образом, по степени окисления молибденита, а следовательно, и но соотношению минеральных форм молибдена, молибденовые руды делятся на два технологических типа: сульфидные и окисленные, причем среди окис- ленных молибденовых руд наиболее труднообогатимыми являются руды со степенью окисления более 20 %, окисленные минералы молибдена которых представлены ферримолибдитом.

Неудовлетворительные показатели флотационного обогащения окис- ленных молибденовых руд предопределяют необходимость изыскания эф- фективных химических и комбинированных методов их обогащения.

Одной из первых разработок по извлечению молибдена из окисленных руд является работа Сибцветметниипроекта, выполненная под руководством Б.Н.Ласкорина (51]. На основании исследований разработан ТЭД о целесооб- разности переработки окисленных руд Сорского месторождения. Технология предусматривает переработку окисленной руды в аппаратах, осуществляе- мых сорбцию молибдена и меди из пульп. Проектируемое извлечение мо- либдена - 80,4 %, меди - 86,6 %, расход кислоты - 80 кг на 1 т руды.

Возможность использования перспективного кучного выщелачивания молибдена для бедных забалансовых руд была показана в работах институтов СибцветметНИИпроект и Криворожского горнорудного [89, 90, 91, 93]. Для выщелачивания применялись растворы серной кислоты высокой концентра- ции (20-40 %). Других сведений об этих работах в доступной литературе не найдено.

Поисковая работа, проведенная институтом Средазниипроцвстмет, показала принципиальную возможность переработки молибденсодержащих окисленных руд методом кучного выщелачивания с применением разбавлен- ных растворов серной кислоты и выделением молибдена из продуктивных растворов сорбцией [58, 75, 76]. Ориентировочная технико-экономическая оценка, выполненная на основании лабораторных исследований, показала

экономическую целесообразность применения подобной технологии для пе- реработки окисленных отвалов Сорского комбината [32J.

Следующим этапом работы института Срсдазнипроцветмета была раз- работка и выдача исходных данных для проектирования опытно- промышленного участка по кучному выщелачиванию окисленных руд Сор- ского месторождения [13]. Укрупненные лабораторные исследования прове- дены на навесках руды массой в 65-96 кг, фракция -50+2 мм с содержанием молибдена: в богатой пробе общее - 0,085 %, сульфидное 0,006 %; в бедной пробе - соответственно 0,065 и 0,008 %. Выщелачивание проводилось 5- процентным раствором серной кислоты, т.к. более бедные растворы значи- тельно замедляли процесс. Режим орошения - 2 раза в неделю. За 30 месяцев орошения извлечено 76 % молибдена. Расход серной кислоты составлял 97 кг на 1 тонну руды. Сорбция молибдена осуществлялась на ионит ЛН-251, ем- кость его из растворов, содержащих 30-35 г/л остаточной кислоты, составля- ла 180-140 мг молибдена на 1 г. Для очистки сбросных растворов иснытыва- лись активированные угли марки УПК, ПК А, УПХ. Готовая продукция выде- лялась в виде парамолибдата аммония.

В работе [34] изложены результаты исследований по выщелачиванию различных продуктов, содержащих окисленные молибденовые минералы. Исследования проводились на материале класса крупности - 2 мм. Песчаная фракция хвостов обогащения, отобранная с пляжа Тыраыаузского хвосго- хранилища, содержала 0,003 % окисленного молибдена. Выщелачивание проводилось в колоннах с массой руды 2400 г раствором углекислого натрия концентрацией 5 г/л. Удельная нагрузка - 20 г/т руды в сутки. При Т:Ж-1:1 извлечение молибдена составило 61,3 %. Максимальная концентрация мо- либдена в растворе достигла 50-70 мг/л, а максимальная скорость извлечения - 2-3 % в сутки, средняя суточная скорость - 0,55 %.

В работе [32] изучались условия выщелачивания двух проб руды Сор- ского месторождения. Для сокращения расхода реагентов была испытана

зо

возможность выщелачивания содовым раствором. Раствор с концентрацией 30 г/л позволяет извлечь до 27 % окисленного молибдена, практически не за- трагивая сульфидный. Выщелачивание сульфидно-щелочным раствором (40 г/л сернистого натрия и 20 г/л гидроксида натрия) позволяет извлечь почти весь окисленный молибден, но также не затрагивая сульфидный. Макси- мальная суточная скорость извлечения для содового растворителя 0,19 %, среднесуточная - 0,067 %. Для сульфидно-щелочного соответственно 0,65 % и 0,15 %. Применять эти растворы на практике из-за малой скорости извле- чения, дороговизны реактивов и сложности работы с сернистым натрием не- целесообразно [32]. Поэтому дальнейшие исследования были направлены на разработку кислотного выщелачивания.

Для выделения молибдена из продуктивных растворов, полученных выщелачиванием молибденовых руд, большинство исследователей предла- гают сорбционно-десорбшюнную схему [ІЗ, 32, 34, 48, 49, 51, 57, 58, 75, 76, 89, 93]. Но в условиях выщелачивания растворами гипохлорита, когда в про- дуктивных растворах будет' содержаться большое количество хлористого и серно-кислого натрия сорбцнонный процесс может не оправдать себя.

В качестве альтернативного решения рассматривается возможность прямого получения трисульфнда молибдена из продуктивного раствора. Этот метод рекомендует Зеликман [26] для растворов, содержащих 0,2 г/л молиб- дена; извлечение молибдена из раствора достигает 98-99 %. Этот процесс был проверен институтом «Средазниипроцветмет» [76] и показал достаточно хорошие результаты.

В настоящее время, как известно, весь геологоразведочный процесс на месторождениях молибденовых руд ориентируется на их последующую от- работку исключительно традиционной технологией [18, 29, 33, 42, 59, 65-68], включающей в себя следующие основные процессы:

-добыча балансовой руды из недр с применением систем разработки;

- обогащение выданной на поверхность руды на рудообогатильных фабриках с получением товарных концентратов, промпродуктов и хвостов обогащения; -

извлечение полезных компонентов из концентратов и промпродуктов гидро- и пирометаллургическими методами.

Однако, возможность освоения молибденовых месторождений гидро- металлургическими методами подтверждается лабораторными исследова- ниями, показавшими высокое извлечение молибдена из руд \\7, 36, 80] и технико-экономическими расчетами эффективности этого способа отработки [84, 85]. Основное преимущество предлагаемых гидрометаллургических спо- собов перед традиционными - возможность значительного сокращения срока ввода месторождений в разработку. Вовлечение в эксплуатацию кучным вы- щелачиванием значительных по запасам и концентрации комплекса металлов молибденовых руд, особенно с учетом возможности освоения его забалансо- вых руд с содержанием молибдена ниже бортового, позволит существенно расширить реальную сырьевую базу ГОКов.

На основе обобщения и анализа результатов практической деятельно- сти и научных исследований в области обогащения молибденовых руд, уста- новлено, что основное влияние на технологические свойства молибденсо- держащих руд оказывает их минеральный состав и, прежде всего, характер ассоциаций молибденита с другими минералами.

Установленная зависимость технологических показателей обогащения молибденсодержащих руд от степени дисперсности молибденита позволяет молибденовые руды разделить на легкообогатимыс. среднеобогатимыс и труднообогатимые.

Технологические показатели обогащения молибденовых руд опреде- ляются также электрическими свойствами - молибденит, обладающий элек-

тронной проводимостью, лучше извлекается при флотационном обогащении, чем молибденит с дырочной проводимостью.

При переработке молибден-глинистых руд, как правило, наблюдается значительное снижение извлечения молибдена в концентрат. Эти руды отли- чаются вязкостью и шламоносностыо, их технологические свойства в необ- ходимой мерю не изучены и рациональные схемы обогащения остаются не- разработанными.

Между степенью окисления молибденита и показателями обогащения молибденсодержащих руд имеет- место четко выраженная зависимость: чем выше степень окисления, тем ниже извлечение молибдена в сульфидный концентрат, т.к. при этом подавляющее количество окисленного молибдена (более 95 %) переходит в хвосты. Относительно низкие технологические по- казатели переработки окисленных и смешанных молибденсодержащих руд на отечественных обогатительных фабриках обусловлены недостаточной эффективностью используемых технологических режимов их переработки, в связи с этим ведутся разработки флотационных, гидрометаллургических и комбинированных схем извлечения молибдена из окисленных руд.

В последние годы в связи с истощением запасов богатых руд в освое- ние вовлекаются труднообогатимые руды, находящиеся, как правило, в отва- лах предприятий молибденовой промывшей поста. Традиционные техноло- гии не могут обеспечить их эффективную переработку, поэтому проблема создания рациональных технологических схем и методов обогащения труд- нообогатимых молибденовых руд оставалась нерешенной.

<< | >>
Источник: Костромина Ирина Владимировна. Обоснование рациональной технологии переработки труднообогатимых молибденовых руд :На примере руд Жирекенского месторождения / Диссертация / Чита. 2004

Еще по теме 1.3. Обзор научных исследований в области разработки технологических режимов обогащении молибденовых руд:

  1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРАКТИКИ ОБОГАЩЕНИЯ МОЛИБДЕНОВЫХ РУД
  2. 2. ОЦЕНКА ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЛИБДЕНОВЫХ РУД ЖИРЕКЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
  3. 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО УСТАНОВЛЕНИЮ ВОЗМОЖНОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ ЗАБАЛАНСОВЫХ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВЫХ РУД ЖИРЕКЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
  4. 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМЫХ МОЛИБДЕН-АРГИЛЛШИТОВЫХ РУД
  5. Костромина Ирина Владимировна. Обоснование рациональной технологии переработки труднообогатимых молибденовых руд :На примере руд Жирекенского месторождения / Диссертация / Чита, 2004
  6. 3.1. Разработка технологического режима основного цикла флотации 3.1.1. Методика проведения эксперимента
  7. 1.2. Обобщение и анализ практики переработки молибденовых руд
  8. 5.3. Разработка режима снижения сорбционной способности глинистых минералов 5.3.1. Изучение влияния вывода глинистой фракции из операции измельчения на технологические показатели флотации
  9. 1.5. Проблемы, связанные с овладением научными знаниями 1.5.1. Отношение научного исследования и научных знаний к объективной реальности. Валидность в организации научного исследования и его результатов
  10. 2.2 Состояние технологической изученности руд месторождения
  11. 3.2. Обоснование рационального режима доводки молибденового концентрата
  12. Разработка метода научного исследования в философии XVII века: Ф. Бэкон, Р. Декарт, Б. Спиноза