способ измельчения минерального сырья

Формула изобретения

Способ измельчения минерального сырья, включающий подачу в мельницу измельчаемого материала, по меньшей мере, одного поверхностно-активного вещества и мокрое измельчение, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активных веществ используют фторированные одноатомные спирты предельного ряда с общей формулой H-(CF ₂CF₂)_n-CH ₂-OH, где n=1÷5, в количестве 25÷100 г на тонну измельчаемого материала.

Описание изобретения к патенту

Техническое решение относится к горнорудной промышленности, а именно к измельчению минерального сырья, и может быть использовано при переработке рудного и нерудного минерального сырья, в частности, при обогащении полезных ископаемых методом флотации.

Известен способ измельчения минерального сырья по авт.св. СССР №1618445, В02С 19/18, 23/06, опубл. в БИ №1, 1991 г., включающий предварительную обработку минерального сырья водным раствором поверхностно-активных веществ (ПАВ) и последующее механическое измельчение. При этом на минеральное сырье в процессе предварительной обработки его водным раствором ПАВ дополнительно воздействуют импульсными электрическими разрядами.

К недостаткам указанного способа следует отнести невысокое извлечение полезного компонента (вольфрамита) по сравнению с контрольным опытом. Это связано с применением ПАВ ОП-10, которое не в полной мере реализует эффект Ребиндера. Другим существенным недостатком является неконтролируемое изменение ионного состава водной фазы пульпы при электроимпульсной обработке минерального сырья, которое может привести к нарушению последующего технологического процесса.

Наиболее близким к техническому решению по сущности и совокупности существенных признаков является способ мокрого измельчения полезных ископаемых в барабанной мельнице в присутствии ПАВ при непрерывной загрузке в нее полезных ископаемых и воды, непрерывной выгрузке из нее водной суспензии измельченного материала с последующим его обогащением (Митрофанов С.И. Селективная флотация. М.: Недра, 1967. - С. 330).

Недостатком этого способа является низкая эффективность процесса обогащения, связанная с качеством используемых ПАВ.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение эффективности процесса обогащения за счет роста селективности раскрытия полезного компонента при измельчении минерального сырья, а также за счет повышения извлечения и улучшения качества концентрата при последующем обогащении.

Поставленная задача достигается тем, что в способе измельчения минерального сырья, включающем подачу в мельницу измельчаемого материала, по меньшей мере одного ПАВ, и мокрое измельчение, согласно техническому решению в качестве ПАВ используют фторированные одноатомные спирты предельного ряда с общей формулой H-(CF₂ CF₂)_n-CH ₂-OH, где n=1÷5, в количестве 25÷100 г на тонну измельчаемого материала.

Введение в мельницу указанных фторированных одноатомных спиртов приводит к адсорбции их молекул на стенках микротрещин измельчаемого материала, в том числе и трещин, образовавшихся по плоскостям срастания частиц различных минералов. При этом согласно эффекту Ребиндера снижается механическая прочность срастания частиц минералов различной природы. При измельчении разрушение частиц происходит по наиболее ослабленным связям, в том числе и по плоскостям срастания частиц минералов. В результате происходит их селективное разделение, снижается количество сростков. При последующем обогащении полезный компонент извлекают из смеси минералов полнее. Потери, связанные со сростками частиц минералов пустой породы с полезным компонентом, значительно снижаются. Одновременно снижается количество сростков в концентрате, что повышает его качество.

Повышение качества раскрытия полезных компонентов минерального сырья связано в первую очередь со спецификой химического соединения и более сильным влиянием групп CF ₂ на величину поверхностной энергии. По сравнению с гомологическими рядами гидрированных ПАВ влияние группы CF₂ на критическую концентрацию мицелообразования эквивалентно 1,5÷1,8 СН₂ группам. Имея меньшие размеры гидрофобных хвостов, молекулы фторированных спиртов проникают в поры и трещины, образовавшиеся на местах срастания частиц минералов различного вещественного состава, ослабляют прочность их связи. Этим фторированные спирты обеспечивают не столько сокращение времени процесса измельчения продукта, сколько качественное разделение минералов различного вещественного состава. Таким образом, эффективность процесса обогащения повышается за счет роста селективности раскрытия полезного компонента при измельчении материала в присутствии указанных ПАВ.

Способ реализуют следующим образом. Исходное минеральное сырье с водой загружают в мельницу, одновременно в нее дозируют по меньшей мере одно ПАВ - фторированный одноатомный спирт предельного ряда, например Н-(CF₂CF ₂)₃-СН₂-ОН, в количестве 25÷100 г на тонну измельчаемого материала. После измельчения материал направляют на обогащение, например на флотацию.

Способ поясняется на примере обогащения медно-пирротиновой руды, содержащей 2,15÷2,3% Cu и 1,04÷1,12% Ni.

Руду крупностью - 3 мм подвергают мокрому измельчению, например, в рольганговой мельнице до крупности 89% класса - 0,071 мм. Измельченную при различных расходах ПАВ руду обогащают флотационным способом.

В качестве показателей обогащения принята сумма _кол извлечений меди и никеля в концентрат коллективной флотации и суммарное извлечение полезных компонентов в концентрат коллективной и контрольной флотаций.

Результаты лабораторных опытов представлены в таблице. Из приведенных данных следует, что без подачи на измельчение ПАВ извлечение меди и никеля в концентрат коллективной флотации равно 87,9 и 63,0% соответственно. Сумма _кол составила 150,9%, a 174,1%. При подаче ПАВ на измельчение в количестве 50 г/т руды извлечение меди составило 91,1% и 67,3% никеля. _кол составила 158,4%, a в концентрат коллективной и контрольной флотации поднялась до 179,4%. При расходе ПАВ 25 г/т руды показатели флотации снизились, но, учитывая сокращение расхода ПАВ в два раза, данный режим также может быть рекомендован для измельчения минерального сырья перед последующим флотационным обогащением. Из таблицы следует, что увеличение расхода ПАВ на измельчение свыше 100 г/т руды не может быть рекомендовано из-за низких показателей обогащения. Если при расходе ПАВ 100 г/т руды суммарное извлечение полезных компонентов при обогащении составило 177,2% (выше нулевого опыта на 3,1%), то при расходе 200 г/т 170% (ниже нулевого). Возможно одновременное использование нескольких ПАВ.

Таким образом, использование указанных фторированных спиртов при измельчении минерального сырья позволяет повысить эффективность процесса обогащения за счет роста селективности раскрытия полезного компонента, повышения извлечения и улучшения качества концентрата при последующем обогащении.

Результаты обогащения медно-пирротиновой руды с использованием в измельчении ПАВ - фторированных спиртов, например Н-(CF2CF2 )3-СН2-ОН
Расход ПАВ, г/т руды	Продукты	Выход, %	Содержание, %		Извлечение, %		кол	осн + контр
			Cu	Ni	Cu	Ni
0	Кт осн Кт контр Хвосты	21,9 10,5 67,6	9,862 1,452 0,19	3,0795 1,693 0,32	87,9 6,6 5,5	63,0 16,6 20,4	150,9	174,1
	Исходная	100	2,30	1,07	100	100
25	Кт осн Кт контр Хвосты	20,5 9,1 70,4	9,663 1,005 0,15	3,642 1,791 0,30	91,0 4,2 4,8	66,6 14,5 18,9	157,6	176,3
	Исходная	100	2,18	1,12	100	100
50	Кт осн Кт контр Хвосты	22,0 10,4 67,6	9,27 0,9796 0,144	3,345 1,726 0,26	91,1 4,6 4,3	67,3 16,4 16,3	158,4	179,4
	Исходная	100	2,24	1,09	100	100
100	Кт осн Кт контр Хвосты	18,0 13,1 68,9	10,7 1,46 0,11	3,02 2,25 0,29	87,7 8,7 3,6	52,4 28,4 19,2	140,1	177,2
	Исходная	100	2,20	1,04	100	100
200	Кт осн Кт контр Хвосты	16,6 12,8 70,6	10,91 1,795 0,16	2,034 2,453 0,37	84,1 10,7 5,2	45,7 29,5 24,8	129,8	170,0
	Исходная	100	2,15	1,06	100	100