способ переработки смешанных медьсодержащих руд с предварительным гравитационным концентрированием и биовыщелачиванием цветных металлов

Формула изобретения

1. Способ переработки смешанных медьсодержащих руд, включающий дробление, измельчение, гравитационное концентрирование руды и переработку концентрата, отличающийся тем, что руду измельчают до 0,6 мм, гравитационное концентрирование ведут на прямоточном шлюзе мелкого наполнения с получением концентрата, промпродукта и отвальных хвостов, концентрат и промпродукт гравитационного концентрирования направляют на биовыщелачивание в отдельных циклах с использованием бактериальных комплексов, состоящих из адаптированных к меди аутотрофных тионовых бактерий Ac. ferrooxidans, Ac. thiooxidans в активной фазе роста.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что степень сокращения направляемого на биовыщелачивание материала при гравитационном концентрировании составляет 1000-1500.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что биовыщелачивание ведут в чановом режиме при численности бактерий не менее 10⁷ клеток/мл, отношении Т:Ж=1:5-1:9, активной или умеренной аэрации, температуре 15-45°C в течение 90-120 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной и черной металлургии, а именно к способу обогащения комплексных полиметаллических руд и, в частности, к обогащению смешанных сульфидно-окисленных медьсодержащих руд.

Известен способ, включающий биовыщелачивание с предварительной дезинтеграцией или агломерацией руды и ее обработкой сернокислым раствором, через который барботируется воздух, подвергнутый облучению в ультрафиолетовом диапазоне длин волн для генерации озона,

Пат RU 2361937, 06.12.2007; С22В 11/00; С22В 3/06; С22В 3/18.

Недостатками способа являются: необходимость биовыщелачивания всей исходной массы руды с предварительной высоко энергозатратной обработкой больших объемов сернокислотного раствора облученным в ультрафиолетовых лучах воздухом для генерации озона; высокий расход серной кислоты; проблемы при фильтрации растворов выщелачивания из-за «закупорки» фильтров образующейся гелеобразной субстанцией.

Известен способ, включающий сернокислотное выщелачивание руды, дробленой сухим способом до крупности -3 мм, фильтрацию, промывку кека выщелачивания, его измельчение, флотацию меди с основной, 2 перечистными, контрольной, основной и контрольной флотацией промпродукта, жидкостную экстракцию-электроэкстракцию меди из растворов выщелачивания [Карабасов Ю.С.Панин В.В., Воронин Д.Ю., Крылова Л.Н. Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья: Материалы Междунар. совещания "Плаксинские чтения - 2002", 16-19 сент.2002, Чита. - М.: П99. Изд-во ПКЦ "Альтекс", 2002. - С.41-42].

Недостатками способа являются: необходимость сернокислотного выщелачивания всей массы поступающей руды с соответственно высоким расходом серной кислоты (порядка 650 кг на 1 т руды) при высоких концентрациях, разветвленная схема флотации.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является способ, включающий дробление и измельчение руды до 60% класса минус 0,063 мм, гравитационное обогащение в центробежных концентраторах с доводкой концентрата на концентрационных столах, флотацию хвостов гравитации, сернокислотное выщелачивание флотационного концентрата с подачей озоно-кислородной газовой смеси, пероксида водорода и ионов оксидного железа, флотацию меди из кека выщелачивания, патент RU 2428493, 18.12.2009; С22В 15/00; С22В 11/00; С22В 3/08.

Недостатками способа являются: необходимость тонкого измельчения всей массы поступающей на обогащение руды; использование сернокислотного выщелачивания с применением опасных для здоровья и окружающей среды вредных и пожароопасных соединений (серной кислоты, озоно-кислородной газовой смеси, пероксида водорода); проблемы при фильтрации вследствие гелеобразования в продуктивном растворе.

Цель настоящего изобретения: повышение комплексности использования природного минерального сырья при увеличении глубины переработки и использовании экологически безопасных технологических решений.

Задачи, на решение которых направлено предлагаемое решение: повышение эффективности обогащения руд за счет снижения потерь ценных составляющих (тяжелых минералов, благородных металлов), упрощения технологии, снижения энергетических, материальных и трудовых затрат на переработку.

Технический результат состоит в том, что в отличие от известного способа предлагаемый способ предусматривает измельчение, стадию низкозатратного предварительного гравитационного концентрирования с максимально глубокой концентрацией полезных компонентов с выделением отвальных хвостов и направлением на последующую биогидрометаллургическую переработку концентрата и промпродукта гравитационного концентрирования и с исключением из схемы флотационного передела.

Согласно способу переработки смешанных медьсодержащих руд с предварительным гравитационным концентрированием и биовыщелачиванием цветных металлов исходный рудный материал измельчают до крупности 0,6 мм и направляют на прямоточный шлюз мелкого наполнения с непрерывным получением и выводом концентрата (готовый тяжелый продукт), промпродукта и хвостов в режиме реального времени. Концентрат и промпродукт шлюза поступают на чановое биовыщелачивание в отдельных циклах. Хвосты гравитационного концентрирования являются отвальными и направляются в отвал. Продуктивные растворы биовыщелачивания направляют на извлечение меди известными способами. Кеки биовыщелачивания концентрата и промпродукта шлюза идут на извлечение благородных металлов известными способами, например, цианированием.

Преимущества предлагаемого способа переработки смешанных медьсодержащих руд в сравнении с известным: на стадии предварительного гравитационного концентрирования обеспечиваются максимально глубокая предконцентрация минерального сырья; получение отвальных хвостов в одну стадию, непрерывный вывод концентрата тяжелых и среднетяжелых минералов и благородных металлов, возможность извлечения полиминеральных агрегатов, сокращение в 1000-1500 раз объема материала, идущего на биовыщелачивание; на стадии биовыщелачивания обеспечиваются сокращение в 10-15 раз расхода серной кислоты на выщелачивание и, следовательно, исключение проблем с фильтрацией продуктивного раствора, повышение извлечения целевого компонента в продуктивный раствор. Из процесса переработки исключается флотационный передел; отпадает потребность в больших производственных площадях, в тонком измельчении. Используемые процессы технологически надежны и экологически безопасны; значительно снижаются потребности в энергетических, материальных и трудовых ресурсах.

Способ может быть использован в горно-обогатительной, металлургической, горно-химической, строительной и других отрасли промышленности при переработке природного и техногенного минерального сырья.

Пример

Медная минерализация в смешанных рудах представлена сульфидами (халькозин, ковеллин, борнит, халькопирит), сульфатами (брошантит, антлерит), силикатами (хризоколла), карбонатами. Содержание меди в руде - 1,5-1,8%, из которой более половины (57,7%) находится в сульфидной форме, остальная - в оксидной с преобладанием брошантита (1,9%). Руды содержат минералы железа, в том числе до 2,5% магнетита; присутствуют серебро (до 15 г/т) и примеси теллура и висмута. Руды отличаются трещиноватостью, развитием окисленных форм меди по трещинам, повышенной скважностью магнетита и гидроксидов железа.

Руды измельчают до крупности 0,6 мм (начало раскрытия сульфидных минеральных фаз меди и оптимального раскрытия минералов породы) и направляют на гравитационное концентрированно на установленном на выходе цикла измельчения прямоточном шлюзе мелкого наполнения с получением концентрата, промпродукта и хвостов. В концентрат (готовый тяжелый продукт) извлекаются тяжелые минералы и полиминеральные агрегаты при содержании меди 58-60%. Концентрат при выходе 0,1-0,2% и промпродукт при выходе 6-7% идут на чановое биовыщелачивание в отдельных циклах. Образующиеся в один цикл гравитационного концентрирования хвосты шлюза при выходе 92-93% являются отвальными. Степень сокращения направляемого на биовыщелачивание материала составляет 1000-1500. Биовыщелачивание осуществляется с использованием бактериальных комплексов, состоящих из адаптированных к меди тионовых бактерий Ac.ferrooxidans, Ac.Thiooxidans и др., которые культивируются на питательных средах, накапливаются и подаются на выщелачивание в чановом режиме при численности бактерий не менее 10⁷ клеток/мл, отношении Т:Ж=1:5-1:9, активной или умеренной аэрации, температуре 15-45°С, в течение 90-120 часов.

Из концентрата шлюза биовыщелачиванием в раствор переводится 96% меди, из промпродукта шлюза - 98,5% меди. Расход серной кислоты на биовыщелачивание составляет 65-70 кг на 1 т руды, что в 10 раз ниже аналогичного показателя в известном способе. Продуктивные растворы направляются на извлечение меди известными способами, кеки выщелачивания - на извлечение благородных металлов известными способами (например, цианированием), отвальные хвосты гравитационного концентрирования - на получение продукции строительного профиля.