Способ извлечения криолита из редкометального сырья

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4(59 В 03 0 1/00 ОБРЕТЕН АН ВИДЕТЕЛЬСТ ТОРСКОМ ко К- ии 2. С с целью при фло развуко та коле интенси особ по п. 1, отличаюповышения качестватации на пульпу воздыми колебаниями, паний составляет 0,8ность 0,6 - 1,5 Вт/см 2 щиися тем, что,концентрата, йствуют ульти этом часто 1,6 МГц, а Оя СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Бронницкая геолого-геохимическая эспедиция и Институт минералогии, геохими кристаллохимии редких элементов(54) (57) 1, СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КРИЛИТА ИЗ РЕДКОМЕТАЛЬНОГО СЬ 1 РЬпо авт, св,1017386, отличающийся течто, с целью повышения степени извлеченкриолита при флотации неклассифицирова 80.1144727 А ного материала при реагентами, на пульп действуют ультразву при этом при кондици вой и третьей стадиям воздействуют ультраз ми с частотой 0,8 - ностью 0,6 - 1,5 Вт/см дией флотации - с и интенсивностью 0,6 кондиционировании с у дополнительно возковыми колебаниями, онировании перед пери флотации на пульпу вуковыми колебания,6 МГц и интенсив, а перед второй стачастотой 15 - 40 кГц - 1,5 Вт/см.50 55 Изобретение относится к способам обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному способу извлечения криолита из редкометального сырья.По основному авт. св. Мо 1017386 известен способ извлечения криолита из редкометального сырья, включающий измельчение исходного сырья, кондиционирование пульпы с реагентами и стадиальную флотацию, которую проводят в три приема в щелочной среде с извлечением криолита, при кондиционировании последовательно вводят сульфат хрома, жидкое стекло и олеат натрия, причем соотношение сульфата хрома и жидкого стекла составляет 0,125:1 - 0,133:1, перед второй стадией флотации пульпу кондиционируют с сульфатом хрома и олеатом натрия, а перед третьей стадией флотации пульпу дополнительно кондиционируют с сульфатом хрома, жидким стеклом и олеатом натрия, при этом соотношение сульфата хрома и жидкого стекла составляет 0,25:в 0,4:1, прямую стадиальную флотацию криолита проводят при рН 8,5 - 9,5 11,Недостатками способа являются низкие степень извлечения криолита и качество концентрата. В промышленных условиях известный способ извлечения криолита не позволяет достичь стабильно высоких показателей из-за неизбежных колебаний вещественного состава руд. Обеспечить постоянство качества перерабатываем ого сырья путем шихтовки руд из разных блоков организационно не всегда возможно и требует значительных дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат. Это обусловлено типичным непостоянством содержания криолита в объеме месторождения (коэффициент вариации около 100 О/о) и отсутствием пространственной связи редкометального и криолитового оруднения. В результате этого шихтовка редкометальной руды по содержанию криолита дестабилизирует содержание в перерабатываемой руде редких элементов, что обусловливает ухудшение режимов и показателей обогащения по основным компонентам. Цель изобретения - повышение степени извлечения криолита при флотации неклассифицированного материала.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу при кондиционировании на пульпу дополнительно воздействуют ультразвуковыми колебаниями, при этом при кондиционировании перед первой и третьей стадиями флотации на пульпу воздействуют ультразвуковыми колебаниями с частотой 0,8 - 1,6 МГц и интенсивностью 0,6 - 1,5 Вт/см, а перед второй стадией флотации - с частотой 15 - 40 кГц и интенсив.- ностью 0,6 - 1,5 Вт/см.При флотации на пульпу воздействуют ультразвуковыми колебаниями, при этом 5 10 15 20 25 30 35 40 45 частота колебаний составляет 0,8 - 1,6 мГц, а интенсивность 0,6 - 1,5 Вт/см.флотация криолита интенсифицируется ультразвуковыми колебаниями и использованием эффекта комбинационного воздействия ультразвуком с различной частотой колебаний. При воздействии ультразвуком низких частот (15 - 40 кГц) интенсификация флотации обеспечивается кавитацией (диспергируются флотореагенты, очищается поверхность минеральных зерен). Ультразвуки с высокой частотой колебаний 0,8 - 1,6 МГц оказывают положительное влияние на адсорбцию реагентов на поверхности минеральных зерен вследствие влияния акустических микропотоков при полном отсутствии кавитации. Указанные отличия акустических полей различных частот соответствуют характеру протекания всех стадий флотационного извлечения криолита из руды.Первая стадия флотации криолита при воздействии ультразвука мегагерцевого диапазона частоты характеризуется ультразвуковым кондиционированием пузырьков, когда гасятся псевдопузырьки, слабые для флотации, и повышается качество концентрата. На второй стадии за счет ультразвуковой кавитации на частоте 15 - 40 кГц повышается активность флотореагентов и возрастает выход полезного продукта. На третьей стадии за счет ультразвукового кондиционирования на частоте 0,8 в 1,6 МГц повышается качество концентрата криолита.Если флотация протекает вяло и выход концентрата уменьшается, то ультразвук мегагерцевого диапазона частоты включается только при контактировании флотореагентов и выключается в момент собственно флотации, В тех случаях, когда флотация протекает бурно с ростом выхода пенного продукта, ультразвук включается как при контактировании, так и при собственной флотации (пеносъема и пенообразования), что позволяет погасить псевдопузырьки, слабые для флотации, и повысить качество концентрата. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность управлять флотацией с помощью ультразвука, зависящей от многих трудно учитываемых и регулируемый факторов (колебания вещественного состава питания, изменение активности флотореагентов, состава воды и т.д.). Повышение стабильности, степени извлечения криолита из редкометального сырья и осуществление флотации неклассифицированного материала, возможно только с учетом физических и физико-химических воздействий акустического поля разной частоты и интенсивности. Так кондиционирование пульпы с реагентами перед первой и третьей стадиями флотации криолита должно осуществляться без кавитации (кавита1144727 Сга (ВОа)а 40 г/т; обреЬткаж.с. 1500 г/т;Айаа 500 г/т; /а - 1 Мгц;= 0,6 Вт/см основ анан флотацнл Сг (Воа)а 40 г/т;Айа 200 г/т; атратвук/- 19 кгц; 1 = 1 В основнал Сг, (ВО,), ж.с, 400 г/т Айа 200 г/ онцентрат 2 Контр.флотаннл ук 5 -мгц;= 0,5 Вт/сма ентрат Хвосты в ция вызывает диспергирование минералов и их переизмельчение, создает турбулентные потоки), т,е. для этого необходимы высокие частоты мегагерцевого диапазона. Для получения ультразвука мегагерцевого диапазона частоты применяются пьезокерамические излучатели, толщина пластин которых зависит от частоты- чем выше частота, тем тоньше пластина излучателя; для частоты 1= 2 мГц толщина пластины должна быть менее 1 мм и излучатель подвержен ме- О ханическому разрушению, что делает его непригодным для промышленных предприятий. Оптимальная частота 1 мГц, толщина пластины около 2 мм; для 1 = 800 кГц толщина пластины около 10 мм. Дальнейшее увеличение толщины пластины нецелесообразно из-за роста габарита и веса излучателя ультразвука.Исходя из вышеизложенного рабочие частоты выбирают в диапазоне 0,8 - 1,6 МГц.Выбор интенсивности ультразвука проводили экспериментальным путем. Опыты ставились при различной интенсивности 0,1;0,5; 1; 1,5; 2 и 3 Вт/см и показали, что интенсивность звука должна быть не менее 0,5 Вт/см 2, поэтому нижнюю границу интенсивности звука приняли 0,6 Вт/см 2 гЗаметное улучшение флотации было получено при интенсивности звука 1 Вт/см, затем повышение качества флотации замедляется, поэтому верхнюю границу интенсивности звука приняли равной 1,5 Вт/см.Увеличение интенсивности звука свыше 2 - 3 Вт/см связано со значительными энергетическими затратами питающих генераторов и требует дорогостоящих излучателей специальной конструкции с концентрацией и фокусировкой ультразвуковых колебаний, Зс что делает предлагаемый способ нерентабельным.С учетом вышеизложенного для кондиционирования пульпы с реагентами интенсивность звука составляет 0,6 - 1,5 Вт/см. 4Для обработки пульпы перед флотацией с целью повышения активности флотореагентов требуется наличие кавитации за счет дополнительного эмульгирования, достигаемого воздействием ультразвука с более низкой частотой. Поэтому для получения в этом случае положительного эффекта криолита, необходимы низкие частоты ультразвуковых колебаний в диапазоне 15 - 40 кГц. Интенсивность звука берется минимальной, достаточной для получения эффекта кавитации в пульпе: чем ниже частота колебаний, тем при меньшей интенсивности звука возникает кавитация (для 15 кГц достаточно 0,6 Вт/см 2, а для 40 кГц - 1,5 Вт/см 2.Предлагаемый способ включает следующие технологические операции.Стадиальную флотацию криолита проводят в три приема в щелочной среде с извлечением криолита в пенный продукт,и последовательно вводят сульфат хрома, жидкое стекло и олеат натрия, при этом соотношение сульфата хрома и жидкого стекла составляет 0,125:1 - 0,133;1, кондиционирование пульпы с реагентами проводят под воздействием ультразвука частотой 0,8 - 1,6 МГц и интенсивностью 0,6 - 1,5 Вт/см.Перед второй стадией флотации пульпу кондиционируют сульфатом хрома и олеатом натрия при воздействии ультразвука частотой 15 - 40 кГц и интенсивностью 0,6 - 1,5 Вт/см 2,Перед третьей стадией флотации пульпу дополнительно кондиционируют сульфатом хрома, жидким стеклом и олеатом натрия, при этом соотношение сульфата хрома и жидкого стекла составляет 0,25:1 - 0,4:1, а кондиционирование пульпы проводят под воздействием ультразвука с частотой 0,8 - 1,6 мГц и интенсивностью 0,6 - 1,5 Вт/Вм 2.Пример, Флотации подвергался крио-,. лит из восьми проб руд различного веще- ственного состава одного месторождения по следующей схеме:114427 5Для получения сравнительных данных параллельно проводили флотацию тех же продуктов по той же схеме флотации, но без ультразвуковой обработки пульпы,В обеих сериях опытов устанавливали величину извлечения криолита в концентрат (пенный продукт флотации) одинакового качества. Флотировали немагнитную фракцию хвостов гравитационного обогащения редкометальной руды и выделенный из нее класс крупностью - 0,1+0,044 мм, оптимальный для флотации криолита (по данным специальных исследований). Перед первой и третьей стадиями флотации пульпу во флотокамере обрабатывали ультразвуком с частотой колебаний 1 МГц, и интенсивностью звука 0,5 Вт/см, а перед второй флотацией - ультразвуком 19 кГц и интенсивностью 1 Вт/см.В табл. 1 представлены результаты флотацин криолита при получении концентрата одинакового качества (содержание криолита в - 15/) из немагнитной фракции хвостов гравитационного обогащения редкометальной руды.Помимо повышения степени извлечения криолита, как это видно из табл, 1, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет получить более стабильные показатели извлечения криолита при колебаниях вещественного состава руды (табл. 2).Применение предлагаемого способа повышает среднее значение извлечения криолита при флотации неклассифицированного материала (всей немагнитной фракции) более чем на 20 / (с 54,5 до 81,1/о) и одновременно существенно, повышает стабиль- в ность полученных величин извлече ч (коэффициент вариации снизился с 2 до 27,1 ц/с) . В результате использования ультразвука результаты флотации неклассифицированного материала сравнялись с показателями флота ции материала оптимальной крупности класса - 0,1 + 0,44 мм, что имеет важное значение при промышленной переработке руд для получения стабильных показателей обогащения.10 Для получения сравнительных данных повыбору значений частоты колебаний и интенсивности ультразвука проводили серию опытов по той же схеме флотации как без ультразвуковой обработки пульпы, так и при разных значениях частоты колебаний и их интенсивности. Во всех опытах устанавливали величину извлечения криолита в концентрат (пенный продукт флотации) одинакового качества, Флотировали немагнитную фракцию хвостов гравитационного обо гащения редкометальной руды и выделенный из нее класс крупностью - О, +О;044 мм оптимальный ряд флотации криолита (по данным специальных исследований). Перед первой и и третьей стадиями флотации пульпу во флотокамере обрабатывали ультра звуком с частотой колебаний 1, = 800 кГц;1 МГц и 2 МГц и интенсивностью д,ь = = 0,5; 1 и 1,5 Вт/см, а перед второй флотацией - ультразвуком частотой 1, = 15;19 и 40 кГц и интенсивностью д = 0,5; 1 311 и 1,5 Вт/см (табл. 3) .Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить степень извлечения криолита (на 20 Й) и качество концентрата.1144727 Таблица 1 Известный способ Содержание риолита руде, % Про ИИзвлечениепри флотациине магнитной ракции крупостью - 0,1+0,044, мм 87,5,0 0,0 а б а 2 лечения мм особ Средние знач Коз фициен вариацииначений из влечения криолит 3,7 9,2 вестныи 78,8 редлагаемыи Предлагаемый способ звлечениери флотациисей немагнитой фракции Показатели извлечения при флотации всей немагнитной фракцииСредние значения извлечения для всех опьпов Извлечениепри флотациивсей немагнит.фракции Показателиемагнитной - 0,1 + яия извлечениядля всех опытов Извлечениепри флотациине магнитнойфракции крупкостью - 0 1+0,044 мм оэффициентариации значе.нии извлечениякриолитаОО а О оо счВ О ФОл (ф 3 щ Ооо оо О а Оф оо Гчй ф оо ф сч м ц К К К К фа Ол о о 0 а ц" оо и Осч смъ чъ Ф" Ф тго". ц ф ф оо ч