Введение
Сурьма находит широкое применение в технике в виде сплавов и соединений – их насчитывается около двухсот: в типографии, в химическом машиностроении, для изготовления труб и аккумуляторов, в электронной промышленности, в производстве полупроводниковых приборов, в современной ядерной науке, в текстильной промышленности, в производстве невозгораемых тканей и красок. Ее используют также для изготовления оптического (просветленного) стекла, в медицине, в сельском хозяйстве и многих других промышленных областях.
Географическое размещение запасов сурьмы в России не так многогранно – они расположены в Забайкальском и Красноярском краях и Якутии. Основные потребители сырья находятся в европейской части страны.
Крупнейшим сурьмяносодержащим месторождением в настоящее время в России является месторождение Жипкоша, находящееся в Восточном Забайкалье. По мировым запасам сурьмы наша страна занимает второе место после Китая: на ее долю приходится более 20 % запасов данного полезного ископаемого. Тем не менее потребление сурьмы в России гораздо ниже, чем в развитых странах, таких как США, Германия, Китай.
На сегодняшний день одной из проблем по выпуску сурьмяных концентратов является их относительно низкие цена и качество, поэтому силы предприятий направлены на сокращение расходов при повышении качества продукции и увеличении объемов производства. Естественно, что для обогащения сурьмы необходимо применение доступных реагентов и малозатратных процессов обогащения. Целью выполненных исследований являлось извлечение сурьмы в концентрат флотации сурьмяных руд Восточного Забайкалья за счет введения в схему дополнительной флотации окисленных форм Sb путем внедрения недорогих реагентов-собирателей.
Методы исследований
В работе использованы данные исследований по обогащению сурьмяной руды месторождения в России. Выполнены флотационные испытания комплексного реагента КР-1 в качестве собирателя окисленной формы сурьмы.
Результаты исследований
При проведении исследований руды месторождения Жипхоша потери с хвостами флотации составили 20,6 % при содержании сурьмы, равном 1,99 % [1–10].
Извлечение оксидов сурьмы флотацией – одна из наиболее трудных проблем в технологии переработки сурьмяных руд [5]. За прошедшие годы много исследований было связано с флотацией сурьмяных окисленных руд, но ни одна из технологий пока не доведена до промышленного внедрения.
Поиск эффективных реагентов для флотации окисленных сурьмяных руд продолжается. Ниже приводятся некоторые интересные разработки в этом направлении [4]:
1. При активации оксидов сурьмы марганцем (30 мг/л) и использовании в качестве коллектора гидроксамовой кислоты (80 мг/л) их флотация заметно улучшается (извлечение – 95 %). В отсутствии солей марганца извлечение достигало всего 42 %. В результате активации поверхности оксидов сурьмы марганцем усиливается взаимодействие поверхности с коллектором, что приводит к снижению образования оксидов (улучшению флокуляции) и, соответственно, уменьшению активации минералов пустой породы.
2. При флотации окисленной сурьмяной руды с содержанием Sb3,04 % и использовании октангидросамовой кислоты, эмульгатора синтекс (сложного алкилсульфата), трансформаторного масла и медного купороса при интенсивном их перемешивании получен сурьмяный концентрат с содержанием Sb 12,66 % при извлечении 88,3 %.
3. Исследован механизм активации окисленных минералов сурьмы катионами меди [6], показано, что катионы меди могут эффективно способствовать флотации оксидов сурьмы при концентрации катионов меди 100 мг/л и рН = 4.
Указанные выше способы флотации окисленных руд были проверены на хвостах сульфидной флотации, полученных при полупромышленных испытаниях гравитационно-флотационной и флотационной схем обогащения руды месторождения Жипхоша (хвостах сульфидной флотации), а также на исходном питании флотации.
При проведении опытов использованы реагенты, синтезированные в Иркутском институте химии им. А. Е. Фаворского Со РАН: олеат натрия 69 % + моноалкилтрисоксипропиленгликоль 3,2 % (Р-4), олеат натрия 64,5 % + алкилдиметилбензиламмоний олеат 5,4 % (Р-5), N,N-бис(3винилоксиэтокси-2-гидроксипропил)амин (Р-7), алкилсульфаты (Р-8), цис-9-октадецерпгидроксамовая кислота 40 % (Р-10), натриевая соль гидроксамовой кислоты из олеиновой кислоты ~ 20 % (Р-12). Проверен комплексный реагент КР-1, который представляет собой однородный водный раствор трех составляющих: хлопкового соапстока («Даллес»), омыленных жирных талловых кислот (БТ-1С) и диспергатора. При приготовлении комплексного реагента КР-1 в качестве диспергатора использовался Аспарал-Ф-тетранатриевая соль N-n-октадецил-N сульфосукциноиласпаргиновой кислоты. Также были проверены известные способы с использованием карбоновых кислот (на примере олеиновой кислоты) и аполярных реагентов (керосина, трансформаторного масла).
Результаты опытов с использованием выбранных реагентов представлены в табл. 1-3.
Таблица 1.Показатели флотации хвостов технологии для обогащения сурьмяной руды с использованием режимов, рекомендованных для повышения извлечения окисленной сурьмы
Таблица 2.Показатели флотации хвостов технологии для обогащения сурьмяной руды с использованием известных режимов окисленной флотации
Таблица 3.Показатели флотации окисленной сурьмы в оптимальных режимах с применением нового комплексного реагента-собирателя КР-1
Из всех проверенных реагентных режимов обращает на себя внимание режим с использованием КР-1 (опыт 7, табл. 1): извлечение в черновой концентрат составило 32,7 % при содержании сурьмы 3,15 %, содержание сурьмы в хвостах флотации снизилось до 1,12 % против 1,42 %.
Далее была проведена серия опытов с реагентом КР-1 для оптимизации процесса флотации. В результате исследований по флотационному обогащению руды месторождения Жипхоша выяснилось, что с использованием в окисленном цикле флотации комплексного реагента КР-1 технологическое извлечение ценного компонента возможно повысить на 9,1 % при качестве концентрата 15,1 % (табл. 3). Результаты исследований с использованием комплексного реагента КР-1 рекомендуется использовать при разработке технологии обогащения смешанных и окисленных сурьмяных руд других месторождений (Илинское, Сарылахское, Удерейское и др.).
Заключение
При изучении литературных источников по обогащению сурьмы выяснилось, что основной проблемой при обогащении металла является извлечение окисленных форм сурьмы, из-за чего потери по извлечению составляют до 40 % в зависимости от месторождения. В данной статье определен факт повышения извлечения сурьмы за счет доизвлечения окисленных форм металла при достаточно хорошем качестве концентрата 15,1 %, который можно смешивать с сульфидным концентратом и реализовывать на перерабатывающие заводы под маркой КСУФ-3.
Стоит отметить, что ранее такого качества достигали только после доводки окисленного концентрата, но при этом возрастали потери сурьмы за счет сокращения выхода концентрата и, следовательно, происходило падение извлечения металла в товарный продукт.
На основании проведенных исследований работы будут продолжаться в направлении оптимизации процесса флотации окисленных форм сурьмы с целью повышения извлечения и качества концентратов.
Авторы:
Михеев Г.В., старший научный сотрудник, лаборатория обогащения руд АО «Иргиредмет»
Богидаев С.А., главный научный сотрудник, доктор технических наук, профессор, АО «Иргиредмет»