Разработка технологии извлечения вольфрама из отвальных хвостов НПО АО «Алмалыкский ГМК»

АННОТАЦИЯ

В современных условиях, требующих расширение сырьевой базы Республики Узбекистан, добыча руд увеличивается и вместе с тем изменяется качество добывемых полезных ископаемых. В первую очередь уменьшается в них содержание полезного компонента. Поэтому имеет место разработка технологии переработки техногенных отходов горного производства с извлечением из них полезных компонентов. В статье предлагается комбинированная технологическая схема извлечения вольфрамового промпродукта с содержанием WO₃ до 25-30% из техногенных отходов НПО АО “Алмалыкский ГМК”.

ABSTRACT

In modern conditions, requiring the expansion of the raw material base of the Republic of Uzbekistan, ore production increases and at the same time changes the quality of the extracted minerals. Therefore, there is a development of technology for processing man-made waste of mining with the extraction of useful components from them. In the article the combined technological scheme of extraction of tungsten industrial product with the content of WO3 to 25-30% from technogenic wastes of NPO «Almalyk MMC» JSC is offered.

Ключевые слова: автоклавно-содовое выщелачивание, вольфрамовый промпродукт, кек, шеелит, отвальные хвосты, винтовой сепаратор, концентрационный стол.

Keywords: autoclave-soda leaching, tungsten industrial product, cake, sheelite, tailings, screw separator, concentration table.

Введение

Техногенные отходы занимают порядка 12 тыс.га земельных угодий, куда включаются хорошо освоенные пахотные земли, городская территория, неорошаемые пастбищные угодья. Изменяется природный ландшафт и формируются своеобразные формы рельефа, представленные отвалами, хвостохранилищами, заполненными массовыми техногенными отходами, отрицательно влияющими на природную среду. В зоне действия хвостохранилищ изменяется химический состав грунтов, вымываются легко растворимые соединения, загрязняются подземные воды и таким образом наносится непоправимый вред природе. На содержание и складирование этих отходов ежегодно расходуются огромные средства.

Проблема переработки отвальных хвостов обогатительных фабрик и извлечения из них полезных компонентов с последующим использованием их в качестве вторичного сырья является одной из актуальных.

Основу безотходной технологии составляют разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов, исключающих любые виды отходов, различных бессточных технологических схем и водооборотных циклов на базе эффективных методов очистки, а также широкое использование отходов в качестве вторичного сырья.

На НПО АО «Алмалыкский ГМК» после переработки вольфрамовых концентратов автоклавно-содовым выщелачиванием образовались вольфрам содержащие отвалы. Способ комплексной переработки хвостов обогащения вольфрам содержащих руд, включающий их классификацию на мелкую и крупную фракции, винтовую сепарацию мелкой фракции с получением вольфрамового продукта, его перечистку и доводку с получением высокосортного вольфрамового концентрата, сульфидсодержащего продукта и вторичных отвальных хвостов отличающийся тем, что полученный после винтовой сепарации вольфрамовый продукт подвергают перечистке на винтовом сепараторе с получением высокосортного кондиционного вольфрамового концентрата и сульфидсодержащего продукта, хвосты винтового сепаратора и концентрационного стола объединяют и подвергают сгущению, полученный после сгущения слив подают на классификацию хвостов обогащения вольфрам содержащих руд, а сгущенный продукт подвергают обогащению на винтовом сепараторе с получением вторичных отвальных хвостов и вольфрамового продукта, который отправляют на перечистку.

Комплексную переработку хвостов Ингичкинской обогатительной фабрики начинают с классификации хвостов на мелкую и крупную фракции с выделением вторичных отвальных хвостов в виде крупной фракции. Мелкую фракцию хвостов подвергают винтовой сепарации. Это позволяет соответственно резко снизить нагрузку на последующие операции, капитальные затраты и эксплуатационные издержки. Полученный вольфрамовый продукт подвергают перечистке на винтовом сепараторе с получением чернового концентрата и хвостов. Черновой концентрат подвергают доводке на концентрационных столах с получением гравитационного вольфрамового концентрата и хвостов.

Хвосты концентрационного стола и винтового сепаратора перечистки объединяют и подвергают сгущению, в сгустителе, механическом классификаторе, гидроциклоне или других аппаратах. Слив сгущения подают на стадию классификации в голову технологической схемы, а сгущенный продукт подвергают обогащению на винтовом сепараторе с получением вторичных отвальных хвостов и вольфрамового продукта, который направляют на перечистку.

Гравитационный вольфрамовый концентрат доводят с помощью флотации до высокосортного кондиционного вольфрамового концентрата с получением при этом сульфидсодержащего продукта.

Полученный сульфидсодержащий продукт перерабатывают известным способом, например, используют для получения серной кислоты и серы, а также применяют в качестве корректирующей добавки при производстве цементов.

Обогащение отвальных кеков одним гравитационным методом обогащения не дает положительных результатов. С этой точки зрения изыскание возможности комбинированных методов извлечения вольфрама из отвалов шламового хозяйства является актуальным.

Тонко вкрапленные шеелитовые руды с низким содержанием трех окиси вольфрама обогащаются флотацией, а при крупной вкрапленности минерала обогащение может производиться комбинированными методами, отсадкой, концентрацией на гравитационных столах и флотацией. Для обогащения вольфрамового кека нами выбрана комбинированная схема, состоящая из гравитационного и флотационного методов обогащения.

Схема цепи аппаратов состоит из винтового сепаратора, концентрационного стола и флотационной машины. Были отобраны 5 проб весом 50 кг. Химический состав отвальных кеков приведен в табл. 1.

Таблица 1.

Химический состав отвальных кеков

Приготовили пульпу, отношение Т:Ж=1:4. Первые серии опытов были проведены только гравитационным методом, т.е. на винтовом сепараторе и на концентрационном столе. Был получен вольфрамовый промпродукт, содержащий около 10% шеелита. Далее, полученный промпродукт подвергали флотационному методу обогащения по методу Петрова. В качестве регулятора среды использовали соляную кислоту до рН-3-4, в качестве собирателя – бутиловый ксантогенат (100-120 г/т), пенообразователь – Т-92. Для доводки чернового шеелитового концентрата разработан способ, включающий пропарку при высоком содержании твердого в 2-3 % - растворе жидкого стекла в течение 60 минут при температуре 80-90⁰ С последующими перечистками.

Полученный после винтовой сепарации вольфрамовый продукт подвергаем перечистке на винтовом сепараторе с получением чернового вольфрамового промпродукта из отвальных кеков НПО АО “Алмалыкский ГМК” (схема приведена на рис.1). Флотация шеелита из руд с кальцийсодержащими минералами (кальцит, флюорит, апатит) проводится анионными жирнокислотными собирателями. Отделение шеелита от кальцийсодержащих минералов возможно лишь с применением регуляторов как жидкое стекло, кремнефтористый натрий, сода.

Рисунок 1. Предлагаемая технологическая схема обогащения отвальных кеков НПО АО “Алмалыкский ГМК”

Методология

Для обогащения вольфрамового кека выбрана комбинированная схема, состоящая из гравитационного и флотационного метода обогащения. Ниже приведена последовательность выполнения работы по извлечению вольфрамового промпродукта из отвального кека:

1. Подготовка пульпы, отношения Ж:Т=1:4.
2. Выбор оборудования для проведения лабораторных исследований.

Были отобраны пять проб весом 50 кг.

Первая серия опытов была проведена только гравитационным методом, т.е на винтовом сепараторе с перечисткой и на концентрационном столе. Результаты химического анализа показали, что полученный промпродукт содержит 10-12% WO₃.

Вторую серию опытов планируется проводить по комбинированной схеме обогащения, т.е пульпа поступает на винтовой сепаратор, концентрат винтового сепаратора поступает на концентрационный стол. Концентрат стола содержащий около 10% WO₃ поступает на флотацию. Для получения кислой среды добавляем концентрированную соляную кислоту, в качестве собирателя используется бутиловый ксантогенат и в качестве пенообразователя Т-92. Применение комбинированного метода позволяет существенно повысить извлечение оксида вольфрама.

Результаты

В ходе проведения лабораторных опытов по извлечению вольфрамового промпродукта из кека гравитационным методом получен вольфрамовый продукт содержащий 10-11% WO₃.

После обогащения кека комбинированным методом возможно получение вольфрамового промпродукта с содержанием WO₃ до 25-30% .

Комбинированный метод состоит из обогащения кека на винтовом сепараторе с перечисткой. Полученный продукт обогащается на концентрационном столе. Концентрат концентрационного стола отправляется на флотацию.

Основным минералом является шеелит, и он считается легкофлотируемым. Извлечение шеелита значительно возрастает при флотационной методе обогащения. В качестве собирателя использовали олеиновую кислоту.

Заключение

При обогащении кека НПО АО «Алмалыкский ГМК» гравитационным методом на винтовых сепараторах с перечисткой и на концентрационном столе был получен вольфрамовый промпродукт содержащий 10-11% WO₃. При обогащении кека по комбинированной схеме, т.е первоначального обогащения на винтовом сепараторе и концентрационном столе с последующей флотацией полученного промпродукта, после основной контрольной флотации и перечистных операций возможно получения вольфрамового промпродукта, содержащего 25-30% WO₃.

Список литературы:
1. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых: том 2, -М.: Горная книга, 2008. -147с.
2. Шилаев В.П. Основы обогащения полезных ископаемых: Недра 1986. -144 с.
3. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения: том 4, -М.: Горная книга, 2008. -453 -454 с.