RZECZPOSPOLITA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 161840 POLSKA (13)B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 278009 (51) IntC l5: B03D 1/02 B03B (22) Data zgłoszenia: 28.02.1989 C05D 11/00 (54)Sposób flotacji dolomitowej rudy cynkowo-ołowiowej, zawierającej impregnacje siarczkowych minerałów cynku i ołowiu (43) Zgłoszenie ogłoszono: 03.09.1990 BUP 1/90 (73) Uprawniony z patentu: Zakłady Górniczo-Hutnicze " BOLESŁAW", Bukowno, PL Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, PL PAN - Centrum Podstawowych Problemów Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, Kraków, PL 45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.1993 WUP 08/93 @ Twórcy wynalazku: Antoni Siwiec, Kraków, PL Józef Pasik, Olkusz, PL Zofia Blaschke, Kraków, PL Jacek Borkowski, Bukowno, PL Bronisław Raj, Bytom, PL PL 161840 B1 (57) 1. Sposób flotacji dolomitowej rudy cynkowo-ołowiowej, zawierającej impregnacje siarczkowych minerałów cynku i ołowiu, obejmujący hydrauliczną klasyfikację produktów mielenia, główną i czyszczącą flotację galeny i blendy z użyciem amylo i etyloksatogenianu sodowego, siarczanu miedziowego, mieszaniny alkoholi wyższego rzędu i wapna, znamienny tym, że podnosi się górną granicę uziemienia nadawy głównej flotacji do 0,25 mm przez zwiększenie obciążenia głównego zespołu mieląco- klasyfikującego o 10-20%, a z pozostałego po odflotowaniu galeny i łatwiej flotującej blendy produktu, odprowadza się klasę ziarnową poniżej 0,1 mm, w której koncentrują się iglaste i utlenione składniki, zaś pozostałość zagęszcza się i dociera do uziemienia poniżej 0,1 mm i poddaje flotacji uzupełniającej, przebiegającej w środowisku o ph 9-10,5.
SPOSÓB FLOTACJI DOLOMITOWEJ RUDY CYNKOWO-OLOWIOWEJ, ZAWIERAJĄCEJ IMPREGNACJE SIARCZKOWYCH MINERAŁÓW CYNKU I OŁOWIU Z a s t r z e ż e n i a p a t e n t o w e 1. Sposób flotacji dolomitowej rudy cynkowo-ołowiowej, zawierającej impregnacje siarczkowych minerałów cynku i ołowiu, obejmujący hydrauliczną klasyfikację produktów mielenia, główną i czyszczącą flotację galeny i blendy z użyciem amylo- i etyloksantogenianu sodowego, siarczanu miedziowego, mieszaniny alkoholi wyższego rzędu i wapna, z n a m i e n n y t y m, że podnosi się górną granicę uziarnienia nadawy głównej flotacji do 0,25 mm przez zwiększenie obciążenia głównego zespołu mieląco-klasyflkującego o 10-20%, a z pozostałego po odflotowaniu galeny i łatwiej flotującej blendy produktu, odprowadza się klasę ziarnową poniżej 0,1 mm, w której koncentrują się iglaste i utlenione składniki, zaś pozostałość zagęszcza się i domiela do uziarnienia poniżej 0,1 mm i poddaje flotacji uzupełniającej, przebiegającej w środowisku o ph 9-10,5. 2. Sposób według zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, że klasę ziarnową poniżej 0,1 mm z produktu po odflotowaniu galeny i łatwo flotującej blendy odprowadza się w trakcie hydraulicznej klasyfikacji, zwłaszcza w hydro cyklonie. 3. Sposób według zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, że uwolnioną od ilastych i utlenionych składników i domieloną do poniżej 0,1 mm klasę ziarnową poddaje się uzupełniającym, selektywnym flotacjom galeny i blendy, z których bogate produkty pianowe czyści się flotacyjnie wspólnie z bogatymi produktami głównych flotacji galeny i blendy, a uboższe produkty zawraca się do czyszczenia w głównych flotacjach. 4. Sposób według zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, że uwolnioną od ilastych i utlenionych składników i domieloną do poniżej 0,1 mm klasę ziarnową poddaje się uzupełniającej, kolektywnej flotacji z oddzielnym czyszczeniem bogatszego, kolektywnego produktu pianowego tej flotacji i wewnętrznym czyszczeniem uboższych jej produktów. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób flotacji dolomitowej rudy cynkowo-ołowiowej, zawierającej impregnacje siarczkowych minerałów cynku i ołowiu, obejmujący hydrauliczną klasyfikację produktów mielenia, główną i czyszczącą flotację zarówno galeny, jak i blendy z użyciem amylo- i etyloksantogenianu sodowego, siarczanu miedziowego, mieszaniny alkoholi wyższego rzędu i wapna. Znany jest sposób flotacji dolomitowej rudy cynkowo-ołowiowej, który polega na jej wstępnym rozdrobnieniu do uziarnienia poniżej 30 mm, a następnie na mieleniu do ziarn mniejszych niż 0,2 mm. Mielenie odbywa się w młynach prętowych, powiązanych szeregowo z młynami kulowymi. Produkty mielenia klasyfikuje się hydraulicznie w klasyfikatorach zwojowych i hydrocyklonach. Grubiej uziarnione wylewy klasyfikacji zawraca się ponownie do mielenia w młynach kulowych. Przelewy hydrocyklonów, zawierające ziarna poniżej 0,2 mm poddaje się selektywnej flotacji najpierw galeny, a następnie blendy. Pulpę flotacyjną o gęstości 1350-1430 g/dm3 zadaje się amyloksantogenianem sodu w ilości 70 g/t nadawy, mieszaniną alkoholi, ADTM + 0K78 (środek pianotwórczy) w ilości 20 g/t nadawy i flotuje przez 15 minut. Produkty pianowe tej flotacji dzieli się na dwie części. Uboższą - z końcowych flotowników, zawraca się do czoła flotacji galeny zaś bogatszą w ołów część produktu pianowego, poddaje się czyszczeniu w oddzielnym zespole flotowników. W rezultacie czyszczenia uzyskuje się koncentrat o zawartości 55-7 0 % Pb. Produkt przejściowy flotacji czyszczącej, podobnie jak uboższą część produktu pianowego głównej flotacji galeny, zawraca się do czoła tej flotacji.
161 840 3 Odpady głównej flotacji galeny aktywuje się siarczanem miedziowym w ilości 450-600 g/t nadawy, zadaje etyloksantogenianem sodowym (80 g/t nadawy), mieszaniną alkoholi wyższych rzędów (spieniacz 40 g/t nadawy) alkalizuje wapnem do ph 9 i poddaje flotacji blendy. Schemat tej flotacji jest identyczny ze schematem flotacji galeny. Część produktu pianowego, pochodząca z czoła flotacji głównej oczyszcza się w odrębnym zespole flotowników, z których uzyskuje się ostateczny koncentrat cynkowy o zawartości 50-55% Zn. Produkt przejściowy flotacji czyszczącej wraz z drugą uboższą częścią pianowego produktu głównej flotacji blendy flotuje się ponownie w czole tej flotacji. Odpady głównej flotacji blendy są odpadami końcowymi. Opisany schemat flotacji blendy podlegał doskonaleniu. Znane jest dodatkowe działanie, któremu poddaje się uboższą część produktu pianowego głównej flotacji blendy, w celu poprawy jakości koncentratu cynkowego. Działanie to polega na uzupełniającym rozdrabnianiu tego produktu w celu uwolnienia siarczkowych minerałów cynku od zrostów z dolomitem i markazytem. Rozdrobniony dodatkowo produkt z rozluzowanymi minerałami poddaje się uzupełniającej flotacji przy użyciu znanych odczynników, w której następuje rozdzielenie niepożądanych składników do produktu odpadowego, zaś wyprowadzane do produktu pianowego siarczkowe minerały cynku oczyszcza się wspólnie z produktem pianowym głównej flotacji blendy. Przedstawione działanie prowadzi do wzrostu koncentracji cynku w otrzymanym koncentracie. Opisane schematy flotacji mają kilka istotnych wad. Ujawniają się one szczególnie wtedy, gdy w rudzie obok zwyczajnych zrostów minerałów cynku i ołowiu występują bardzo trudno flotowalne impregnacje blendy i galeny w dolomicie. Uwolnienie tych form wymaga daleko posuniętego mielenia rudy. Tymczasem wzgląd na kruchość galeny i łatwość jej przemielania uniemożliwia zejście z górną granicą uziarnienia nadawy flotacyjnej do poniżej 0,2 mm. Taki stopień rozdrabniania możliwy jest jeszcze do przyjęcia dla flotacji galeny, lecz wysoce niewystarczający dla uwolnienia impregnacyjnych form minerałów cynku w dolomicie. Zwiększenie stopnia rozdrobnienia rudy spowoduje przejście dużej ilości galeny do najdrobniejszej klasy ziarnowej, ponieważ galena z uwagi na swoją kruchość jest bardzo podatna na przemielanie. W takim stanie pogarsza się jej flotowalność a ziarna mniejsze niż 15 p stają się zupełnie nieflotowalne. Po wyflotowaniu galeny i łatwo flotującej blendy wzrasta w odpadowej zawiesinie udział materiałów ilastych i utlenionych, które otaczając uwolnione formy minerałów cynku i ołowiu blokują do nich dostęp reagentów, utrudniają i ograniczają ich odzysk. Przedłużanie czasu flotacji nie daje w tych warunkach zadawalających rezultatów. Celem wynalazku jest zwiększenie stopnia odzysku minerałów cynku i ołowiu. Zamierza się to osiągnąć przez unieszkodliwienie wpływu ilastych i utlenionych składników w końcowym etapie flotacji blendy i stworzenie korzystniejszych warunków do jej odzyskania. Sposób według wynalazku polega na tym, że rudę rozdrabnia się tak, aby górną granicę uziarnienia nadawy flotacji głównej zwiększyć do 0,25 mm, a z pozostałego po odflotowaniu galeny i łatwiej flotującej blendy produktu odprowadza się klasę ziarnową poniżej 0,1 mm, koncentrującą ilaste i utlenione składniki. Grubiej uziarnioną część produktu zagęszcza się i domiela do uziarni e m a mniejszego niż 0,1 mm, po czym poddaje oddzielnej uzupełniającej flotacji, przebiegającej w środowisku o podwyższonej alkaliczności, o ph 9-10,5. Zwiększanie górnej granicy uziarniema nadawy do flotacji głównej osiąga się przez wzrost obciążenia głównego zespołu mieląco-klasyfikującego o 10-20% oraz przez odpowiednie zmniejszenie średnicy dyszy wylewowej hydrocyklonu. Drobnoziarnistą klasę odprowadza się za pomocą hydraulicznej klasyfikacji, najkorzystniej w hydrocyklonie o parametrach konstrukcyjnych, zapewniających żądane ziarno podziałowe (0,1). W czasie mielenia grubiej uziarnionej części produktu dochodzi do uwolnienia zrostów blendowych i impregnacyjnych form blendy i galeny w dolomicie. Tak przygotowaną zawiesinę, pozbawioną szkodliwych
4 161 840 składników, poddaje się oddzielnym uzupełniającym flotacjom, których ubogie produkty pianowe zawraca się do czoła odpowiednich flotacji głównych. Produkty pianowe pierwszych flotowników flotacji uzupełniających czyści się wspólnie z produktami pianowymi głównych flotacji. Zaletą sposobu flotacji według wynalazku jest zwiększenie wskaźnika uzysku zarówno cynku, jak i ołowiu w koncentracie. Dzięki sposobowi według wynalazku odzyskuje się w produkcie flotacji impregnacyjne formy blendy cynkowej, uwolnionej z dolomitu i inne formy trudniej flotującej blendy i galeny. Przechodzą one stosunkowo łatwo do koncentratu, dzięki zlikwidowaniu bariery, jaką stanowią ilaste i utlenione składniki rudy, które otaczając te minerały blokowały do nich dostęp odczynników i uniemożliwiały ich wyflotowanie. Odprowadzenie z produktu, podlegającego dodatkowej obróbce, szkodliwych składników łącznie ze znaczną ilością wody zawierającej szkodliwe sole metali, poprawiło znacząco efektywność procesów, zwłaszcza mielenia i flotacji. Podwyższone ph środowiska zapobiega przechodzeniu markazytu do produktu pianowego, dzięki czemu następuje wzrost koncentracji metali w produktach pianowych. Depresujące działanie alkalicznego środowiska na markazyt ułatwia maksymalne odflotowanie resztek galeny i blendy, co doprowadza do bardzo dużego obniżenia zawartości cynku i ołowiu w tej części odpadów flotacyjnych. Dzięki sposobowi według wynalazku udaje się obniżyć zawartość cynku do 0,5% i zawartość ołowiu do 0,1%. Taki produkt dolomitowy o zawartościach do 0,5% Zn i 0,1% Pb może być wykorzystany jako nawóz wapniowo-magnezowy dla rolnictwa. Flotacja uzupełniająca sposobem według wynalazku stwarza lepsze warunki dla flotacji galeny, ponieważ dopuszcza do podniesienia górnej granicy uziarnienia nadawy do flotacji głównej z 0,2 mm do 0,25 mm, dzięki czemu dochodzi do ograniczenia stopnia przemielenia kruchej galeny i wzrostu jej flotowalności. Zaletą sposobu według wynalazku jest ponadto wzrost wydajności pierwszego i głównego mielenia rudy, rekompensujący koszty uzupełniającego domielania poniżej 0,1 mm. Przedmiot wynalazku przedstawiono w dwóch przykładach wykonania na rysunku w formie jakościowych schematów postępowania, uwzględniających odprowadzenie z produktu po odflotowaniu galeny i łatwiej flotującej blendy, składników ilastych i utlenionych, zagęszczanie i domielanie pozostałej części produktu do uziarnienia poniżej 0,1 mm. Fig. 1 rysunku dotyczy uzupełniającej selektywnej flotacji galeny i blendy z tak przygotowanego materiału, zaś fig. 2 przewiduje kolektywną uzupełniającą flotację tego materiału. P r z y k ł a d I. Flotacji poddaje się dolomitową rudę cynkowo-ołowiową, charakteryzującą się między innymi udziałem impregnacyjnych form siarczkowych minerałów cynku w dolomicie. Rudę rozdrabnia się wstępnie do uziarnienia poniżej 30 mm, a następnie poddaje mieleniu w młynie prętowym 2, współpracującym szeregowo z młynem kulowym 3. Masa prętów w młynie o średnicy ø 2,7 m wynosi 36 ton. Po 5-cio minutowym czasie przebywania materiału w młynie prętowym 2 daje on produkt w ilości 85 t/h, którego górna granica ziaren ma 5 mm. Produkt mielenia młyna prętowego 2 klasyfikuje się hydraulicznie w klasyfikatorze zwojowym 4. Gruboziarnisty wylew klasyfikatora 4 domiela się w młynie kulowym 3, którego ładunek kul o średnicach ø 80 mm i ø 60 mm stanowi 42 tony. Wylew młyna kulowego 3 segreguje się w tym samym klasyfikatorze 4, co wylew młyna prętowego 2. Produkt przelewowy klasyfikatora zwojowego 4 klasyfikuje się ponownie w hydrocyklonie 5 o parametrach, które dają ziarno podziałowe 0,25 mm. Grubsze ziarna zawarte w wylewie hydrocyklonu 5 domiela się w młynie kulowym 3. Przelew hydrocyklonu o gęstości 1450 g/dm3 i o uziarnieniu poniżej 0,25 mm stanowi nadawę do flotacji 6. Zadaje się go amyloksantogenianem sodowym w ilości 70 g/t nadawy i mieszaniną alkoholi wyższego rzędu w ilości 20 g/t nadawy i kieruje do zespołu flotowników o łącznej pojemności 160 m 3, stanowiących główną flotację galeny. Część produktów pianowych końcowych flotowników zawraca się do czoła tego zespołu flotowników 6 i poddaje
161 840 5 wewnętrznemu czyszczeniu. Bogatsze w ołów produkty pianowe, otrzymywane z pierwszych komór poddaje się czyszczeniu w oddzielnym zespole czyszczącym 7 i otrzymuje się tu kwalifikowany koncentrat galenowy o zawartości 60% Pb, który podlega zagęszczaniu 8 i filtrowaniu 9 do zawartości 10% wody. Produkt przejściowy oddzielnego czyszczenia galeny 7 zawraca się do czoła flotacji głdwnej 6 i flotuje ze świeżą nadawą oraz zawrotem pianowych produktów ostatnich flotowników tej flotacji 6. Flowacja blendy cynkowej odbywa się w zespole flotowników o łącznej pojemności 230 m 3, co odpowiada czasowi przebywania zawiesiny w tym zespole wynoszącemu 25 minut. Flotacji tej poddaje się odpady po głównej flotacji galeny 6, po uprzednim zaaktywowaniu ich siarczanem miedziowym w ilości 450 g/t nadawy, zadaniu 80 g dawką etyloksantogenianu sodowego i 40 g dawką mieszanki alkoholi wyższego rzędu na tonę nadawy, przy stężeniu jonów wodorotlenowych zawiesiny równym ph 9, uregulowanym za pomocą wapna. Schemat flotacji blendy obejmuje podobnie, jak przy flotacji galeny - główną flotację 10 i flotację czyszczącą 11. Pianowy produkt głównej flotacji 10 rozdziela się na produkt bogaty, kierowany do oddzielnej flotacji czyszczącej 11 i produkt ubogi z końcowych flotowników, który zawraca się do czoła głównej flotacji blendy 10 w celu oczyszczenia. Oddzielna flotacja czyszcząca przebiega w środowisku o ph 11,5, regulowanym wapnem w ilości 1000 g/t nadawy. Z oddzielnej flotacji czyszczącej 11 otrzymuje się ostateczny koncentrat blendowy o zawartości 55% Zn, podlegający zagęszczeniu 12, filtrowaniu 13 i termicznemu suszeniu 14. Drugim produktem oddzielnej flotacji czyszczącej 11 jest produkt przejściowy, który zawraca się do ponownej flotacji wspólnie ze świeżą nadawą w zespole flotowników głównej flotacji blendy 10 Odpady głównej flotacji 10 są przedmiotem dalszej obróbki w hydrocyklonie 15, rozdzielającym je na dwa produkty przy ziarnie podziałowym 0,1 mm. Z produktem przelewowym odprowadza się ilaste i utlenione składniki, utrudniające dalszy proces flotacyjnego wzbogacania. W produkcie wylewowym hydrocyklonu 15 pozostają jeszcze zrosty siarczkowych minerałów cynku oraz impregnacyjne formy tych minerałów : dolomicie. Produkt ten poddaje się dalszemu rozdrobnieniu w młynie kulowym 16, wspó łpracującym z klasyfikatorem 17, zapewniającym ziarno podziałowe 0,1 mm. Przelew tego klasyfikatora 17 podlega zaś uzupełniającej flotacji 18 w zespole flotowników o łącznej pojemności 20 m 3, w której odflotowuje się selektywnie galenę przy użyciu amyloksantogenianu sodowego w ilości 30 g/t nadawy i mieszaniny wyższych alkoholi w ilości 15 g/t nadawy. Produkty pianowe drugiej połowy flotowników uzupełniającej flotacji 18 galeny czyści się wspólnie ze świeżą nadawą w obrębie flotowników 6, natomiast produkty pianowe pierwszej połowy zespołu, odznaczające się wyższą koncentracją ołowiu kieruje się do czyszczenia 7 wspó lnie z produktami pianowymi głównej flotacji galeny 6. Pozostałość po uzupełniającym odflotowaniu galeny 18 stanowi nadawę do uzupełniającej flotacji blendy 19. Aktywuje się ją siarczanem miedziowym w ilości 350 g/t nadawy, zadaje etyloksantogenianem sodowym i mieszaniną wyższych alkoholi w ilości 50 g i 30 g na tonę nadawy i alkalizuje wapnem do ph 10,5. Ubogie produkty pianowe zawraca się do czoła flotacji głównej blendy 10 i flotuje ponownie wspó lnie ze świeżą nadawą. Produkty pianowe o wyższej koncentracji cynku wzbogaca się wspó lnie z bogatymi produktami pianowymi głównej flotacji blendy 11. Uzupełniająca flotacja blendy 19 odbywa się w zespole flotowników o pojemności 60 m 3. P r z y k ł a d II. Uwolnione 15 od ołów, utlenionych składników i domielone 16 do uziarnienia poniżej 0,1 mm odpady głównej flotacji blendy 10 poddaje się kolektywnej flotacji. Flotacja ta odbywa się w zespole flotowników o łącznej pojemności 80 m3 i przebiega przy użyciu aktywatora w ilości 350 g/t amylo- i etyloksantogenianu sodowego (15 g/t, 50 g/t), mieszaniny alkoholi wyższych rzędów (40 g/t) i wapna hydratyzowanego w ilości 1000 g/t. Bogate w metale produkty pianowe z pierwszej połowy zespołu flotowników 20 pod-
6 161 840 daje się oddzielnej flotacji czyszczącej 21, obejmującej 14 flotowników o łącznej pojemności 14m3. Otrzymuje się kwalifikowany koncentrat o zawartościach 11% Pb i 38% Zn oraz produkt przejściowy, któ ry zawraca się do czyszczenia do poprzedniego etapu flotacji uzupełniającej 20, wspó lnie ze świeżą nadawą do tej flotacji 20 i uboższymi produktami końcowych komór tej flotacji 20. Koncentrat czyszczącej flotacji 21 podlega wykańczającym operacjom zagęszczania 22, filtrowania 23 i suszenia 24. Odpady tej flotacji 20 o obniżonych zawartościach cynku i ołowiu do poniżej 0,5% i 0,1% składuje się na oddzielnym zwale i po naturalnym odwodnieniu stanowią nawóz wapniowo-magnezowy dla rolnictwa. fig. 2 fig. 1 Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł