Обогащение медно никелевых руд реферат
Обновлено: 02.07.2024
Сульфидные медно-никелевые руды являются источником не только никеля и меди, но и серы, золота, серебра, кобальта, палладия, платины, селена, теллура и других редких и рассеянных элементов, тесно связанных с сульфидами основных металлов, иногда с породой.
Минеральный состав и технологические особенности медно-никелевых руд
Сульфидные медно-никелевые руды являются источником не только никеля и меди, но и серы, золота, серебра, кобальта, палладия, платины, селена, теллура и других редких и рассеянных элементов, тесно связанных с сульфидами основных металлов, иногда с породой. Сульфиды никеля в них представлены основным промышленным никелевым минералом — пентландитом, миллеритом и никеленосным пирротином, имеющим магнитную (моноклинный пирротин) и немагнитную (гексагональный пирротин) разновидности; сульфиды меди — халькопиритом и его разновидностями кубической модификации. Нерудная часть состоит преимущественно из оливина, пироксена, плагиоклазов и вторичных образующихся при их окислении минералов: серпентина, талька, серицита, хлорита, слюд, а также глинистого вещества.
Вследствие тонкой вкрапленности сульфидов как в сплошных, так и вкрапленных рудах основным способом обогащения медно-никелевых руд является флотация, в процессе которой могут получать медные, никелевые, пирротиновые и медно-никелевые концентраты. Окисленные силикатные руды — гарниеритовые и особенно латеритовые — непосредственной переработке методами обогащения не поддаются и требуют разработки комбинированных схем, предусматривающих предварительную пиро- или гидрометаллургическую обработку руды перед операциями обогащения.
Схемы обогащения сульфидных руд
На фабриках применяют в основном три группы схем: флотации с получением коллективного медно-никелевого концентрата, коллективной флотации сульфидов с последующим разделением полученного концентрата на медный и никелевый и комбинированные магнитно-флотационные схемы с получением как коллективных, так и одноименных концентратов.
Схема коллективной флотации минералов меди и никеля из исходной руды без последующего разделения коллективного концентрата (рис. 3.5) обычно применяется, если отношение содержания меди к никелю в концентрате не превышает 2. Разделение металлов в этом случае осуществляется при металлургическом переделе концентратов. Если отношение содержаний меди к никелю превышает 2, то коллективный концентрат подвергается разделению. В процессе селективной флотации получают медный, никелевый, никель-пирротиновый и иногда самостоятельный пирротиновый концентрат.
При использовании схем с предварительной коллективной флотацией минералов меди и никеля легче устранить загрязнение концентрата тугоплавкой породой, повысить комплексность использования сырья за счет попутного извлечения металлов платиновой группы, золота, серебра и кобальта в цикле коллективной флотации благодаря использованию сильных реагентов-собирателей без применения какого-либо специального оборудования или с использованием, например, шлюзов для улавливания крупных зерен металлов платиновой группы. По этой схеме легче осуществить стадиальное обогащение с межцикловой флотацией в рудном цикле и раздельную флотацию песков и шламов при переработке шламистых медно-никелевых руд. По этим причинам схемы, предусматривающие предварительное получение коллективных медно-никелевых или медно-никелево-пирротиновых концентратов, получили в настоящее время широкое распространение на фабриках.
Комбинированные магнитно-флотационные схемы переработки медно-никелевых руд (рис. 3.6) применяют при наличии в рудах значительных количеств никеля и меди, тесно связанных с выделениями сильномагнитных (моноклинных) разновидностей пирротина.
Обогащение медно-никелевых руд осуществляют обычно по разветвленным схемам. Улучшению показателей селективной флотации минералов, снижению потерь металлов в пирротиновом концентрате и отвальных хвостах способствуют:
- применение предварительной концентрации руд, характеризующихся наличием крупных выделений сульфидов в них, с использованием методов гравитации (в тяжелых суспензиях, на отсадочных машинах, винтовых сепараторах и т. д.), магнитной сепарации и флотоотсадки;
- использование процессов самоизмельчения и рудногалечного измельчения во второй стадии измельчения (см. рис. 3.6);
- применение раздельной флотации песков и шламов (см. рис. 3.5) и развитие стадиальности обогащения в связи с легкой шламуемостью, окисляемостью и обычно неравномерной вкрапленностью сульфидов никеля и никеленосного пирротина.
Схемы циклов флотационного извлечения минералов никеля отличаются простотой: они состоят из одной, двух, редко трех операций, что объясняется легкой окисляемостью никельсодержащих минералов, приводящей к их депрессии.
Режимы обогащения сульфидных руд
Флотационное извлечение сульфидов меди и никеля и никеленосного пирротина в коллективный концентрат осуществляют обычно в слабощелочной содовой среде (pH 8—9) с применением ксантогенатов (100—200 г/т) и аэрофлотов (100—200 г/т). В качестве основных пенообразователей используют сосновое масло, флотол, дауфрос, метилизобутилкарбинол. Слабокислая (pH 3,5—5) среда, создаваемая щавелевой, сернистой кислотами или продувкой SO2 (см. рис. 3.6), является более предпочтительной по сравнению со щелочной для активации флотации пирротина медным купоросом (до 50 г/т); она обеспечивает также наиболее эффективную депрессию флотоактивных силикатов органическими депрессорами (150—400 г/т) и улучшает флотируемоеть всех сульфидных минералов в этих условиях.
Разделение коллективного медно-никелевого концентрата ведется обычно в сильнощелочной известковой среде (pH 11) после его пропарки. Оптимальными условиями пропарки являются нагрев пульпы до 65—70 °С, концентрация свободного CaO около 300 г/м 3 при переработке коллективных продуктов флотации жильных руд и 600—700 г/м 3 при пропарке коллективных концентратов, полученных из вкрапленных руд.
Содержание меди в селективных медных концентратах достигает 30 %, а никеля в никелевых концентратах — 4—10,5 %. Коллективные медно-никелевые концентраты содержат 3— 10 % меди и 7— 15 % никеля при среднем извлечении в них 92,5 % меди и 82,1 % никеля. Извлечение металлов платиновой группы, золота, серебра и кобальта осуществляется попутно главным образом в цикле коллективной флотации.
Комбинированные схемы переработки окисленных никелевых руд
Россия обладает мощной цветной металлургией, отличительная черта
которой - развитие на основе собственных ресурсов.
Руды цветных металлов являются комплексным сырьем и источником
получения, как цветных, так и благородных, редких, редкоземельных
металлов. Из получаемых в процессе обогащения концентратов в настоящее
время организованно промышленное производство 74 элементов
периодической таблицы Д. И. Менделеева.
Экономическая эффективность и комплексность использования руд
цветных металлов определяются эффективностью процесса обогащения.
Медно-никелевая промышленность относится к цветной металлургии, а
именно добывающей промышленности, которая занимает важное место в
промышленности России. В отличие от черной металлургии, цветная
развивается на собственных ресурсах, так же специализируется на
обогащении металлургического передела.
Нет нужной работы в каталоге?
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы ![]()
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
Ознакомление с вещественным составом руд. Изучение технологии обогащения медно-никелевых руд. Рассмотрение и характеристика технологической схемы процесса обогащения месторождения. Расчет извлечений полезных компонентов в неодноименные концентраты.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.05.2021 |
| Размер файла | 485,7 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Обогащения полезных ископаемых и охраны окружающей среды им. С.Б. Леонова
Допускаю к защите: Руководитель В.В. Трусова
Технология обогащения полиметаллических руд
Вариант 22 1.022.00.00 ПЗ
Выполнил студент ОП -16-1 Г.С. Шалтыкова
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
По курсу: Технологии обогащения полезных ископаемых
Студенту: Шалыковой Галине Сергеевне
Тема проекта: Технология обогащения полиметаллических руд. Вариант 22
Содержание компонента в исходной руде
алюмосиликаты калия, магния и др.
1. Технологии обогащения полезных ископаемых: методические указания по выполнению курсового проекта. Составитель В.В. Трусова - Изд-во ИРНИТУ, 2018. - 15 с.
2. Абрамов А.А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов / А.А.Абрамов. - М.: Изд-во Моск. горн. ун-та. Т. 3 (В 2 кн.): Кн.: 1: Рудоподготовка и Cu, Cu-Py, Cu-Fe, Mo, Cu-Mo, Cu-Zn руды. - 2005. - 572 с.
Дата представления проекта руководителю “____” ___________ 2020 г.
Руководитель курсового проектирования Трусова Валентина Валерьевна
1. Вещественный состав руд
2. Фабрики и технология обогащения медно-никелевых руд
3. Расчет принципиальной схемы обогащения
4. Технология обогащения руды
Список использованных источников
Введение
Полиметаллические руды - это широкий класс руд, которые являются едва ли не основным источником цветных и благородных металлов. Эти руды формируются в разнообразных условиях и создают месторождения разных промышленных масштабов - от мелких до уникальных с запасами в миллионы тонн в пересчете на полезные металлы. Поэтому вопросы, связанные с изучением полиметаллических руд в настоящее время являются весьма актуальными.
Так как целью нашего курсового проектирования является расчет и обоснование технологии обогащения, то неслучайно важным аспектом является рассмотрение флотационных методов обогащения, как наиболее перспективных в грядущем будущем.
Заданием на курсовой проект предусматривается выполнение необходимых расчетов по определению технологических показателей при расчете принципиальной схемы обогащения руды, выбор технологических схем по литературным источникам, выбор реагентного режима обогащения полезных компонентов.
1. Вещественный состав руд
Для анализа приведенного наименования минералов сведем исходные данные в таблицу 1.
Таблица 1 - Состав исходного сырья
Содержание компонента в исходной руде
алюмосиликаты калия, магния и др.
Анализируя данный состав можно сделать вывод, что это медно-никелевая руда
- Халькопирит, с содержанием меди 3,3 %;
- Пирротин, с содержанием железа 1,1 % ;
- Пентландит, с содержанием никеля, 0,61% .
Содержание пирита в исходной руде - 20,0 %, поэтому будем извлекать его в отдельный концентрат вместе с пирротином.
В природе насчитывается около 45 никелевых минералов. Однако промышленное значение имеет сульфид никеля - пентландит (Fe,Ni)9S8 (содержание Ni 22 %, плотность 5000 кг/м 3 , твёрдость 3-4). Кроме пентландита никельсодержащими минералами являются никеленосный пирротин, миллерит NiS.
Основные медные минералы - халькопирит, кубанит CuFe2S3, талнахит Cu9Fe8S16, борнит Cu5FeS4. Медно - никелевые руды делятся на вкрапленные и сплошные. Тонкое прорастание сульфидов меди и никеля не позволяет получить богатые никелевые концентраты (содержание никеля около 10 %). Медные концентраты получаются богатыми (20 -25 % меди). Рассмотрим полезные минералы подробнее.
Халькопирит (CuFeS2) является одним из важнейших медных минералов. С ним ассоциирует золото, серебро. Халькопирит склонен к переизмельчению. Свежеобразованная поверхность халькопирита имеет некоторую гидрофобность. На воздухе халькопирит адсорбирует кислород, который повышает его флотационную активность. При продолжительном окислении поверхность халькопирита покрывается гидроокисью железа, при этом флотируемость его резко снижается. В нейтральной и слабощелочной средах остаётся в течении длительного времени гидрофобным. При pH > 10 начинает окисляться с образованием ионов SO4 2- , S2O3 2- , S4O6 2- . В слабокислой среде при pH = 6 окисляется, при этом в раствор переходят ионы Cu2 +, Fe2 +, SO4 2- . Халькопирит флотируется ксантогенатами, аэрофлотами, меркаптанами.
Депрессируется: 1. При Cu - Pb флотации цианидами; 2. При разделении Cu - Mo концентратов избытком сульфида натрия. Хроматы, сульфит (Na2SO3), гипосульфит (Na2S2O3) не действуют на халькопирит, в связи с чем они применяются при разделении Cu - Pb концентратов для депрессии галенита (PbS)
Пентландит, или железоникелевый колчедан, (Fe,Ni)9S8 содержит 32,55 % Fe, 34,22 % Ni и 32,23 % S. В виде примеси может включать до 3 %. Co. Разновидность пентландита, содержащая 49 % Co, называется кобальт-пентландитом. Кристаллизуется пентландит в кубической системе и обладает совершенной спайностью по октаэдру. Кристаллическая решетка пентландита состоит из четырех октаэдров, имеющих общие ребра, четыре из которых содержат ионы двухвалентного железа, другие четыре - ионы двухвалентного никеля. Эти группы связаны общими вершинами и расположены в узлах гранецентрированной кристаллической решетки. По отношению к ионам серы ионы железа и никеля находятся в октаэдрической координации. Пентландит имеет светлый бронзово-желтый цвет и металлический блеск. Встречается в виде сплошных включений и зернистых агрегатов в сульфидных рудах, связан с основными и ультраосновными изверженными породами. Электропроводен, немагнитен.
Магнитные свойства также зависят от состава: гексагональный пирротин парамагнитен, моноклинный - ферромагнитен. Широко распространен в гипогенных месторождениях медно-никелевых руд, где образует сплошные массы или зернистые выделения, связан с ультраосновными породами, встречается также в контактно- метасоматических месторождениях и гидротермальных телах. В зонах окисления переходит в пирит, марказит и бурые железняки.
2. Фабрики и технология обогащения медно-никелевых руд
Медно-никелевые руды обогащаются по прямым селективным, коллективно-селективным и комбинированным схемам.
Прямая селективная флотация практикуется редко из - за трудной активации минералов после их депрессии. Поэтому в основном применяются схемы получения Cu - Ni коллективного концентрата.
Основная флотация проводится в щелочной среде при рН 9-10. В качестве собирателя применяется бутиловый (амиловый) ксантогенат с расходом 70-200 г/т. Пенообразователь Т-66. Депрессия минералов породы (флотоактивных силикатов) осуществляется жидким стеклом или КМЦ.
Разделение коллективного Cu-Ni концентрата осуществляется путём флотации медных и депрессии никелевых минералов. Депрессия достигается известью (рН 11-12), декстрином, пропаркой с известью при температуре 70 о С.
При соотношении меди и никеля меньше двух, коллективный концентрат подвергается плавке на файнштейн и разделяется по методу И.Н. Масленицкого и Л.А. Кричевского (1943 г).
В результате обжига Cu-Ni концентрата в электропечах происходит частичное удаление серы. После застывания массы образуется металлургический полупродукт, содержащий соединения Cu2S и Ni3S2 и сплав металлических меди и никеля. При измельчении файнштейна достигается довольно полное раскрытие всех компонентов сплава.
Флотация ведётся в щелочной среде ксантогенатом и пенообразователем. В пенный продукт уходит сульфид меди. В камерный - сульфид никеля и сплав никеля и меди.
Рисунок 1 - Технологическая схема ТОФ
На фабрике используется пенный процесс флотации, когда частицы минералов прилипают к пузырькам воздуха и отделяются от пульпы в виде пены.
Пенная флотация состоит из несколько этапов. Руда измельчается в воде, при этом достигается крупность частиц от 100-150 мкм до 5-10 мкм. Измельчение до такой крупности обычно обеспечивает достаточное раскрытие сростков ценных минералов с минералами пустой породы, что важно для последующей флотации.
Затем в пульпу добавляются органические реагенты (собиратели), сорбирующиеся на поверхностях кусочков ценных минералов и образующих на ней гидрофобную пленку. Гидрофобная пленка способствует прилипанию кусочков к пузырькам воздуха. Пузырьки воздуха образуются при аэрации пульпы, а их устойчивость повышается за счет подачи в пульпу пенообразователей.
Закрепившиеся на поверхности пузырьков воздуха зерна ценных минералов поднимаются к поверхности пульпы и образуют пену. Минерализованная пена отделяется от пульпы, содержащей, в основном, минералы пустой породы, поверхности зерен которых не покрыты собирателем и поэтому гидрофильные.
Пенная флотация, используемая на фабрике, концентрирует сульфиды никеля и меди в пенном продукте - коллективном концентрате, а минералы пустой породы в камерных продуктах флотации - хвостах.
Извлечение частиц восстановленного до металла никеля в никелевые или ферроникелевые концентраты после охлаждения и измельчения огарка до 50-- 100 мкм осуществляется методами магнитной сепарации (поскольку металлический никель ферромагнитен), флотации или их сочетанием.
Ориентируясь на литературные источники, определяем содержание полезных компонентов в концентратах и извлечение полезных компонентов в родные концентраты. Заносим выбранные и принятые технологические показатели в таблицу 2.
В зависимости от текстурных особенностей сульфидные руды подразделяются на следующие типы:
Вкрапленные руды наиболее распространены среди других никелевых сульфидных руд. Сульфидные минералы в этих рудах распределены между серпентизованными оливином и пироксеном. Соотношение никеля, меди и кобальта составляет 55–50:28–23:1.
Брекчиевидные руды относятся к типу богатых промышленных руд. Содержание их в рудных телах колеблется от 2 до 25 %. Руды состоят из об- ломков оталькованных серпентинитов, филлитов и туффитов, сцементированных мелкозернистой сульфидной массой, состоящей из пирротина, пентландита и халькопирита, содержание которых составляет 60–75 %. Соотношение никеля, меди и кобальта – 56:22:1.
Сплошные сульфидные руды тесно связаны с брекчиевидными в нижних частях рудных тел. Они состоят преимущественно из пирротина (60–80 %), пентландита и халькопирита. Крупность зерен пентландита может достигать 5–10 мм. Соотношение никеля, меди и кобальта в рудах составляет 35–25:17–14:1.
Прожилково-вкрапленные и прожилковые руды имеют небольшое распространение. Отличаются они тонким взаимным прорастанием основных сульфидных минералов – пирротина, халькопирита и пентландита. Соотношение никеля, меди и кобальта обычно составляет 47:48:1.
Силикатные никелевые руды характеризуются невысоким содержанием никеля ( до 1%) при соотношении никеля и кобальта 20…30 : 1. Добыча никеля из силикатных руд в общем производстве никеля составляет не более 15…20%, причем перерабатываются эти руды без предварительного обогащения.
Медно-никелевые руды обогащаются по прямым селективным, коллективно-селективным и комбинированным схемам.
Эти руды характеризуются различной флотационной активностью сульфидных минералов, которые можно расположить по уменьшению флотируемости в следующей последовательности: халькопирит ( талнахит, моихукит, кубанит ), пентландит и никеленосный пирротин, пирротин. Селективная флотация медных и никелевых минералов происходит прежде всего за счет различной скорости окисления сульфидной поверхности. Никелевые сульфидные минералы хорошо и быстро окисляются, в то время как халькопирит окисляется значительно медленнее.
Готовый никелевый концентрат – пенный продукт пентландитовой флотации и хвосты грубой медной флотации, питанием которой является концентрат I пентландитовой флотации. Полученный никелевый концентрат содержит 7.0–7,2 % Ni и 2,3 % Cu.
Читайте также: