Флотационные методы обогащения ртути

Введение

Проектом представляется технология переработки ртутно-молибденовой руды. Так как в природе данного типа руды не существует то для обогащения таких компонентов как ртуть, которая представлена киноварью и молибденом, который представлен повеллитом а также для получения концентратов необходимого качества возможно применение только флотационный метод обогащения. Преимуществами флотационных методов обогащения являются: возможность комплексного использования сырья, создание малоотходных технологий, возможность обогащения труднообогатимых и забалансовых руд, а также техногенных образований с низким содержанием полезного ископаемого, возможность обогащения тонких и сверхтонких частиц (шламов крупностью до 5 мКм) и многое другое.

Универсальность флотации объясняется невозможностью существования в природе двух одинаковых минералов с одинаковыми физическими и химическими свойствами и в соответствии с этим, применяются флотационные методы обогащения, которые главным образом зависят от разности в свойствах разделяемых минералов.

Флотационные методы обогащения очень широко применяются не только в рудной промышленности. Известно применение флотации: при разделении хлористого аммония и бикарбоната натрия в производстве соды; отделение криолита от частиц угля и алюминия; очистке воды и воздуха от бактерий и твёрдых частиц; выделении каучука из растительных продуктов; разделение различных видов бактерий друг от друга (например, желудочных бактерий и палочек Коха); очистке виноградного сока и растворов свекловичного и тростникового сахара от твёрдых примесей; разделение друг от друга проросших и непроросших семян и т.д.

Получаемыми концентратами являются повеллитовый (CaMoO4) и киноварный (HgS). Установленные в России кондиции на молибденовые концентраты флотации предусматривают содержание в них молибдена не ниже 45%. Промродукты обогатительных фабрик и некондиционные по содержанию вредных примесей, молибденовые концентраты подвергаются гидрометаллургической обработке. Молибденовые концентраты полученные гидрометаллургическим способом в виде трисульфида молибдена, должны содержать после их обжига при температуре 450 ч 500 0С не менее 53% молибдена. При данной обработке также может получиться молибдат кальция, в котором содержание молибдена должно быть не менее 40%. Молибдат кальция используют в производстве легированных сталей.

В ртутных рудах ведущим минералом является киноварь (86,2% Hg). При содержании в руде 0,25% ртути и более руда может быть направлена в металлургический передел без обогащения. Область применения ртути очень широкая: научные цели, металлургия, медицина и другие напрвления.

1. Обоснование схемы флотации

Руда ртутно-молибденовая представлена такими минералами как: киноварь, повелит, пирит, пирротин, гипс. Далее приводятся физические и химические свойства минералов, а также область их залегания и характер вкрапленности.

1.1 Пирротин (магнитный пирит) Fe1-xS

Данный минерал обладает: твёрдостью 4, плотностью 4,58 - 4,65, бронзо-коричневого цвета с металлическим блеском, магнитен с различной интенсивностью - чем больше количество железа, тем менее магнитен, непрозрачен. Структура пирротина является сложной производной от структуры типа NiAs. Узнаётся по массивному сложению, бронзоватому цвету и магнитности. При нагревании на угле даёт запах двуокиси серы и становится сильно магнитным. Пирротин обычно связан с основными извержёнными породами, особенно с норитами. Он встречается в них в виде вкрапленности или в виде крупных масс в ассоциации с пентлантидом, халькопиритом, и другими сульфидами. Пирротин также находят в контактово-метаморфических жильных месторождениях и в пегматитах. Добывается в основном ради связанных с ним Ni, Cu и Pt, кроме того является источником S и Fe.

1.2 Пирит FeS2

Минерал обладает: твёрдостью 6 - 6,5, плотностью 5,02, бледного латунно-жёлтого цвета с очень ярким металлическим блеском, непрозрачен, парамагнитен. Состоит из 46,6% Fe и 53,4% S. Может содержать небольшие количества Ni и Co. Некоторые анализы показывают значительные количества Ni. Пирит легко превращается в окислы железа, обычно в лимонит. Очень распространены псевдоморфозы лимонита по пириту. Пирит самый обычный и распространённый из сульфидных минералов. Он образуется как при высоких так и при низких температурах, но самые крупные его скопления образуются при высоких температурах. Встречается, как продукт магматической сегрегации, как акцессорный минерал в извержённых породах в контактово-метаморфических образованиях и гидротермальных жилах. Пирит ассоциирует со многими минералами, но чаще всего с халькопиритом CuFeS2, сфалеритом ZnS, и галенитом PbS. Часто разрабатывается ради золота и меди, ассоциирующих с ним. Главным образом используется как источник серы для получения серной кислоты и железного купороса. Железный купорос применяют в красильном деле, для приготовления чернил, как пищевой консервант и дезинфицирующее средство.

1.3 Киноварь HgS

Этот минерал обладает: твёрдостью 2,5, плотностью 8,10, от карминово-красного до коричнево-красного цвета с алмазным блеском, прозрачен до просвечивающего. Существует две основные разновидности киновари, это метациннабарит и печёночная киноварь. Метациннабарит имеет металлический блеск и серовато-чёрный цвет. Печёночная киноварь - горючая коричневая разновидность киновари, содержащая битумозные примеси, обычно зернистая или компактная. Состоит из 86,2% Hg и 13,8% S с небольшими вариациями в содержании Hg. Часто загрязнена примесями глины, окислов железа, битумов. Обладает природной гидрофобностью и высокой летучестью. Встречается как вкрапленность в жильный минерал вблизи молодых вулканических пород и горячих источников. Образует ассоциации с пиритом, марказитом, антимонитом, сульфидами меди. Применяется в электроприборах, приборах промышленного контроля, при электролитическом получении хлора и каустической соды и для защиты красок от плесени, а также зубоврачебные препараты, научные приборы, лекарственные препараты и т.д.

1.4 Гипс CaSO4 * 2H2O

Минерал обладает: твёрдостью 2, плотностью 2,32, белым, серым, жёлтым, красным и коричневым цветами со стеклянным, жемчужным или шелковистым блеском, прозрачен до просвечивающего. Различают три основных разновидности гипса: атласный шпат, алебастр и селенит. Атласный шпат - волокнистый гипс с шелковистым блеском. Алебастр - тонкозернистая массивная разновидность. Селенит - разновидность, которая даёт крупные бесцветные прозрачные пластины спайности. Состоит из CaO - 32,6%; SO3 - 46,5%; H2O - 20,9%. Чаще всего встречается в осадочных породах, где может слагать мощные пласты.

Часто переслаивается с известняками и сланцами, является подстилающим слоем для соляных слоёв. Образует также чечевицеобразные тела или рассеянные кристаллы в глинах и сланцах. Образует ассоциации с различными минерами чаще всего с галитом NaCl, ангидритом CaSO4, доломитом CaMg(CO3)2, кальцитом CaCO3, серой S, пиритом FeS2 и кварцем SiO2. Применяется главным образом для изготовления штукатурки. Неотожженный гипс применяется как затвердитель для портланд-цемента. Атласный шпат и алебастр полируются для различных декоративных целей.

1.5 Повеллит CaMoO4

Минерал обладает: твёрдостью 4,5 -5, плотностью 5,9 - 6,1, белым, жёлтым, зелёным и коричневым цветом со стеклянным или алмазным блеском, просвечивает, некоторые образцы прозрачны. Состоит из CaO - 19,4% и Mo - 80,6%, молибден может замещать вольфрам, так что существует частичное изменение состава в сторону шеелита CaWO4. Встречается в гранитных пегматитах, контактово-метаморфических месторождениях и высокотемператур-ных гидротермальных жилах.

Повеллит присутствует в зоне окисления большинства молибденовых месторождений, который представляет собой продукт изменения молибдена. Образует ассоциации с касситеритом SnO2, топазом Al2SiO4 (F, OH)2, флюоритом CaF2, апатитом Ca5(PO4)3(F, Cl, OH), молибденитом MoS2 и вольфрамитом (Fe, Mn)WO4. Применяется главным образом для извлечения молибденита.

Далее приводится таблица флотируемости основных минералов, входящих в состав полезного ископаемого, где указываются основные реагенты применяемые для флотации данных минералов, а также вспомогательные реагенты применяемые для доводки черновых концентратов или очистки их от различных природных примесей.

Таблица 1.1 - Флотируемость основных минералов, входящих в состав п/и

2. Расчёт качественно-количественной схемы

2.1 Расчёт теоретического баланса

Расчёт теоретического баланса, а также все дальнейшие расчёты ведутся по основным минералам: повеллит и киноварь. Для расчёта теоретического баланса необходимо задаться содержанием ртути в молибдене и молибдена в ртути. В соответствии с заданием принимается содержание ртути в молибдене 1,0%, а молибдена в ртути 2,0%. Опираясь на принятые данные производится дальнейший расчёт теоретического баланса.

По заданию содержание молибдена в молибдене или качество молибденового концентрата 45,50%, а ртути в ртути или качество ртутного концентрата 76,80%, содержание ртути в исходной руде 1,30%, содержание молибдена в исходной руде составляет 0,10%, извлечение ртути в ртутный концентрат составляет 92,00%, а молибдена в молибденовый концентрат 76,00%, в соответствии с этим производятся расчёты выходов молибдена, ртути и отвальных хвостов.

Выход ртутного концентрата находится по формуле:

гHg = еHg/Hg * бHg / вHg/Hg, (1)

где еHg/Hg - извлечение ртути в ртутный концентрат, %; бHg - содержание ртути в исходной руде, %; вHg/Hg - содержание ртути в ртутном концентрате, %.

Выход молибденового концентрата находится по формуле:

гMo = еMo/Mo * бMo / вMo/Mo, (2)

где еMo/Mo - извлечение молибдена в молибденовый концентрат, %; бMo - содержание молибдена в исходной руде, %; вMo/Mo - содержание молибдена в молибденовом концентрате, %.

Выход отвальных хвостов находится по формуле:

гОТВ.ХВ. = гИСХ - гHg - гMo, (3)

где гИСХ - выход исходной руды, %. Далее находятся содержание молибдена и ртути в отвальных хвостах. Содержание ртути в отвальных хвостах находится по формуле:

Страницы: 1, 2, 3