Технология и расчет извлечения медного концентрата из руды

1.2 Характеристика качества руд

Качество рудного сырья является определяющим фактором большин- ства технологических и экономических показателей обогатительных фабрик и металлургических заводов. Снижение качества руд отрицательно влияет как на уровень технико-экономических показателей переработки, так и на качество конечной продукции.

Качество рудного сырья в зависимости от направлений его дальнейше- го использования характеризуют по следующим признакам: химическому со- ставу (содержанию полезных основных и вредных компонентов), минерало- гическому составу, структурно-текстурным особенностям рудных минера- лов, физико-химическим свойствам, гранулометрическому составу, влажно- сти, прочим свойствам.
Одним из важнейших параметров качества является содержание в ру- дах основных металлов (полезных компонентов). При ухудшении этого пока- зателя уменьшается выход концентрата, содержание в нем металла, извлече- ние, увеличиваются затраты на переработку руд, растет себестоимость то- варной продукции.
Особое значение имеет содержание металлов в рудах, поступающих непосредственно в металлургическую переработку. К таким рудам относятся, например, окисленные никелевые руды, перерабатываемые пирометаллурги- ческим или гидрометаллургическим способами. Снижение содержания нике- ля в них на 0,1 % (при общем содержании металла около 1 %) равнозначно увеличению объекта переработки материала на 10 % с соответствующим ростом затрат на передел.
Результаты флотации сульфидных (а также окисленных) руд находятся в определенной зависимости от того, каким минералом представлен металл или его соединение. В частности, для медных руд различные показатели из- влечения металлов получаются при флотации первичных и вторичных суль- фидов. Для обогащения руд вольфрамовых месторождений важное значение имеет соотношение в них металлов вольфрамита и шеелита, для молибдено- вых – молибденита и повеллита. Некоторые из сульфидных и большинство окисленных природных соединений цветных металлов обогащаются с очень низким извлечением в концентраты. Поэтому для отдельных руд содержание труднофлотируемых сульфидных и окисленных форм в товарной продукции ограничивается определенными пределами.
Наличие окисленных минералов сверх допустимого количества вызы- вает большие потери металлов, особенно при обогащении медных (табл. 3), медно-молибденовых и молибденовых руд, перерабатываемых на обогати- тельных фабриках в больших масштабах.

Таблица 3

Влияние степени окисленности медной руды Удоканского месторождения на показатели флотации (по данным Иргиредмета)

Показатель	Тип руды
	Халькопири- товая	Халькозин- баритовая	Сме- шанная	Окис- ленная
Степень окисленности, %	5	5	21	82
Извлечение меди, %	90,0	94,5	92,5	85,5
Содержание меди в концентрате, %	24,2	47,5	35,2	34,0

Из труднофлотируемых сульфидных медных минералов можно назвать валлерит (CuFe)2S2·1,526[(Mg, Al, Fe)(ON)2], содержащийся в медно-нике- левых рудах и извлекаемый в весьма низкой степени при флотации.

Наблюдается и обратная картина, когда нежелательно присутствие сульфидных минералов. Например, основным минералом оловосодержащих руд является касситерит – оксид олова. Технология обогащения оловянных руд, как правило, гравитационная. Присутствие в рудах минерала станнина (сульфид олова) требует для его извлечения уже комбинированной флотаци- онно-гравитационной схемы переработки.
Большое влияние на результат обогащения оказывают и структурно- текстурные особенности рудных минералов. Примером служит переработка медно-цинковых руд Николаевского месторождения в Восточном Казахста- не. Месторождение содержит как кристаллические, так и метаколлоидные руды. Если первые имеют относительно крупный размер зерен сульфидов меди и цинка и легко обогащаются селективной флотацией, то вторые обла- дают эмульсионной взаимной вкрапленностью медных и цинковых минера- лов и практически не поддаются селекции. Вследствие этого из метаколло- идных руд пока получают только коллективные концентраты.
Технико-экономические показатели переработки руд, особенно извле- чение металлов, могут ухудшаться из-за присутствия в рудах некоторых по- родообразующих минералов. Так, примешивание к рудам Тырнаузского ме- сторождения сверх определенного предела скарнированных мраморов (каль- цита) резко снижает степень извлечения вольфрама в концентраты. В силу этого при разработке участков месторождения с повышенным содержанием кальцитов необходимо выделять последние из руд методом концентрации в тяжелых средах.

К отрицательным физическим свойствам руд относится их слеживае- мость, которая вызывает значительные затруднения при выпуске руд из бун- керов, их транспортировании и грохочении и может приводить к остановке оборудования, возникновению перерывов в технологическом процессе и снижению показателей обогащения. Радикальных мер борьбы с этим свойст- вом руд еще не разработано.
Наличие в рудах тонкой, обычно глинистой фракции обуславливает повышенное шламообразование в процессе рудоподготовки и увеличенные потери металлов при флотации. Пока также не найдено удовлетворительных флотационных способов извлечения полезных компонентов из шламовой фракции руды.
Из приведенных примеров следует, что руды обладают большим коли- чеством разнообразных свойств, влияющих на технико-экономические пока- затели их переработки. Для более полного и комплексного использования минеральных ресурсов необходимо соблюдать жесткие требования к оценке качества руд, направляемых на обогатительные фабрики и металлургические заводы. Качество добываемых руд в конечном счете нужно оценивать не по отдельным показателям, а по сочетанию свойств, отражающих пригодность руд к соответствующей технологии переработки с получением устойчивых и экономически приемлемых показателей.
Другими словами, нужно использовать комплексный принцип техноло- гической оценки качества руд. Например, к числу комплексных технологиче- ских показателей качества руд, направляемых на обогатительные фабрики, можно отнести обогатимость флотационными или гравитационными метода- ми; руд, подлежащих гидрометаллургической переработке, – растворимость полезного компонента в промышленных растворителях; руд, перерабатывае- мых пирометаллургическим способом, – плавкость в определенных условии- ях и т.п. Практически комплексная технологическая оценка качества рудного сырья должна осуществляться главным образом по выдаче горным предпри- ятием технологических типов и сортов руд, их соотношению в товарной про- дукции и по однородности вещественного состава руд в потоке и в отдель- ных партиях. Технологические типы и сорта руд выделяют и классифициру- ют отдельно по каждому конкретному месторождению в зависимости от природных свойств руд и горно-геологических условий залегания рудного тела на стадии подготовки месторождений к промышленному освоению.
При этом должны особо учитываться специфические свойства руд и их изменчивость в пределах месторождения. При определении экономической целесообразности выделения технологических типов и сортов руд следует руководствоваться не только сокращением затрат на добычу и переработку рудного сырья, но и необходимостью максимального использования мине- ральных ресурсов.

Таким образом, на горных предприятиях наряду с оценкой качества руд по содержанию в них основного полезного компонента (что имеет, безуслов- но, очень важное значение) необходимо оценивать продукцию по степени ее обогатимости (растворимости, плавкости) в сопоставлении с данными, уста- новленными при подготовке запасов к выемке. Для этого на всех рудниках должны работать аналитические лаборатории или группы для определения вещественного состава и экспрессной технологической оценки качества руд.