1Касиков А.Г., 2Максимов В.И.

1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты, Россия

2ОАО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия

The results of research into the production of copper sulphate and sulphur-containing reagents from wastes and middlings of Kola MMC and their utilization during sulphide copper-nickel ore flotation and selective flotation of copper-nickel converter matte are discussed. The technical reagents made from wastes are shown to be comparable to their purer analogues and even excel them in quality.

При обогащении сульфидных медно-никелевых руд и получении селективных концентратов никеля и меди в ОАО «Кольская ГМК» требуются различные флотореагенты, которые в больших количествах приходится завозить из-за пределов Мурманской области.

Одним из реагентов, который используют в качестве активатора флотации сульфидных медно-никелевых руд, является медный купорос.

Однако, несмотря на то, что в ОАО «Кольская ГМК» имеется большое количество источников для его получения, до последнего времени его закупали на Урале.

Нами была исследована возможность получения собственного активатора из отходов медно-никелевого производства. Для получения купороса использовали тонкие конвертерные пыли и отсечные электролиты медного производства, состав которых представлен в таблице 1.

Для извлечения меди из пылей проводили их водное выщелачивание при Т:Ж = 1:3-4 и Т = 70-80°С, затем раствор упаривали и проводили кристаллизацию купороса. Для выделения из отсечных электролитов медного купороса их также предварительно упаривали в 1.5-2 раза, а затем охлаждали до 8-10°С. Полученные кристаллы отделяли от маточного раствора на нутч-фильтре. С целью снижения содержания в купоросе примесей проводили его перекристаллизацию.

Таблица 1

Состав некоторых купоросов представлен в таблице 2.

Таблица 2

Таблица 3
Сравнительные результаты по флотации руд в присутствии медного и комплексного купоросов

Из таблицы 2 видно, что наиболее чистые купоросы получаются из тонких пылей медного производства. Их испытание в процессе флотации бедных руд текущей добычи по режиму рудной флотации обогатительной фабрики комбината «Печенганикель» показало, что более высокое содержание железа в купоросе 2 существенно не сказалось на показатели обогащения и качество флотоконцентратов в сравнении с использованием в качестве активатора чистого сульфата меди. Применение в качестве активатора более грязных купоросов 3 и 4 показало, что наличие в них примесей цветных металлов и железа не только не ухудшает качество концентратов и степень извлечения в них Cu и Ni, но и даже несколько повышает показатели процесса [1-3]. Как видно из таблицы 3, использование комплексного купороса, полученного из конвертерных пылей (№ 3 таблица 2), позволяет получать более бедные хвосты обогащения, чем в случае использования чистого CuSO₄ × 5H₂O.

Использование купороса № 4, полученного из отсечных электролитов, в сравнении с чистым медным купоросом, также обеспечивает снижение содержания Ni в хвостах (с 0.194% до 0.186%). При этом, были получены и более богатые концентраты межцикловой и основной флотации.

В связи с чем, в ОАО «Кольская ГМК» было налажено собственное производство около 200 т в год медного купороса, который в настоящее время производят из отсечных электролитов медного производства комбината «Североникель».

Эффективность флотации руд может быть также улучшена за счет использования различных серосодержащих растворов, включая растворы сернистого натрия [4,5]. Однако сернистый натрий является достаточно дефицитным продуктом, и поэтому в качестве его заменителя перспективным является использование различных серосодержащих отходов. В медно-никелевом производстве сера образуется при утилизации сернистых газов и автоклавном и гидрохлоридном выщелачивании сульфидных концентратов. В данной работе в качестве серосодержащих реагентов использовали продукты растворения серы в содовых и щелочных растворах.

Испытания растворов серы проводили на усредненной пробе руды Печенги по стандартной схеме, отвечающей технологическому режиму рудной флотации с фракционным получением трех пенных продуктов (концентратов). Анализ результатов тестовых опытов показал, что растворы серы в соде и гидроксидах Na и K являются более эффективными модификаторами в сравнении с сернистым натрием. При введении реагентов, полученных на основе едкого натрия, в сравнении с Na₂S, степень извлечения никеля повышалась на 1.6%, а меди - на 1.7%. Кроме того, было установлено, что добавление модификаторов, полученных путем растворения серы, приводит к значительному повышению начальной скорости флотации сульфидов цветных металлов [6].

Серосодержащие щелочные растворы, полученные путем содовой или щелочной «разварки» платинометальных концентратов и остатков гидрохлорирования возвратных отходов комбината «Североникель» [7], использовали также при флотационном разделении файнштейна на никелевый и медный концентраты. Испытания показали, что эти растворы могут применяться взамен чистой щелочи, причем в случае растворов, содержащих дополнительно кремний, достигалась более высокая селективность при разделении меди и никеля [8].

Таким образом, выполненные исследования показали возможность повышения эффективности флотации сульфидных медно-никелевых руд и разделения файнштейна при использовании активаторов и модификаторов флотации, полученных из собственных промежуточных продуктов и отходов производства.

Литература

1. Блатов И.А., Хомченко О.А., Максимов В.И., Касиков А.Г. Получение активатора для флотации из пылей медно-никелевого производства // Цветн. металлы. - 1997. - №6. - С.26-27.
2. Пат. 2116840 РФ. Способ флотации сульфидных медно-никелевых руд / И.А. Блатов, В.И. Максимов, А.Г. Касиков и др. Опубл. 10.08.98; Бюл. №22.
3. Касиков А.Г. Использование отходов медно-никелевого производства для получения технических реагентов и материалов // Матер. 2-ой Межд. конф. Проблемы рационального использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных и технических материалов. - Петрозаводск: 2005. С. 96-98.
4. Глазунов Л.А. Об эффективности использования сульфид- и гидросульфид-ионов в растворах сернистого натрия и его заменителей при флотации медьсодержащих руд / Энергосберегающие технологии в производстве тяжелых металлов // Сб. научн. трудов. - М.: Гинцветмет. - 1992. - С.42-46.
5. Елисеев Н.И., Кирбитова Н.В., Шарапова Н.Д. и др. О влиянии сернистого натрия на флотационное поведение сульфидных минералов // Цветн. металлы. - 1982. - №9. - С.95-102.
6. Касиков А.Г., Кшуманева Е.С., Максимов В.И. Использование элементарной серы для приготовления модификатора флотации медно-никелевых руд // Цветная металлургия. - 2006. - №2. - С.16-21.
7. Касиков А.Г., Кшуманева Е.С. Гидрометаллургическая переработка остатков синтеза карбонильного никеля // Инновационный потенциал Кольской науки: Сб. трудов. - Апатиты, 2005. - С.243-248.
8. Касиков А.Г., Кшуманева Е.С., Соколова И.П. и др. Повышение эффективности флотации медно-никелевых руд и разделения файнштейна за счет использования серосодержащих модификаторов // IV Конгресс обогатителей стран СНГ. - М., 19-21 марта 2003г.: Тез. докл.- М., 2003, Т.1. - С.106-107.

Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья