Почему традиционные методы разделения свинца и цинка все больше не могут удовлетворить потребности современной горнодобывающей промышленности? Свинец-цинк, как ключевые минеральные ресурсы для национальной экономики, широко используется в основных секторах, таких как производство аккумуляторов, выплавка металлов и химическая промышленность. По мере того, как мировой спрос на ресурсы продолжает расти, высокосортные руды с легким обогащением истощаются, что затрудняет разделение низкосортных сложных межсуществующих руд. Традиционные процессы флотации и гравитационного разделения часто сталкиваются с трудностями, такими как низкая извлекаемость и высокая взаимная концентрация в концентратах при переработке сложных межсуществующих руд.
В статье систематизированы современные технологические подходы к эффективной сепарации свинца и цинка , такие как высокоэффективная флотация и комбинированные процессы гравитационной флотации , и даны практические рекомендации горнодобывающим компаниям по снижению затрат и повышению эффективности.
Высокоэффективная технология разделения свинца и цинка: новые флотационные реагенты точно отделяют свинцовую и цинковую руду, увеличивая коэффициент извлечения до 92%. Комбинированная технология гравитационно-флотационной сепарации снижает потребление энергии последующей флотации и использование реагентов. Технология электрохимической флотации максимизирует эффективность реагентов. Это руководство в первую очередь содержит руководство по выбору технологий разделения свинцово-цинковой руды , которые повышают эффективность обогащения и обеспечивают низкоуглеродное производство.
Основные проблемы разделения свинца и цинка
Свинцово-цинковые руды обычно встречаются как сопутствующие минералы , с минеральной совокупностью гораздо более сложной, чем у одного минерального вида. Галена (PbS) и сфалерит (ZnS) являются двумя основными минералами, но настоящие руды часто смешиваются с пиритом (FeS₂), кварцем (SiO₂) и редкими минералами, такими как медь и серебро.
Однако распределение этих минералов крайне неравномерно — от микронных рассеянных структур до сантиметровых массивных структур, что затрудняет разделение отдельных минералов с использованием традиционных процессов дробления и измельчения. Особенно, когда содержание железа в сфалерите превышает 10%, как в сфалерите, его поверхностные химические свойства претерпевают значительные изменения, еще больше усложняя процесс разделения.
Трудности в расставании
- Микроскопические различия в поверхностных свойствах свинцово-цинковых минералов : галена и сфалерит демонстрируют очень схожее флотационное поведение, и обычные сборщики ксантатов адсорбируют оба.
- Компромисс «селективность-стоимость» между реагентами : традиционные процессы основаны на большом количестве селективных ингибиторов (таких как цианид и дихромат калия). Хотя это повышает точность разделения, цианид вреден для окружающей среды и дорог.
- Шламовая система : низкосортные свинцово-цинковые руды часто имеют высокое содержание глины. Повышенная вязкость суспензии приводит к пузырьковой коалесценции, снижая скорость флотации более чем на 30%. Шламы с высокой соленостью могут повредить молекулярную структуру реагентов, сокращая период неэффективности коллектора на 50%.
Технологии разделения свинца и цинка
1. Технология флотации
Принцип:
Высокоэффективная технология флотации использует различия в физических и химических свойствах поверхности свинцовых и цинковых минералов для достижения селективного разделения. Хотя галена (PbS) и сфалерит (ZnS) часто тесно сосуществуют, их поверхностные электрические свойства, гидрофобность и химическая реакционная способность значительно различаются. Специфические флотационные агенты , такие как коллекторы (ксантогенат, нитросульфат и т. д.), добавляются для селективной адсорбции на поверхности целевых минералов для повышения ее гидрофобности. Одновременно ингибиторы (такие как известь для сфалерита и сульфат цинка для пирита) используются для подавления сопутствующих минералов. Кроме того, регуляторы pH (известь, карбонат натрия) оптимизируют среду шлама, еще больше повышая эффективность разделения навоза.
Поток процесса:
Типичная флотация свинцово-цинковая включает дробление и измельчение, шероховатость, очистку и концентрацию . После дробления руда тонко измельчается в шаровой мельнице до желаемого размера частиц. Затем в перемешиваемый резервуар добавляются регулировщики (такие как регуляторы pH) и коллекторы (такие как этилксантат или нитросульфат). Свинцовые минералы плавают преимущественно на этапе шероховатости, в то время как хвосты впоследствии обрабатываются для флотации цинка. Свинцовый концентрат очищается в ходе нескольких циклов очистки, а остаточный свинец извлекается путем очистки. Флотация цинка обычно требует активации (например, сульфатом меди) с последующим улавливанием, в конечном итоге получая квалифицированный свинцово-цинковый концентрат.
Технические преимущества:
- Основное преимущество высокоэффективной технологии флотации заключается в ее высокой селективности , обеспечивающей эффективное разделение свинца и цинка, что значительно улучшает качество концентрата и его извлечение.
- Он легко адаптируется и может обрабатывать сложные полиметаллические руды (такие как свинцово-цинковые руды, содержащие серебро и медь).
- Новые, высокоэффективные реагенты (такие как экологически чистые ингибиторы ) могут быть использованы для снижения их дозировки, в то время как системы утилизации сточных вод могут быть интегрированы для снижения загрязнения.
- Внедрение автоматизированного управления еще больше повышает стабильность процесса, снижает потребление энергии и снижает затраты, что делает его основным методом современного обогащения свинца и цинка.
2. Гравитационно-флотационная технология
Принцип:
Комбинированная технология гравитационной флотации сочетает в себе преимущества гравитационной сепарации (плотностная сепарация) и флотации (поверхностная химическая сепарация). Он особенно подходит для свинцово-цинковых руд с крупнозернистыми или значительно различающимися плотностями. Гравитационная сепарация (например, встряхивающие столы и спиральные желоба) сначала использует различия минеральной плотности для предварительной обработки, снижая последующую нагрузку на флотацию. Флотация затем выполняет тонкую сепарацию для улучшения качества конечного концентрата. Например, после гравитационной сепарации грубый концентрат свинцово-цинковой руды дополнительно очищается флотацией, снижая расход реагента и улучшая общее восстановление.
Поток процесса:
- Гравитация Предварительное обогащение : После измельчения необработанной руды до -2 мм ее отделяют с помощью спирального желоба или отжимного сепаратора для получения грубого свинцово-цинкового концентрата высокой плотности. Хвостохранилища непосредственно выбрасываются или перемалываются.
- Flotation Refinement : гравитационный концентрат тонко измельчается до -150 меш, при этом свинец преимущественно флотируется (известь для ингибирования цинка и ксантат для ее захвата). Медный сульфат добавляется для активации перед флотацией цинка. Миддлы могут быть возвращены к гравитационному разделению или обработаны отдельно.
Технические преимущества:
- Экономия и сокращение потребления энергии : Предварительное отбрасывание хвостов во время гравитационной сепарации снижает пропускную способность флотации, экономит более 20% реагентов и снижает общее потребление энергии на 15-25%.
- Улучшение восстановления : Грубые свинцовые и цинковые минералы извлекаются раньше во время гравитационной сепарации, что позволяет избежать потерь металла, вызванных чрезмерным дроблением во время флотации, и улучшает общее восстановление.
- Применимо для сложных минералов : эффективно перерабатывает смешанные окисленные и сульфидированные руды и низкосортные руды (Pb + Zn < 5%), оптимизируя диссоциацию посредством ступенчатого измельчения.
- Зеленые преимущества : уменьшает объем флотационных хвостов и при использовании с сухой гравитационной сепарацией (например, ветровой шейкер) может сэкономить более 30% воды.
3. Электрохимически управляемая флотационная технология
Принцип:
Электрохимически контролируемая технология флотации модулирует потенциал суспензии (Eh), применяя внешнее электрическое поле или химические окислители / восстановители, тем самым изменяя электронное состояние поверхности и гидрофобность свинцово-цинковых минералов. Например, в свинцово-цинковых рудах с высоким содержанием серы пирит (FeS₂) может мешать флотации. Контролируя потенциал, пирит можно избирательно подавлять, одновременно повышая гидрофобность галенита. Регулирование потенциала также оптимизирует эффективность адсорбции коллекторов (таких как ксантат) и предотвращает передозировку. Эта технология особенно подходит для селективного разделения сульфидных и минералов, в принципе, представляет собой модификацию поверхности, индуцированную переносом электронов.
Технические преимущества:
- Повышенная селективность : коэффициент разделения свинца и цинка увеличивается, что делает его особенно подходящим для сложных руд с высоким содержанием серы (таких как пирит, содержащий мышьяк).
- Экологически совместимый : уменьшает количество токсичных реагентов, облегчает очистку сточных вод и соответствует экологическим стандартам добычи.
4. Комбинированная технология разделения свинца-цинка
Принцип:
Для низкосортных свинцово-цинковых или сложных сосуществующих руд (таких как copper-lead-zinc-silver) одну технологию трудно экономически разделить. свинцово-цинковый комбинированный процесс использует каскадный процесс восстановления, состоящий из « гравитационной сепарации, предварительной отбрасывания хвостов — флотационной очистки — магнитной сепарации для удаления примесей «:
- Гравитационное разделение : восстанавливает грубый свинец и цинк, выбрасывая 30-50% хвостов.
- Flotation : обрабатывает гравитационную сепарацию руды, отдавая приоритет свинцовой флотации и активируя цинковую флотацию.
- Магнитная сепарация : высокоградиентный магнитный сепаратор (1.2T) отделяет мешающие минералы, такие как пирротин.
При фактическом применении технологическая смесь может быть скорректирована на основе характеристик руды. Например, для серебросодержащих руд может потребоваться добавление стадии выщелачивания цианида.
Технические преимущества:
Это решение предлагает низкое энергопотребление (снижение общего энергопотребления на 20% -30%) и высокую адаптивность, что делает его особенно подходящим для переработки сложных полиметаллических руд . Синергизируя несколько технологий ( гравитационная сепарация, флотация и магнитная сепарация ), это максимизирует использование ресурсов.
Развитие современных технологий, таких как высокоэффективная флотация , электрохимически контролируемая флотация и оптимизация комбинированного процесса , значительно улучшило эффективность, экономичность и экологические показатели разделения свинцово-цинковых руд . Эти технологии не только значительно снижают потребление реагентов и энергии, но и увеличивают скорость извлечения сложных руд, обеспечивая сильную поддержку устойчивому развитию горнодобывающей промышленности. Если вам требуются индивидуальные высокоэффективные решения для разделения минералов или современное оборудование , пожалуйста, свяжитесь с нашей технической командой для эксклюзивного обслуживания! Мы можем помочь вашему руднику добиться эффективного и экологичного производства .