Разработка комбинированной флотационно-магнитной схемы обогащения свинцово-цинковой руды

Во введении приводится актуальность темы исследования,
сформулированы цели и задачи работы, изложены основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе приведен анализ современного состояния технологии переработки свинцово-цинковых руд; анализ влияния морфоструктурных характеристик минералов на их технологические свойства и способы извлечения.
Во второй главе представлены методы и методики исследований, использованные в ходе проведения исследований.
В третьей главе изложены данные по вещественному составу свинцово- цинковых руд Главного и Западного рудных тел; приводится состав и особенности сфалерита; определены магнитные составляющие рудных минералов месторождения.
В четвертой главе представлены результаты испытаний, направленных на повышение сортности флотационного свинцового концентрата путем введения дополнительной операции высокоградиентной магнитной сепарации.
В пятой главе представлены результаты лабораторных испытаний по разработке технологического решения для обогащения сульфидных свинцово- цинковых руд Горевского месторождения.
В шестой главе представлены результаты лабораторных испытаний по разработке режима селекции коллективного свинцово-цинкового концентрата методом высокоградиентной магнитной сепарации.
В заключении приводятся основные выводы и результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Селективность высокоградиентной магнитной сепарации продуктов обогащения Горевского месторождения определяется наличием микровключений в сфалерите магнитноупорядоченного пирротина и
парамагнитного сидерита, обусловленных генезисом руд.
По данным качественных характеристик флотационных свинцовых концентратов (таблица 1), выделенных из исходных руд Главного (ТПГ-1) и Западного (ТПГ-2) рудных тел Горевского месторождения, а также продуктов разделения перечисленных объектов магнитным методом, установлено, что проведение высокоградиентной сепарации позволяет получить немагнитную фракцию с повышенным содержанием свинца в сравнении с исходным флотационным концентратом.
Таблица 1 – Характеристика исследованных продуктов
Характеристика проб, не подвергавшихся разделению ВГС
Содержание, %
Pb Исходная ТПГ-1 4,57 Исходная ТПГ-2 3,28 Хвосты флотации ТПГ-1 0,19 Хвосты флотации ТПГ-2 0,36
Zn 3,20 2,99 0,60 0,65

Продолжение таблицы 1
Характеристика магнитных и немагнитных продуктов разделения ВГС
Наименование пробы, подвергавшейся ВГС
Свинцовый концентрат ТПГ-1 Цинковый концентрат ТПГ-1 Свинцовый концентрат ТПГ-2 Цинковый концентрат ТПГ-2
Содержание в Количество магнитном
Содержание в немагнитном продукте, %
опытов продукте, %
Pb Zn Pb Zn
7 8,0-31,0 7 2,7-4,6 3 7,1-19,9 3 3,7-6,3
5,6-9,9 44,0-51,3 7,6-8,8 43,1-48,3
71,1-81,6 4,8-9,8 57,2-82,9 4,8-11,8
1,0-4,7 41,9-55,7 4,9-1,5 36,5-47,5
Содержание изоморфного железа в сфалерите руд и продуктов магнитной сепарации, определяли по изменению параметра решетки, рассчитанном по данным рентгеновской дифракции в соответствии с известной зависимостью между параметром решетки и содержанием железа (рисунок 1). Установлено, что содержание изоморфного железа в сфалерите с учетом доверительных интервалов совпадает практически во всех исследуемых образцах. Установлено, что для сфалерита из хвостов технологических проб Главного и Западного рудных тел, характерны более высокие значения содержания изоморфного железа по сравнению со сфалеритом из исходной руды и из свинцовых и цинковых концентратов, на 1,5-1,8 % и на 2-3 % соответственно, что выходит за пределы доверительного интервала. Таким образом, при свинцовой и цинковой флотации в хвостах теряется сфалерит с повышенным содержанием железа, что соответствует литературным данным.
Рисунок 1 – Содержание Fe в сфалерите руд и продуктов Горевского месторождения. Точки на пунктирной диагонали отражают содержание железа, определенное для материалов без разделения на магнитный и немагнитный продукты (исходная руда, хвосты и флотационные концентраты).
Распределение железа по минеральным формам в цинковом и свинцовом концентратах и продуктах разделения по данным мёссбауэровской спектроскопии представлено в таблице 2.

8 Таблица 2 – Характеристика мёссбауэровских спектров
Химический изомерный сдвиг относительно -Fe (IS), мм/с
Сверхтонкое поле на ядрах железа (Hhf), кЭ
Квадрупольное расщепление (QS), мм/с
Ширина мёссбауэровской линии на полувысоте (W), мм/с
Относительная заселённость позиции (A), о.е.
Позиция
No п/п
S1 0.635
D1 1.256
D2 0.645
D3 0.623
D4 0.607
Магнитный продукт, полученный после разделения цинкового концентрата на высокоградиентном сепараторе
Фабричный цинковый концентрат 297 0.00 0.99 — 1.76 0.25
0.06 Fe1-xS
0.36 FeCO3 — 0.16 0.32 0.18
— 0.67 0.29
0.31 ZnFeS — 1.16 0.26 0.08
S1 0.691
D1 1.254
D2 0.631
D3 0.611
D4 0.615
298 0.00 0.75
— 1.76 0.26
— 0.17 0.31 0.13
0.10 Fe1-xS 0.45 FeCO3
— 0.63 0.25
— 1.07 0.31 0.11
0.21 ZnFeS
Немагнитный продукт, полученный после
разделения цинкового концентрата на высокоградиентном сепараторе
S1 0.633 281
D1 1.284 —
D2 0.594 —
D3 0.622 —
D4 0.574 —
D1 0.327 —
D2 1.244 —
0.00 0.1 0.02 1.76 0.26 0.12 0.17 0.42 0.25 0.61 0.32 0.41 1.06 0.46 0.20
Фабричный свинцовый концентрат
0.674 0.44 0.21 1.796 0.28 0.79
Fe1-xS FeCO3
ZnFeS
FeS2 FeCO3
Магнитный продукт, полученный после разделения свинцового концентрата на высокоградиентном сепараторе.
D1 0.312 — 0.637 0.408 0.145 FeS2
D2 1.241 — 1.797 0.295 0.855 FeCO3
Немагнитный продукт, полученный после разделения свинцового концентрата на высокоградиентном
сепараторе.
D1 0.341 — 0.616 0.502 0.54 FeS2
D2 1.258 — 1.74 0.32 0.46 FeCO3 По данным мёссбауэровской спектроскопии цинкового концентрата выявлены синглетная и две дублетные линии железа, соответствующие размещению его атомов в решетке сфалерита тремя способами: изолированно; с образованием пар Fe-Fe; и с образованием кластеров, включающих три и более атома. Также выявлены линии, отнесенные к атомам железа пирротина и парамагнитного сидерита. В частности, показано, что одновременное существование трех форм имеет место в ограниченном интервале замещения 9 – 15 ат% FeS или, то же самое, 5,4 – 9 % мас. Fe. Таким образом, полученная оценка содержания железа в сфалерите соответствует оценке, полученной по данным рентгеновской дифракции. Распределение по трем формам железа, содержащегося в сфалерите, практически совпадает для магнитного и немагнитного продуктов (рисунок 2а). Поскольку распределение железа по степеням замещения зависит от общего содержания железа в решетке, то, следовательно, содержание железа в сфалерите из магнитного и немагнитного продуктов совпадают, в пределах достигнутой точности, как и было показано на рисунке 1. Напротив, распределение железа по минералам в продуктах

магнитной сепарации (рисунок 2б) существенно различается: магнитный продукт обогащен пирротином и сидеритом, а немагнитный – сфалеритом. Содержание пирротина и сидерита в немагнитном продукте снижается, в сравнении с исходным концентратом, в 5 и 3,8 раз соответственно, что указывает на определяющую роль их при магнитной сепарации. При этом переход в магнитный продукт пирротина более выражен, чем сидерита, что, очевидно, определяется разницей их магнитных свойств.
Кроме этого, наблюдается перераспределение форм пирротина между магнитным и немагнитным продуктами, на что указывает вариация сверхтонкого поля на атомах железа (298 и 281 кЭ для магнитного и немагнитного продукта соответственно). В нашем исследовании в магнитный продукт переходит преимущественно моноклинный пирротин с повышенным значением сверхтонкого поля.
100 80 60 40 20 0
Исходный концентрат
Ма гнитный продукт
Не ма гнитный продукт
1 атом 2 атома 3 и более атомов
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
Исходный концентрат
Пир р о т ин
Ма гнитный продукт
Сид е р ит
Не ма гнитный продукт
Сфа ле р ит
аб
Рисунок 2 – Распределение железа, по кластерным фазам сфалерита (а) и по минеральным фазам (б)
Данные мёссбауэровской спектроскопии свинцового концентрата и продуктов его магнитной сепарации свидетельствуют о наличии двух железосодержащих фаз – сидерита и пирита. Определяющую роль при сепарации свинцового концентрата играет сидерит. Доля железа в этой форме возрастает в магнитном продукте до 85 %, при 46 % в немагнитном.
Содержание железа в сфалерите было проконтролировано микрозондовым анализом, в методе автоматизированного минералогического анализа (MLA). Данные MLA TIMA в части среднего содержания изоморфного железа в сфалерите соответствуют данным рентгенофазового анализа и мёссбауэровской спектроскопии. Разброс содержаний железа составляет от 4 % до 9 % (рисунок 3). Таким образом, по содержанию железа различаются не только зоны кристалла, но и вскрытые зерна. Следовательно, эти зерна не разделяются при высокоградиентной магнитной сепарации, иначе магнитный продукт имел бы большее содержание железа в решетке, чем немагнитный. Полученные данные о среднем содержании железа в сфалерите соответствуют данным, полученным рентгеноструктурным анализом и мёссбауэровской спектроскопии.
Результаты минералогического исследования указывают на обильное прорастание сфалерита тончайшей вкрапленностью (менее 0,005 мм) галенита, пирротина, сидерита (рисунок 4). Агрегаты сфалерита сложены гипидиоморфными зернами двойникового строения, размерами 0,01- 0,5 мм. Выделения галенита, размером 0,05-3 мм, напротив, относительно чистые. Структурные особенности руд отражают их сложный, многофазный генезис – первичный гидротермально- осадочный с последующей трансформацией на этапах
прогрессивного и регрессивного метаморфизма.
Рисунок 4 – Изображение СЭМ. Сфалерит (светло серый), галенит (белый), включение пирротина (темно-серый)
Установленному содержанию железа 4–9 % масс в сфалерите Горевского месторождения соответствует магнитная восприимчивость в интервале (6–9)·10-6 см3/г. Однако эта величина явно недостаточна для эффективной магнитной сепарации. Таким образом, с учетом низкой магнитной восприимчивости исследованного сфалерита, определяющим фактором извлечения сфалерита в магнитном поле является наличие включений и сростков с магнитными минералами – пирротином и сидеритом. В этой связи возникает вопрос о характере и причинах ассоциаций сфалерита с этими минералами, и отсутствии их у галенита, а также устойчивости этой связи. Кроме этого, имеет весомое значение факт преобладания связи сфалерита с пиритом для свинцового концентрата и сфалерита с пирротином для цинкового концентрата, как установлено методом мёссбауэровской спектроскопии.
Экспериментально наблюдаемые в исследовании особенности минеральных ассоциаций определяются свойствами и генезисом главных рудных минералов (галенита и сфалерита). Галенит характеризуется невысоким уровнем изоморфного замещения. В наибольшей степени выражен изоморфизм серы и селена (до 2-3 % Se), но в Горевском месторождении селен проявлен незначительно. Остальные замещения обычно не превышают 0,1 %. Дисперсные
Рисунок 3 – Распределения содержания изоморфного железа в сфалерите Горевского месторождения по данным MLA

включения чаще представлены сульфидами, но обычно зерна галенита достаточно чистые. Это объясняется физико-механическими свойствами минерала: в условиях катаклаза галенит податлив, пластично деформируется без разрушения кристаллов. Сфалерит, напротив, имеет повышенное количество включений, насыщенность которыми определяется его физико-механическими свойствами – повышенной хрупкостью и растрескиванием под нагрузкой, образованные дефекты залечиваются с образованием включений. В условиях Горевского месторождения роль цемента выполняют карбонаты, в том числе сидерит, обеспечивающий магнитные свойства сфалерита, в отсутствие их у галенита.
Кроме фактора механических включений, еще более важное значение имеет механизм, связанный с распадом твердого раствора при перекристаллизации железистого сфалерита. Известно, что в зависимости от температуры и давления при рекристаллизации железо-цинкового сульфида, образуются различные минеральные фазы и сфалерит с различным содержанием изоморфного железа. При средних и высоких температурах железистый сфалерит дает при кристаллизации и распаде твердого раствора гексагональный («упорядоченный») пирротин, моноклинный пирротин и пирит, при высоком, среднем и низком содержании железа в исходной системе соответственно. Таким образом, в равновесии с пиритом находится маложелезистый сфалерит. Средняя железистость сфалерита соответствует парагенезису с магнитным моноклинным пирротином, а высокая – со слабомагнитным гексагональным пирротином. Отделяющиеся сульфиды железа образуют сростки и тонкую сыпь в кристалле, в том числе не определяемую в оптическом микроскопе. Это происходит при высокой скорости изменения условий формирования или пониженной температуре. Если времени на диффузию достаточно, то кристаллы сульфидов железа образуют более крупные сростки со сфалеритом.
Процесс формирования, описанный выше, усложняется, когда содержание железа в сфалерите находится в интервале 10-25 мол%, и создаются условия для перекристаллизации при относительно низкой (менее 200 град.) температуре. Стимулировать перекристаллизацию может длительный прогрев системы и динамическое воздействие, приводящее к катаклазу, двойникованию, механическим напряжениям. В этих условиях инициированный распад твердого раствора Fe-Zn-S приводит к образованию тончайшей сыпи пирротина, пирит вновь не образуется, но в срастании со сфалеритом остается пирит, сформированный при высокой температуре. Состав пирротина при этом соответствует описанному выше правилу – при низком содержании железа на уровне 15 мол% образуется моноклинный пирротин, а при повышенном до 25 мол% – гексагональный пирротин.
Таким образом, поведение сфалерита в свинцово-цинковых рудах Горевского месторождения при магнитной сепарации определяется процессами образования месторождения, а именно разрушением зерен сфалерита, его последующим насыщением включениями сидерита; раскристаллизацией Fe-Zn-S сульфида с образованием дисперсных включений моноклинного пирротина, что и определяет устойчивую связь сфалерита с магнитными минералами. Для галенита эти процессы не выражены. При этом извлечение сфалерита в
магнитном поле высокой интенсивности не зависит от содержания изоморфного железа в минерале, а обусловлено генетической ассоциацией сфалерита с магнитными минералами – пирротином и сидеритом, и отсутствием таковой у галенита.
2. Повышение качества свинцового концентрата достигается вследствие снижения содержания цинка при введении дополнительной операции высокоградиентной магнитной сепарации.
На основании данных об особенностях состава сфалерита в рудах Горевского месторождения, изложенных в первом защищаемом положении, изучалась возможность использования метода высокоградиентной магнитной сепарации для удаления из флотационного свинцового концентрата сфалерита, ассоциированного с минералами железа.
В пробах свинцовых концентратов Главного и Западного рудных тел определены следующие минералы: галенит, сфалерит, сидерит, кварц, пирит, пирротин (таблица 3).
Таблица 3 – Микрорентгеноспектральный анализ свинцовых концентратов (MLA TIMA)
Проба
Свинцовый концентрат Главного рудного тела (ТПГ-1)
Свинцовый концентрат Западного рудного тела (ТПГ-2)
Наименование и содержание минерала, % масс.
PbS ZnS 66,84 9,61
53,6 11,56
FeCO3 10,29
11,79
SiO2 FeS2 4,2 2,48
4,12 2,25
FenSn+1 др. 1,86 4,72
2,28 14,4
Высокоградиентную сепарацию свинцовых концентратов проводили при различной напряженности поля, специальной обработке перед сепарацией пробы не подвергались. Значения напряженности магнитного поля при проведении
опытов варьировались в интервале 120–880 кА/м.
Таблица 4 – Результаты высокоградиентной сепарации свинцового концентрата
Содержание Pb, %
Содержание Zn, %
Содержание в исходном, %
55,96 4,91 55,96 4,91 55,96 4,91 55,96 4,91 55,96 4,91
44,98 5,53 44,98 5,53 44,98 5,53 44,98 5,53 44,98 5,53
Напряженность магнитного поля, кА/м
Выход перечищенного Pb концентрата,
Извлечение Pb в концентрат,
%%
Свинцовый концентрат Главного рудного тела (ТПГ-1)
Pb
Zn
120 76
240 64,6
360 56,8
480 52,8
880 52 79 31
71,08 8,09 74,9 21,4 75,76 29,93 78,57 30,67
96,53 86,46 76,9 74,13 73,41
4,7 5,58 3,76 7,01 3,56 6,69 3,23 6,79 1,5 8,6
Свинцовый концентрат Западного рудного тела (ТПГ-2)
120 75,3 240 56,7 360 52,1 480 44,2 880 39,8
57,22 7,67 65,45 18,18 71,12 16,55 78,68 18,29 82,91 19,90
95,79 4,85 7,60 82,50 3,41 8,31 82,38 2,56 8,76 77,32 1,53 8,70 73,36 1,54 8,17
перечищенный Pb концентрат
промпродукт
перечищенный Pb концентрат
промпродукт
По результатам испытаний (таблица 4) установлено, что введение операции высокоградиентной магнитной сепарации в качестве перечистной позволяет улучшить качество флотационного свинцового концентрата свинцово-цинковых руд Горевского месторождения. Так с увеличением напряженности магнитного поля в интервале 120– 880 кА/м содержание свинца в перечищенном свинцовом концентрате увеличивается, а содержание цинка снижается. Установлено, что повышение напряженности магнитного поля до 880 кА/м позволяет за одну стадию высокоградиентной сепарации повысить содержание свинца в перечищенном концентрате в 1,4 и 1,84 раза для Главного и Западного рудных тел, соответственно. Кроме этого, при увеличении напряженности поля наблюдается снижение содержания цинка с 4,91 % до 1,5 % для Главного рудного тела и с 5,53 % до 1,54 % для Западного.
3. Обоснование магнитно-флотационной технологии выделения фракции сростков свинцовых и цинковых минералов.
Выявленные генетически обусловленные связи сфалерита и железосодержащих минералов предопределяют возможность выделения в отдельный продукт сростков сфалерита с галенитом с использованием высокоградиентной магнитной сепарации. При флотации эти сростки распределяются между свинцовым и цинковым концентратами. Схемы разделения концентратов представлены на рисунке 5.
фабричный свинцовый концентрат
ВГС (880 кА/м)
γ, %
β Pb, %
ε Pb, %
81,5
β Zn, %
ε Zn, %
фабричный цинковый концентрат
100
2,03 50,10
100 100
18,5 4,27
38,94 16,61
доизмельчение до крупности 100% класса -0,044 мм
ВГС (880 кА/м)
1,52 51,26
61,06 83,39
3
44,97
магнитный продукт 1
14,46 2,98 46,17 21,24 13,33
ВГС (880 кА/м)
5
6 4,04
немагнитный продукт
8,90 40,67
17,70 3,28
магнитный продукт 2
ВГС (720 кА/м)
немагнитный продукт
ВГС (560 кА/м)
ВГС (480 кА/м) пп 2
пп 1
Рисунок 5 – Схемы разделения фабричных концентратов на высокоградиентном магнитном сепараторе.
Результаты высокоградиентной сепарации цинкового концентрата показали, что на первой стадии выход магнитной фракции составил 81,5 %, извлечение цинка в магнитную фракцию составило 83,39 %, при этом содержание цинка составило 51,26 %, а содержание свинца снизилось с 2,03 до 1,52 %. Доизмельчение немагнитной фракции до крупности 100 % класса -0,044 мм перед дальнейшей высокоградиентной магнитной сепарацией позволило дополнительно выделить в магнитную фракцию еще 13,33 % цинка, содержание цинка при этом составило 46,17 %. Общий выход магнитной фракции, полученной при двух стадиальном разделении фабричного цинкового концентрата на высокоградиентном магнитном сепараторе, составил 95,96 %, при этом извлечение цинка составило 96,72 %, содержание цинка в объединенном продукте составляет 50,50 %. В конечном немагнитном продукте отмечается повышение содержания свинца в 2,1 раза.
магнитный продукт
пп 3

Проба
Наименование и содержание минерала, % масс.
ZnS PbS FeCO3 FenSn+1 SiO2 FeS2 др.
В пробе цинкового концентрата Главного рудного тел определены следующие минералы: сфалерит, галенит, сидерит, пирротин, кварц, пирит, другие минералы обнаружены в количестве менее 0,1 % (таблица 5).
Таблица 5 – Минеральный состав цинкового концентрата
Цинковый концентрат 86,7189 3,6719 2,8794 2,82 2,4579 0,8731 Изучение продуктов разделения цинкового концентрата (рисунок 6-7) на сканирующем электронном микроскопе показало, что на первом этапе (магнитный продукт 1) в магнитную фракцию помимо свободных зёрен сфалерита, переходят сложные сростки сфалерита с галенитом, оксидами железа и кварцем. Размер частичек сфалерита в трехфазных сростках варьируется от 10- 15 мкм до более крупных 25-35 мкм, размер включений галенита в сростках намного меньше 2-15 мкм. В магнитном продукте 2 отмечены зёрна минералов свободные от сростков, редко отмечаются сростки галенита со сфалеритом, где размер включений галенита составляет 5-10 мкм, так же отмечается галенит, ассоциированный с минералами железа. Присутствие свободных частичек кварца возможно из-за флокуляции слабомагнитных частиц между собой при сепарации. В конечный немагнитный продукт помимо кварца переходит галенит
как в свободном состоянии, так и в сростках с кварцем. абв
где
Рисунок 6 – Распределение галенита (1), сфалерита (2), оксидов железа (3), кварца (4) в магнитных продуктах 1 (а-в) и 2 (г-е), полученных при разделении цинкового концентрата
0,5533

Рисунок 7 – Распределение галенита (1), сфалерита (2), кварца (3) в немагнитном продукте, полученном при разделении цинкового концентрата
Таким образом, при высокоградиентной магнитной сепарации выделяются фракции сростков галенита и железистых минералов с различным содержанием свинца и цинка. Исследованием ассоциаций минералов в продуктах разделения высокоградиентной сепарации свинцового концентрата методом сканирующей электронной микроскопии (рисунок 8-9) установлено, что в магнитный продукт переходит сфалерит, ассоциированный с минералами железа. Размер включений сфалерита в сложных железосодержащих сростках варьирует от 5-15 мкм, часто отмечаются прожилки сфалерита шириной менее 5 мкм. Галенит в магнитном продукте находится в сложных сростках со сфалеритом и минералами железа, размер включений галенита составляет 5-15 мкм, часто отмечаются тонкие включения галенита в виде прожилков. Присутствие в немагнитном продукте сфалерита объясняется тонким срастанием сфалерита с галенитом в богатых по галениту сростках, размеры включений сфалерита составляют 5-10 мкм.
а)
перечистке фабричного свинцового концентрата.
500 450 400 350 300 250 200 150 100
50 0
90 70 50 30 10 -10 -30 -50 -70 -90 -110 -130 -150
15 25 35 45 55 65
500 450 400 350 300 250 200 150 100
50 0
90 70 50 30 10 -10 -30 -50 -70 -90 -110 -130 -150
15 25 35 45 55 65
б)
Рисунок 8 – Дифрактограмма магнитного (а) и немагнитного (б) продукта, полученного при
4.27 SiO2
3.6 FeCO3 3.35 SiO2
3.44 PbS 3.13 ZnS
2.07 Fe7S8
1.99 SiO2 1.916 ZnS
1.43 FeCO3 1.364 PbS
3.6 FeCO3
3.35 SiO2
3.44 PbS 2.98 PbS
2.8 FeCO3
1.99 SiO2 1.916 ZnS
1.716 PbS 1.636 ZnS
1.508 FeCO3
1.49 PbS
1.364 PbS
2.8 FeCO3
2.98 PbS
1.794 PbS 1.716 PbS
1.636 ZnS
1.508 FeCO3 1.49 PbS
2.103 PbS
1.794 PbS
2.103 PbS

16 абв
гд
е
Рисунок 9 – Распределение галенита (1), сфалерита (2), минералов железа (3), кварца (4) в магнитном (а-г) и немагнитном (д, е) продуктах, полученных при перечистке флотационного свинцового концентрата на высокоградиентном сепараторе
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что введение дополнительной операции высокоградиентной магнитной сепарации (ВГС) для переработки флотационных концентратов руд Горевского месторождения позволяет повысить их качество и исправить недостатки рудоподготовки за счет выделения загрязняющих минералов и их сростков в отдельный продукт. Так введение ВГС на цинковом концентрате без дополнительного доизмельчения позволяет перевести в магнитную фракцию (перечищенный цинковый концентрат) свободные зёрна сфалерита и его сростки с оксидами железа. В одну операцию ВГС достигается снижение содержания свинца в магнитной фракции в 1,53 раза, дополнительное снижение содержания свинца требует тонкого доизмельчения, так как размер присутствующих в сфалерите зерен галенита менее 10 мкм. Доизмельчение немагнитной фракции после первой стадии ВГС цинкового концентрата позволяет перевести в магнитный продукт зёрна сфалерита практически свободные от сростков, достигается снижение содержания свинца во второй магнитной фракции в 1,43 раза. При этом не достигается полное отсутствие свинцовых минералов в магнитном продукте даже после доизмельчения, что связано с очень тонкой ассоциацией зерен галенита с оксидами железа (даже тех зерен, которые меньше 10 мкм). В конечный немагнитный продукт ВГС цинкового концентрата переходит преимущественно галенит и кварц, при этом степень концентрации свинца в немагнитном продукте за одну операцию ВГС составляет 2,1. Введение операции ВГС для свинцового концентрата без дополнительного доизмельчения позволяет перевести в магнитную фракцию сростки минералов пустой породы и сфалерита, ассоциированные оксидами железа, а также свободные зёрна
сфалерита, снижающие качество флотационного концентрата. Потери свинца с магнитным продуктом обусловлены наличием мелких (10-15 мкм) включений в сложных железосодержащих сростках.
Дальнейшими исследованиями доказана эффективность предварительной десорбции реагентов с поверхности свинцового концентрата и диспергирования пульпы на технологические показатели обогащения, применение которых при флотационной селекции уже известно. В результате лабораторных исследований высокоградиентной сепарации проб свинцовых концентратов с предварительной обработкой пульпы акустическим воздействием в ультразвуковой ванне, пропаркой в среде сернистого натрия, диспергированием жидким стеклом установлено, что максимальная эффективность сепарации достигается путем предварительной пропарки в среде сернистого натрия при расходе 4000 г/т. При этом в перечищенный свинцовый концентрат извлекается 80,74 % свинца, с содержанием 81,6 %, содержание цинка снижается до 0,95 %.
На основании проведенных исследований предлагается схема технологического решения повышения сортности свинцовых концентратов Горевского месторождения (рисунок 10). Результаты опытов по усовершенствованной схеме приведены в таблице 6.
Рисунок 10 – Технологическое решение

Таблица 6 – Результаты усовершенствованной флотационно-магнитной схемы обогащения свинцово-цинковых руд Горевского месторождения
Наименование продукта
свинцовый концентрат
цинковый концентрат
хвосты
итого
Выход, %
5,62
1,60 92,78 100
Заключение и выводы
Содержание, % Извлечение, % Pb Zn Pb Zn
83,14 5,51 1,63 64,47 15,22 30,02
73,77 1,37 5,10 56,48 0,82 0,45 4,99 1,4
100 100 Усовершенствованная схема обогащения свинцово-цинковых руд Горевского месторождения при сопоставимом уровне извлечения позволяет получать более качественный свинцовый концентрат: содержание свинца увеличивается в 1,39 раза. При этом содержание цинка снижается: 1,37 % против 3,23 %. Достигается снижение потерь цинка со свинцовым концентратом в 3,3 раза. Увеличивается содержание (на 6,38 %) и извлечение (на 8,47 %) цинка в
цинковый концентрат.
Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой научно обоснована и решена актуальная задача повышения качества конечных флотационных концентратов за счет разработки способа выделения загрязняющих минералов и их сростков в отдельный продукт.
Основные результаты выполненных исследований:
1. Установлено, что сфалерит в рудах Горевского месторождения представлен двумя генерациями – чистым маложелезистым и сильножелезистым. Среднее содержание железа в железистом сфалерите составляет 6,63 масс. %, минерал находится в тесной ассоциации с галенитом, пиритом, пирротином, кварцем и сидеритом. Распространение низко железистого сфалерита незначительно, встречается в виде кайм обрастания вокруг фрамбоидальных выделений пирита.
2. Установлено, что распределение по трем формам (изолированно; с образованием пар Fe-Fe; с образованием кластеров, включающих 3 и более атома) железа, содержащегося в сфалерите, совпадает для магнитного и немагнитного продуктов ВГС. Это свидетельствует о том, что магнитная сепарация не разделяет зёрна сфалерита по содержанию изоморфного железа, и их магнитные свойства определяются другими факторами, а именно ассоциацией зёрен сфалерита с магнитными минералами.
3. Установлено, что полнота извлечения сфалерита в магнитную фракцию определяется его ассоциацией с магнитоупорядоченным пирротином и парамагнитным сидеритом, обусловленной генезисом свинцово-цинковых руд Горевского месторождения. Содержание пирротина и сидерита в немагнитном продукте снижается в сравнении с исходным концентратом в 5 и 3,8 раз соответственно.
4. Экспериментально доказано, что введение операции высокоградиентной магнитной сепарации в качестве перечистной позволяет улучшить качество флотационного свинцового концентрата свинцово-цинковых руд Горевского месторождения. Высокоградиентная сепарация свинцового концентрата при напряженности магнитного поля 880 кА/м позволяет повысить содержание свинца в перечищенном концентрате в 1,4 и 1,84 раза для Главного

и Западного рудных тел, соответственно, а также снизить содержание цинка с 4,91 % до 1,5 % для Главного рудного тела и с 5,53 % до 1,54 % для Западного рудного тела.
5. Экспериментально доказано, что предварительная реагентная обработка и диспергирование свинцовых концентратов перед ВГС позволяет улучшить технологические показатели обогащения. Максимальная эффективность сепарации достигается путем предварительной пропарки в среде сернистого натрия при расходе 4000 г/т. При этом в перечищенный свинцовый концентрат извлекается 80,74 % свинца, с содержанием 81,6 %, содержание цинка снижается до 0,95 %.
6. На основе современных методов исследования научно обоснован и экспериментально доказан комплекс технологических решений, обеспечивающих повышение качества свинцового и цинкового концентратов, получаемых при обогащении сульфидных свинцово-цинковых руд Горевского месторождения, что достигается за счет выделения загрязняющих минералов и их сростков в отдельный продукт.
7. Предложена усовершенствованная схема обогащения свинцово- цинковых руд Горевского месторождения, которая позволяет получать более качественный свинцовый концентрат: содержание свинца увеличивается в 1,39 раза. При этом снижается содержание цинка на 1,86 %. Достигается снижение потерь цинка со свинцовым концентратом в 3,3 раза. Увеличивается содержание (на 6,38 %) и извлечение (на 8,47 %) цинка в цинковый концентрат.