Руды месторождения «Шалкия»

РУДЫ  МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ШАЛКИЯ» 

  Месторождение  «Шалкия» открыто в начале 60-х годов и по общим запасам руды в настоящее время является одним из главных потенциальных сырьевых источников для цветной металлургии Республики Казахстан.

В целом  все шалкинские руды можно привести к одному промышленному и технологическому типу и характеризовать как свинцово-цинковые. Максимально суммарное содержание  ценных  металлов  по месторождению составляет не более 5,5 %, где 70  - 80 % цинк и 30 - 20 %  свинец, т. е. по суммарному содержанию металлов данное месторождение можно отнести к категории бедных.

Основными полезными минералами в рудах  являются сфалерит, галенит и пирит, которые имеют очень тонкую вкрапленность  от пылевидной до 0,1 мм и характеризуются  тесным взаимопрорастанием между собой, а также с вмещающими минералами пустой породы, в частности кварцем и карбонатами. Присущая рудам весьма тонкая вкрапленность минералов свинца и цинка осложняется присутствием в них углистого вещества с высоким содержанием графита, который присутствует как во вмещающих породах, так и в полезных минералах. Все ранее выполненные исследования по разработке технологии обогащения руды Шалкинского месторождения были посвящены флотационному обогащению, на основании которых были рекомендованы коллективно-селективные и селективные схемы переработки [1, 2].

В настоящее  время осуществляется промышленная переработка руды Шалкинского месторождения на Кентауской обогатительной фабрике. Однако, получаемые технологические показатели очень низкие. Это связано с определенными трудностями, возникшими в процессе переработки этих руд (высокая крепость руды, недостигаемая требованиям тонина помола и наличие в руде углистого вещества).

Одним из возможных способов улучшения  технологических показателей флотационного  обогащения является использование  процессов предобогащения руды с целью удаления пустой породы в голове технологического процесса. Удаление пустой породы позволяет улучшить вещественный состав руды и повысить содержание ценных компонентов. Наиболее простыми и экономичными  способами предобогащения руды являются гравитационные процессы, в частности обогащение в тяжелых суспензиях и осадка. Возможность использования данных процессов определяется гравитационной обогатимостью  руды.

Исследованию  на обогатимость подвергалась руда текущей добычи месторождения Шалкия, дробленная до 50 мм..

 Результаты  ситового анализа показали, что  средневзвешенное содержание в  исследуемой руде  свинца, цинка,  диоксида кремния, оксида кальции  и углерода составило 1,85, 3,28, 44,77, 18,39 и                      6,5 % соответственно. Суммарное содержание  свинца и цинка – 5,13 %.

Распределение содержания свинца по классам крупности  показывает, что количество свинца в самом крупном классе 50 - 20 мм соответствует его содержанию в  руде - 1,85 % и понижается  до 1,61 % в  классе 1,25-0,63 мм.  Содержание свинца в самом тонком классе крупностью  0,63 - 0,0 мм возрастает до 3,21 %, что в 1,74 раза больше, чем в руде, т.е. наблюдается  его  концентрация в мелких классах.

Распределение содержаний цинка по классам крупности  показывает его постепенную концентрацию от крупных классов. Содержание цинка  в самом тонком классе крупностью 0,63 - 0,0 мм возрастает до 6,36 %, что в 1,94 раза больше, чем в руде, т. е. наблюдается  аналогичная картина как и по свинцу.

Распределение содержания диоксида кремния по классам  крупности имеет равномерный  характер и  практически соответствует  его содержанию в руде.

Содержание  оксида кальция в крупных классах  крупностью 50 - 20 мм и 20 - 8 мм соответствует  содержанию в руде и постепенно понижается к мелким классам с 18,86 до 14,53 %. Углерод  распределяется практически равномерно по всем классам крупности и соответствует  его содержанию в руде.

В связи  с тем, что в руде, дробленной до 50 мм, значительную часть представляют два класса крупности 50 - 20 мм и 20 - 8 мм, то соответственно в них и сосредоточено  основное количество свинца и цинка. Так, суммарное извлечение свинца и  цинка в данные классы крупности  составило 89,47 и 87,45 % соответственно.  Следовательно, можно сказать, что  основным машинным классом для предварительного гравитационного обогащения является класс крупностью 50-8 мм.

Для определения  гравитационной обогатимости руды классы крупности 50 – 20 мм, 20 – 8 мм, 8 – 5 мм, 5 – 2,5 мм, 2,5 – 1,25 мм и 1,25 – 0,63 мм подвергались фракционному анализу в растворах жидкости М - 45, с дальнейшим определением во всех фракциях плотности и классах крупности содержания Pb, Zn, SiO2, CaO и C.

Результаты  фракционного анализа показали, что  дробленная до 50 мм руда, в основном представлена промежуточными фракциями, плотностью 2650 - 2850 кг/м3, выход которых  составляет 66 - 72 % во всех классах крупности (от 50 до 0,63 мм). При этом содержание свинца и цинка в данных фракциях практически одинаковое и колеблется в пределах 0,8-1,0 % по свинцу и 1,8 - 2,0 % по цинку. Также необходимо отметить, что в данных фракциях плотности  сосредоточено основное количество диоксида кремния, оксида кальция и  углерода, извлечение которых от класса составило 66,13, 76,57 и 74,31 % соответственно.

Количество  самых легких фракций плотностью менее 2650 кг/м3, представленных в основном кварцем (на 70 - 85 %), во всех классах крупности  незначительное и составляет в классах  крупности 50 - 20 мм и 20 - 8 мм порядка 4 % - 7 % (2 - 3 % от руды). В связи с этим их выделение нецелесообразно и  технически очень затруднительно.

Аналогичная картина наблюдается с выходом  самых тяжелых фракций, плотностью более 3000 кг/м3 . Выход данной фракции  плотности по всем классам крупности  составляет порядка 10 % (от 7 до 0,1 % от руды). При этом можно отметить, что содержание свинца в данной фракции возрастает в 4 - 5 раз, а  цинка в 3 - 4 раза  по сравнению с содержанием их в руде.

Изменение выхода легкой фракции от 20 до 50 % не влечет за собой изменения в них  содержания свинца и цинка, а возрастают только общие потери металлов с легкими  фракциями. Теоретически возможный  выход легкой (отвальной) фракции  при обогащении основного машинного  класса крупностью 50 - 8 мм составит 20 - 23 % от руды, при плотности разделения порядка 2700 кг/м3. При этом потери в  извлечении свинца и цинка составят порядка 10 - 11 % по каждому металлу. Также  необходимо отметить, что вместе с  легкой фракцией может быть удалено 25 - 30 % кварца, 20 - 22 % углистого вещества,  которые по своим свойствам являются вредной примесью при флотации, особенно цинковых минералов.

Индекс  гравитационной обогатимости для всех классов крупности составляет по абсолютной величине более 0,3 - 0,4, что характеризует руду как труднообогатимую.

Этот  вывод подтверждается наличием большого количества промежуточных фракций  и небольшим количеством тяжелых  фракций представленных сульфидами.  В связи с этим операцию предварительного гравитационного обогащения  необходимо  осуществлять  в тяжелосредных сепараторах (барабанных или колесных), т.к. процесс разделения в тяжелых суспензиях более эффективен, чем процесс отсадки.

Согласно  результатам исследований фракционного состава, возможен вариант предварительного гравитационного обогащения класса крупностью 50 - 8 мм с получением трех продуктов – легкой фракции с  удалением ее в отвал, промежуточного продукта и тяжелой фракции с  дальнейшим их раздельным обогащением  флотацией. В случае осуществления  данного варианта возможно использование  в качестве аппарата для обогащения  воздушно-золотниковую отсадочную машину типа МО.  Получаемый по данному варианту отсев крупностью 8  - 0,0 мм можно  перерабатывать отдельно по  гравитационной схеме, а также совместно с  промпродуктом или с тяжелой фракцией по флотационной схеме.

Также возможен вариант предварительного обогащения класса 50 - 8 мм с получением двух продуктов – промпродукта и тяжелой фракции с дальнейшим их раздельным обогащением флотацией. В качестве аппарата для обогащения руды по данному варианту возможно использование тяжелосреднего сепаратора или воздушно-золотниковой  отсадочной машины типа МО.

На основании  полученных результатов исследований можно сделать следующие основные выводы:

- изучен  ситовой и фракционный составы  дробленной до 50 мм руды Шалкинского месторождения текущей добычи  с исходным содержанием свинца 1,85 % и цинка 3,28 %;

- рассчитан  индекс гравитационной обогатимости для всех классов крупности и суммарных классов, который по абсолютной величине составляет  более 0,3, что позволяет отнести ее к категории труднообогатимой;

- определено, что в результате гравитационного  предобогащения дробленой руды (класса 50 - 8 мм) возможно выделение легкой фракции в количестве не более 20 - 22 % от руды, при этом потери свинца и цинка составят не более 10 % по каждому металлу. Выделение данного количества легкой фракции в свою очередь позволит снизить в руде количество диоксида кремния на 25 - 30 % и углерода на 20 - 23 %, тем самым уменьшить общую нагрузку на измельчительное и флотационное оборудование, улучшить условия флотационного обогащения, снизить расход флотационных реагентов и повысить качество получаемых концентратов;

- также  можно рассматривать процесс  предобогащения дробленой руды как операцию разделения руды на несколько технологических типов обладающих различными флотационными свойствами и удаление в голове процесса части пустой породы, включающей в себя углистые вещества, кварц и диоксид кальция. Раздельное флотационное обогащение полученных продуктов также улучшит технологические показатели, и создать благоприятные условия для получения качественных концентратов, в частности цинкового;

- полученные  результаты исследований позволяют  считать использование гравитационного  предобогащения дробленой руды Шалкинского месторождения, как одного из возможных вариантов, позволяющего улучшить технологические показатели флотационного передела.