1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 29776
(51) B03B 7/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2014/0578.1
(22) 25.04.2014
(45) 15.04.2015, бюл. №4
(72) Козлов Владиллен Александрович; Мартьянов
Юрий Алексеевич; Алимжанова Алия
Маргулановна; Малдыбаев Галымжан Кенжекеевич;
Әкбаров Мерей Сәбитұлы
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Национальный
центр по комплексной переработке минерального
сырья Республики Казахстан" Комитета
промышленности Министерства индустрии и новых
технологий Республики Казахстан
(56) RU 2350394 C2, 27.03.2009;
RU 2337160 C1, 27.10.2008;
RU 2178342 C1, 20.01.2002
(54) СПОСОБ РУДОПОДГОТОВКИ
СУЛЬФИДНО-ОКИСЛЕННЫХ МЕДНЫХ
АЛЮМОСИЛИКАТНЫХ РУД ДЛЯ
ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
(57) Изобретение относится к металлургии цветных
металлов, в частности, к способу рудоподготовки
сульфидно-окисленных медных алюмосиликатных
руд для выщелачивания.
Технический результат заявляемого способа
заключается в уменьшении переизмельчения и
снижении расхода электроэнергии и серной кислоты
на стадии выщелачивания.
Технический результат достигается в способе
рудоподготовки сульфидно-окисленных медных
алюмосиликатных руд для выщелачивания,
включающем дробление, стадийную
классификацию, при этом руду подвергают
трехстадийной классификации в гидроциклонах с
сифоном высотой водяного столба 1 м, выдерживая
ее между стадиями классификации в течение 2-3
часов при перемешивании густой пульпы при
Т:Ж=1:1, после чего объединенные слоистые шламы
направляют на контрольную классификацию в
гидроциклоне с сифоном высотой 10 м водяного
столба с последующим их выщелачиванием, а
каркасные пески контрольной и основной
классификации направляют на гидроциклон для
отделения концентрата благородных металлов и
хвостов гравитации.
А также тем, что проводят измельчение руды до
класса крупности -0,2 мм 100% и подвергают
мокрой магнитной сепарации для отделения
железного концентрата.
А также тем, что хвосты гравитации используют
для нейтрализации продуктивных растворов до pH
1,5-2,0.
(19)KZ(13)B(11)29776

2. 29776
2
Изобретение относится к металлургии цветных
металлов, в частности, к способу рудоподготовки
сульфидно-окисленных медных алюмосиликатных
руд для выщелачивания. Изобретение может быть
использовано при рудоподготовке
алюмосиликатных руд с повышенным содержанием
слоистого глинозема, который ухудшает
технологические параметры процесса обогащения и
выщелачивания.
Существующий уровень рудоподготовки до
крупности -2,0 мм 100%, содержащей 60% фракции
-74 мкм, не позволяет эффективно решить
выделение металлов. Измельчение с благоприятным
распределением тяжелых полезных минералов по
классам крупности достигается стадиально с
предварительной классификацией после каждой
стадией с затрубленным помолом.
Известны различные способы рудоподготовки
для выщелачивания. Они направлены на
сокращение расхода электроэнергии, кислоты,
повышения извлечения меди и других
сопутствующих металлов.
Удельный расход электроэнергии на рудах
средней твердости при измельчении от 30 мм до
0,2 мм для полного раскрытия минералов равен
30 кВт ч/т для отечественных и зарубежных фабрик.
Он вдвое выше достигнутого ранее при
использования механических классификаторов и
получения густых песков. Возможно снижение
энергозатрат при применении мельниц
самоизмельчения в оптимальном режиме,
загрубении помола (что недопустимо при наличии
сульфидов меди и операции флотации). Известны
способы выделения мелкой, тяжелой фракции из
отвальных хвостов на грохотах с целью получения
благоприятной характеристики продукта для
гравитационного обогащения в центробежных
аппаратах типа Кнельсон.
Идеальным способом снижение расхода кислоты
при выщелачивании является предварительные
отделение шламов от песков. Этот процесс
эффективно проходит в полупромышленных
условиях на старых лежалых хвостах Жезказганских
фабрик с содержанием меди 0,3%. На некоторых
фабриках отмечены значительное снижение
извлечения при флотации меди и значительное
увеличение расхода серной кислоты при
выщелачивании. Причиной этого является
переизмельчение окисленных полезных минералов.
Известен способ переработки руд с выводом из
цикла измельчения циркуляционной нагрузки и
отдельной ее переработки (Предварительный патент
KZ №9978, опубл. 15.03.2001, бюл. №3).
Недостатком способа является многократное
измельчение, приводящее к переизмельчению и
повышению энергозатрат.
Известен способ подготовки полиметаллических
руд к выщелачиванию, включающий дробление,
измельчение и классификацию. Дробление и
измельчение доводят до максимальной крупности
зерен на выходе 0,2 мм, классификацию ведут в
одну стадию в сифонном гидроциклоне с
отделением слоистой шламовой от каркасной
песковой фракции (Патент KZ №27543,
опубл.15.10.2013, бюл. №10). Классификация в
сифонном гидроциклоне с разделением на слоистую
и каркасную фракцию целесообразна при переходе
изоморфных тетраэдрической формы в двухслойные
октаэдрические формы оксиды алюминия.
Однако одностадийная классификация руд
недостаточна для полного разделения слоистых и
каркасных форм глинозем. Способ не позволяет
добиться полноты раскрытия пор обрабатываемого
материала для эффективного проникновения
выщелачивающего раствора по плоскости срастания
частиц минералов.
В качестве прототипа выбран способ
рудоподготовки окисленных и смешанных медных
руд для выщелачивания (Патент RU №2350394,
опубл. 10.11.2008).
Способ предусматривает стадиальное сухое
дробление и измельчение с выделением на грохотах
после каждой стадии конечного продукта.
Применение дробилок и мельниц повышает
производительность, снижает расход
электроэнергии в этой операции, но делает питание
мельниц самоизмельчения без крупных фракций,
что вынуждает производить загрузку мельниц
шарами, приводящими к переизмельчению. Расход
электроэнергии на дробление и измельчение
повышается.
Технический результат заявляемого способа
заключается в уменьшении переизмельчения и
снижении расхода электроэнергии и серной кислоты
на стадии выщелачивания.
Технический результат достигается в способе
рудоподготовки сульфидно-окисленных медных
алюмосиликатных руд для выщелачивания,
включающем дробление, стадийную
классификацию, при этом руду подвергают
трехстадийной классификации в гидроциклонах с
сифоном высотой водяного столба 1 м, выдерживая
ее между стадиями классификации в течение 2-3
часов при перемешивании густой пульпы при
Т:Ж=1:1, после чего объединенные слоистые шламы
направляют на контрольную классификацию в
гидроциклоне с сифоном высотой 10 м водяного
столба с последующим их выщелачиванием, а
каркасные пески контрольной и основной
классификации направляют на гидроциклон для
отделения концентрата благородных металлов и
хвостов гравитации.
А также тем, что проводят измельчение руды до
класса крупности -0,2 мм 100% и подвергают
мокрой магнитной сепарации для отделения
железного концентрата.
А также тем, что хвосты гравитации используют
для нейтрализации продуктивных растворов до pH
1,5-2,0.
На чертеже представлена принципиальная схема
предлагаемого способа.
В заявляемом способе рудоподготовку с выводом
классификацией готового продукта после каждой
стадии проводят мокрым способом. Поставленная
цель достигается применением самопроизвольного
перехода изоморфных в слоистые формы

3. 29776
3
алюмосиликатов при перемешивании пульп
высокой плотности в течение 2-3 часов и истирании
в сифонных гидроциклонах с невысокой входной
скоростью (4 м/с) без затрат электроэнергии и
получением густых песков перед предварительной
классификацией в каждой стадии и классификацией
конечного продукта в скоростном сифонном
гидроциклоне (при входной скорости 10-12 м/с).
Классификацию проводят с использованием
гидроциклонов с сифоном в 1 м водяного столба при
этом получают густые пески - основной фактор
эффективного самоизмельчения.
В инструкциях института "Механобр" по
эксплуатации гидроциклонов отмечается, что для
нормальной классификации необходима разгрузка
песков «веером», но при этом нарушается процесс
измельчения. Полученные густые пески приводят к
забивке не только гидроциклона, но и всего
трубопровода. Создание сифона устраняет это. С
учетом механизма нового способа классификации
нами выведена формула производительности без
единого эмпирического коэффициента в системе
СИ.
Q=S√g·H/δ
Q - объемная производительность,
S - входное сечение,
g - ускорение силы тяжести,
Н - манометрическое давление перед
гидроциклоном (статическое давление в м водяного
столба),
δ - удельный вес.
Таким образом, гидроциклон с сифоном в 1 м
обеспечивает снижение расхода электроэнергии на
рудоподготовку не только по сравнению с
прототипом, но и ее стандартными схемами. При
этом упрощается схема рудоподготовки,
используются аппараты для классификации, не
требующие расхода электроэнергии и облегчается
обслуживание. Гидроциклон работает при условии,
что половина общего напора переходит в
скоростной.
В заявленном способе при контрольной
классификации слоистых шламов применяют
гидроциклон с сифонном в 10 м водяного столба.
При этом выделяют эффективно тяжелые минералы
даже при неблагоприятном распределении их по
классам крупности.
В заявляемом изобретении перед
выщелачиванием происходит разделение продукта
на каркасные пески и слоистые шламы в скоростном
гидроциклоне в 10 м. Последующее выщелачивание
слоистых алюмосиликатов происходит при высокой
кислотности, которая нейтрализуется до pH 1,5-2.0
хвостами гидроциклона для отделения концентрата
благородных металлов, что позволяет повысить
извлечение меди и снизить расход серной кислоты.
Проведенные испытания по предлагаемому
способу в сифонных гидроциклонах увеличили
производительность на 10% без дополнительного
расхода электроэнергии и износа оборудования за
период испытаний. Наличие скоростного сифона в
этой стадии не только улучшает показатели
измельчения, но и гравитации виде тяжелых
минералов.
Пример осуществления способа.
Пример был осуществлен на рудах
месторождений Бозшаколь и Коктасжал. Руду в
количестве 1,5 кг измельчили до крупности -0,2 мм -
100% с содержанием фракции 74 мкм - 60%.
Среднее содержание А12Оз в Бозшаколе - 22%, в
Коктасжале - 14,75%. При магнитной сепарации
отделили в первом случая 7%, во втором 2%
железного концентрата. Отмагниченную руду
распульповали в воде до густой пульпы,
перемешивали при Т:Ж=1:1 в течение 2 часов,
проводили классификацию в гидроциклоне с
сифоном высотой 1 м водяного столба в три стадии.
После каждого цикла пески перемешивали и
отправляли на следующие стадии классификации.
Проделано три основных цикла. Результаты
приведены в таблице, из которой следует, что
отделение слоистых шламов от каркасных песков
произошло эффективно.
Пески контрольной и основной классификации
направили на гидроциклон для отделения
концентрата благородных металлов. В первом
случае выделили 1,8%, во втором 2,1%. Хвосты
гравитации были использованы для нейтрализации
продуктивных растворов до рН~1,5-2,0. Извлечение
меди в продуктивном растворе составляет более
90%, расход серной кислоты составил 85 кг/т руды,
что ниже известных способов.
Таблица
Классификация м. Бозшаколь м. Коктасжал
Шлам Аl2O3 Песок Аl2O3 Шлам Аl2O Песок Аl2O3Циклы
вес % % г вес % % г вес % % г вес % % г
1 385 25,6 27,2 104,7 - - - - 318 21,2 18,4 58,5 - - - -
2 234 15,6 27,3 63,9 - - - - 203 13,5 18,0 36,5 - - - -
3 28,5 1,9 26,8 7,6 - - - - 24 1,6 16,8 4 - - - -
Итого 647,5 43,1 27,1 176,2 - - - - 545 36,3 17,7 95,5 - - - -
Контрольная
классификация
596 39,7 30,2 180,5 - - - - 500 33,3 20,5 102,5 - - - -
Основная
классификация
- - - - 904 60,3 16,0 144,6 - - - - 1000 66,7 11,7 116,6
Выщелачивание 489 32,6 7,4 36,1 - - - - 425 28,3 5,3 22,5 - - - -
Нейтрализация
(хвосты)
- - - - 868 57,8 11,8 102,4 - - - - 960 64,0 7,6 73,0

4. 29776
4
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ рудоподготовки сульфидно-
окисленных медных алюмосиликатных руд для
выщелачивания, включающий дробление,
стадийную классификацию, отличающийся тем,
что, руду подвергают трехстадийной классификации
в гидроциклонах с сифоном высотой водяного
столба 1 м, выдерживая ее между стадиями
классификации в течение 2-3 часов при
перемешивании густой пульпы при Т:Ж=1:1, после
чего объединенные слоистые шламы направляют на
контрольную классификацию в гидроциклоне с
сифоном высотой 10 м водяного столба с
последующим их выщелачиванием, а каркасные
пески контрольной и основной классификации
направляют на гидроциклон для отделения
концентрата благородных металлов и хвостов
гравитации.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что
проводят измельчение руды до класса крупности -
0,2 мм 100% и подвергают мокрой магнитной
сепарации для отделения железного концентрата.
3. Способ по п.1 отличаются тем, что хвосты
гравитации используют для нейтрализации
продуктивных растворов до рН 1,5-2,0.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Сакалова