WYKŁAD 7

WUT Mining Engineering

Technologie wzbogacania

wybranych surowców

mineralmych

Zasady budowy systemów operacji

Lubińskie rudy miedzi (c.d.)

Rudy cynkowo ołowiowe

Surowce skaleniowe

Rudy złota

Minerały ciężkie (surowce Ti, Zr,

REE)

Surowce kaolinowe

legenda:

produkt

 %

100,00

Cu, % 

, %

3,220 100,00

O k.

42,64

K gł.

57,36

0,36

4,77

5,35

95,23

Pp 1

42,28

K cz.I

15,08

4,54

59,61

7,61

35,63

Pp 2

9,90

K cz.II

5,18

5,94

18,26

10,79 17,36

Flotacja główna

Flotacja I czyszcz.

Flotacja II czyszcz.

Schemat jakościowo-ilościowy

wzbogacania (system operacji)

100

wychód kumulowany  , %





, %

Cz.II

Czyszczenie I

Flotacja

główna

+kontrolna





Prosty schemat operacji

flotacyjnych w maszynie

wielokomorowej

Odpady

Schemat operacji flotacji

głównej, czyszczącej i

kontrolnej

Schemat operacji flotacji

głównej, czyszczących I i II

oraz kontrolnej

Koncentrat

końcowy

Odpad

końcowy

Nadawa

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcząca I

Flotacja kontrolna

Flotacja główna

System operacji flotacji jak na poprzednim

obrazie

Jest to typowy i najprostszy system operacji

flotacji siarczkowych rud metali nieżelaznych

Koncentrat

końcowy

Odpad

końcowy

Nadawa

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcząca I

Flotacja kontrolna

Flotacja główna

Pierwszy produkt pośredni w obiegu poddawany

jest często klasyfikacji i domielaniu

Koncentrat

końcowy

Odpad

końcowy

Nadawa

Pp1

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcząca I

Flotacja kontrolna

Pp2

Flotacja główna

Koncentrat

końcowy

Odpad

końcowy

Pp1

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcząca I

Flotacja kontrolna

Pp2

Flotacja główna

500

Klasyfikator zwojowy

Nadawa

Technologia

wzbogacania rud

miedzi z LGOM

(Lubińsko-

Głogowskiego

Okręgu

Miedziowego)

Minerał

Wzór

chemiczny

Główny

metal, %

Fe%

Chalkozyn

79,9% Cu

20,1

Digenit

78,1% Cu

21,9

Bornit

FeS

63,3% Cu

11,1

25,6

Chalkopiryt

CuFeS

34,6% Cu

30,5

34,9

Kowelin

CuS

66,5% Cu

33,5

Piryt

FeS

46,6

53,4

Sfaleryt

ZnS

67,1% Zn

32,9

Galena

PbS

86,6% Pb

13,4

Teoretyczne składy chemiczne głównych

minerałów siarczkowych występujących w

lubińskich rudach miedzi

Zakład

chalko-

zyn

bornit chalko-

piryt

kowelin tennan-

tyt

piryt galena sfale-

ryt

ZWR „Lubin"

27,66

37,15

17,48

0,77

0,78

9,32

5,33

1,5

ZWR „Polkowice-

Sieroszowice”

77,54

8,90

3,93

0,66

0,51

4,54

2,87

1,04

ZWR „Rudna”

66,85

18,73

4,05

1,68

0,37

5,10

3,97

1,25

Przeciętne zwartości głównych minerałów

siarczkowych w nadawach do zakładów

wzbogacania

Maksymalne teoretyczne zawartości Cu możliwe do
osiągnięcia w koncentratach flotacyjnych

ZWR “Lubin” 52% Cu

ZWR “Polkowice-Sieroszowice” 69% Cu
ZWR “Rudna 72% Cu

Składnik

chemiczny

Piaskowiec

okruszcowany

Łupek

miedzionośny

Dolomit

okruszcowany

SiO

69,82

30,63

19,03

4,22

10,01

6,18

6,50

9,90

29,16

CaO

7,34

7,94

21,93

MgO

2,19

4,05

11,76

org

0,40

8,04

0,72

0,82

2,64

0,71

0,53

1,01

0,74

2,67

10,48

2,10

0,04

0,078

0,03

0,05

0,41

0,14

Ag, g/Mg

186

Ni, g/Mg

278

Co, g/Mg

189

V, g/Mg

1204

120

Mo, g/Mg

255

Średnie zawartości głównych składników w

podstawowych skałach złożowych LGOM

Odmiana litologiczna rudy

Minerały (główne

składniki)

piaskowcowa

łupkowa

węglanowa

kwarc

72,0

5,0

3,0

minerały ilaste

15,0

39,0

16,5

dolomit + kalcyt

8,0

42,0

72,0

gips + anhydryt

2,0

0,0

5,0

substancja

organiczna

ślady

6,0

0,5

minerały

siarczkowe

3,0

8,0

3,0

Przeciętne składy mineralogiczne odmian rud

miedzi [% wagowe]

Rejon (kopalnia)

Ruda miedzi

Rudna

Polkowice-

Sieroszowice

Lubin

Ruda węglanowa,%

51,2

84,2

37,9

Ruda łupkowa,%

5,5

5,9

8,1

Ruda
piaskowcowa,%

43,3

9,9

Zawartość Cu,%

2,05

1.81

1.36

Zawartość Ag, g/Mg

Zawartość C

org

. %

0.64

1,14

0.76

Udział odmian litologicznych rudy w nadawach

oraz przeciętna zawartość miedzi i węgla

organicznego w nadawie do zakładów

wzbogacania w poszczególnych rejonach

zagłębia lubińsko-głogowskiego

Krzywe wzbogacalności odmian litologicznych ru miedzi

z rejonu Lubina

100

Wychód kumulowany, %





brak wzbogacania
ruda łupkowa, 4,10% Cu
ruda węglanowa, 1,60% Cu
ruda piaskowcowa, 1,35% Cu

Krzywe wzbogacalności odmian

litologicznych rudy miedzi z rejonu Lubina

Klasyfikator zwoj.

flot. wstepna

flotacja piasków

flotacja główna

flotacja cz.III

flot.ob.dom.

odpady

końcowe

koncentrat

końcowy

NADAWA

flotacja cz.I

flotacja cz.II

Schemat technologiczny
zakładu wzbogacania rud
miedzi „Lubin”

HC 350

Odpad

końcowy

Koncentrat

końcowy

SKRUSZONA

NADAWA

Klasyfikator zwojowy

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcz. I

Flot. "szybka"

Flotacja uzupełniająca

Flotacja główna

500

Flotacja wstępna

Układ

technologicz

I ciągu ZWR

„Polkowice”,

Osadowy charakter rud z LGOM oraz

bardzo drobnoziarnista

mineralizacja

siarczkowa zwi

zana w znacznej cz

ęś

ci z

glanowymi minera

ami p

onnymi

wskazuje,

jedn

z dróg podwy

szenia stopnia

uwolnienia minera

ów siarczkowych

prowadzącą do

podwy

szeni

jako

(zawarto

ść

Cu, Ag) i

/lub

wska

ników

wykorzystania rudy (uzysk Cu, Ag),

że

kwaśne ługowanie wybranych

pó

produktów standardowej przeróbki

rud.

Jest to rozwiązanie unikalne w skali

światowej

Odmiana litologiczna rudy

Minerały (główne

składniki)

piaskowcowa

łupkowa

węglanowa

kwarc

72,0

5,0

3,0

minerały ilaste

15,0

39,0

16,5

dolomit + kalcyt

8,0

42,0

72,0

gips + anhydryt

2,0

0,0

5,0

substancja

organiczna

ślady

6,0

0,5

minerały

siarczkowe

3,0

8,0

3,0

Przeciętne składy mineralogiczne odmian rud

miedzi [% wagowe]

Proces chemicznej modyfikacji - ługowania koncentratu lub

półproduktu flotacji czyszczącej - oparty jest na reakcji

kwasu siarkowego (H

)

wyłącznie

z minerałami

węglanowymi wapnia (CaCO

) i magnezu (MgCO

), które w

rudach miedzi z LGOM stanowią podstawową masę

minerałów płonnych, tworzących trudno- lub nieflotujące

zrosty z minerałami kruszcowymi:

CaCO

+ H

+ 2H

O= CaSO

2H

O + CO

 + H

MgCO

+ H

= MgSO

+ CO

 + H

Proces chemicznej modyfikacji

produktów pośrednich

Reakcje chemiczne

pH ~
2

pH ~ 3

pH ~ 5

Siarczki Cu,
Pb,Ag

węglany
Ca,Mg

CaSO

· 2H

CaSO

· 2H

MgSO

Przebieg ługowania ziaren stanowiących

trudnoflotujące zrosty minerałów kruszcowych

(siarczki Cu) z płonnymi minerałami węglanowymi

Ca i Mg)

odpady

końcowe

koncentrat

końcowy

flotacja wstępna

flotacja II czyszcząca

flotacja I czyszcząca

flotacja gł. po ługow.

flotacja główna

nadawa

90% - 45mm

ługowanie

flotacja odgipsowująca

Schemat

koncepcji modyfikacji odpadu I

czyszczenia ZWR „Polkowice”

Technologia flotacji

rud cynkowo-

ołowiowych

Główne minerały cynku i ołowiu

inera

ły

cynku

sfaleryt (blenda cynkowa), ZnS,

wurcyt ZnS będący heksagonalną odmianą

sfalerytu

sfalerytu
-

smitsonit, ZnCO

cynkit, ZnO,

hydrocynkit Zn

[(OH)

|CO

]

wilemit Zn

SiO

inera

ły

owiu

galena PbS,

cerusyt PbCO

anglezyt PbS0

Metody grawitacyjne

stosowane wtedy, gdy ruda

zawiera minera

zawiera minerał

y u

y uż

yteczne w postaci grubych

wpry

wpryś

nięć

lub gdy w nadawie wyst

lub gdy w nadawie wystę

puj

pują

duż

e ziarna

ska

skał

y p

y pł

onnej nie zawierające sk

onnej nie zawierające skł

adników u

adników uż

ytecznych

bądź

zawieraj

zawierają

ce je w ma

ce je w mał

ych ilo

ych iloś

ciach. Praktyczne

znaczenie dzi

znaczenie dziś ma tylko ten ostatni przypadek i to coraz
rzadziej.

Metody flotacyjne

stosowane są powszechnie i niemal

wyłącznie

, gdy

, gdyż

minera

minerał

y cynku i o

y cynku i oł

owiu praktycznie we

wszystkich obecnie eksploatowanych w

wszystkich obecnie eksploatowanych w ś

wiecie z

wiecie złoż

ach

występują w postaci

drobno lub bardzo drobno

wpry

wpryś

nięć

Metody wzbogacania rud

cynkowo-o

owiowych

100

chalkozyn

KButX 0,0001M

flot10

Regulatory pH (kwasy, zasady,

sole)

Krawędzie: flotacja-brak

flotacji. Obszar na lewo od

krzywych- na lewo od

krzywych

Wpływ pH na

flotację chalkozynu

Koncentrat

PbS

Odpady

końcowe

Nadawa

(ruda Zn-Pb)

Flotacja cz. galeny

Flotacja galeny

Flotacja kontrolna

Flotacja gł. kolektywna

Flotacja sfalerytu

Flot. cz. sfalerytu

Koncentrat

ZnS

Flotacja pirytu

Koncentrat FeS

CuSO

, EtXNa

Ca(OH)

2 ,

pH~11

EtXNa, ZnSO

, pH~5

EtXNa

galena PbS, sfaleryt

ZnS

piryt, markasyt FeS

dolomit CaCO

·MgCO

Rudy Zn-Pb:

1000 lat historii polskiego

górnictwa rud:

Tarnowskie Góry, Bytom, Olkusz,

Boguszów (rudy srebra)

Z.G. „Trzebionka” S.A.

ZGH „Bolesław” koło Olkusza

Wzbogacanie

surowców

skaleniowych

Leukogranit

Granit

Zwietrzeliny granitowe

Piaski arkozowe

O b r ó b k a i

p r z e r ó b k a s k a ł

K a m ie n i o ło m

k r u s z y w a

ła m a n e

g a l a n te r ia

k a m i e n n a

o d p a d y d o

s k ła d o w is k a

k o n c e n tr a t

s k a le n i o - k w a r c u

w y d o b y c ie o d p a d ó w z e

s k la d o w is k a (o s a d n ik a )

k o n d y c j o n o w a n ie

z o d c z y n n ik a m i

fl o ta c y jn y m i

fl o ta c ja

c z y s z c z ą c a I

fl o ta c ja

c z y s z c z ą c a II

k o n c e n tr a t s k a le n io w y

> 1 2 % N a

O + K

flo ta c ja g ló w n a

s k a le n ia

fl o ta c ja m ik

k o n c e n tr a t

b i o ty to w y

s e p a r a c ja

m a g n e ty c z n a

k la s y fi k a c ja

z ia r n o w a

m ie le n ie

- 0 ,1 5

+ 0 ,5

ż w ir e k

z a n ie c z y s z c z e n ia

a k c e s o r y c z n e

k o le k to r a n i o n o w y

(k w a s y tłu s z c z o w e )

z a k w a s z . H F , p H ~ 1 ,6

k o le k to r k a tio n o w y

(d o d e c y lo a m in a )

Wykorzystanie odpadów granitowych

(kompleksowe wykorzystanie surowca skalnego

Granit:

~50-60% skaleni,

20-30% kwarcu,

5-10% mik (biotyt,

muskowit)

1-2% min.

akcesorycznych

Odpady
(ziarna
<2mm)

~50-60% skaleni,

20-30% kwarcu,

5-10% mik

1-2% min.

akcesorycz.

<2,0 mm

WYKŁAD 7

WUT Mining Engineering

Złoto odgrywało i nadal odgrywa
bardzo ważną rolę w historii cywilizacji
ludzkiej choć praktycznie jest to metal
zbytku - niemal bezużyteczny.

Obecnie

tylko około 10% bieżącej produkcji
złota jest wykorzystywane w technice
oraz medycynie

Pozostała część jest

stosowana do wyrobów jubilerskich lub
jest przechowywana w bankach.

Szacuje się, że w całej historii
ludzkości wydobyto około 160 tys. Mg
złota, z czego około 115 tys. Mg (75%)
wydobyto w XX wieku.

Właściwości fizyczne i chemiczne minerałów

złota i innych metali szlachetnych

są tak

drastycznie różne od właściwości

wszystkich innych minerałów

obecnych w

skałach (rudach), że możliwe było ich

pozyskiwanie już od starożytności z

surowców względnie bardzo ubogich, z

wysokim skutkiem technologicznym

ekonomicznym.

Współczesne techniki wzbogacania

surowców mineralnych pozwalają

wydzielać koncentraty złota i platynowców

ze skał zawierających te metale nawet

poziomie klarkowym

MINERAŁY



- trudnopozyskiwalnym (refractory gold, refractory

ores)

Złoża z punktu widzenia technologii

podzielono

na surowce ze złotem

(Yannopoulos

1991)

 - łatwopozyskiwalnym (amenable gold, free milling
ores),



Złoto rodzime, elektrum



podstawienia diadochowe lub mikrowtrącenia

minerałach siarczkowych, arsenowych i w

srebrze

rodzimym



tellurki (AuAgTe

-sylwanit, calaveryt)



siarczki (Au,Cu)

Au(S,Se)

-penżinit



bizmutki (Au

Bi-maldonit)



tiosiarczany (K

[Au(S

)

])



organiczne np. (Au

]

)

alkilozłoto

ZŁOŻA

Metody wzbogacania rud

złotonośnych

METODY

WZBOGA

-CANIA

GRAWITACY

JNE

FLOTACYJNE

ŁUGOWANIE

BIOLOGICZN

AMALGAMACJ

(Hg lub inne

metale)

ŁUGOWANIE

CHEMICZNE

Wyniki wzbogacania złota

okruchowego w urządzeniach

przemysłowych do wzbogacania

grawitacyjnego

100

0,01

0,1

wielkość ziarna, mm

ło

, %

1. stół koncentracyjny

2. osadzarka

3. separator strum.-korytowy

4. hydrocyklon krótkostożkowy

5. osadzarka radialna IHC

6. sparator Knelson i Falcon

Schemat wzbogacania grawitacyjnego

złota z użyciem separatorów

wirówkowych Falcon

FALCON C1000

FALCON C400

Tailing

Product

Recycle stream

SHAKING TABLE

Typowy układ grawitacyjnego wydzielania koncentratu złota w układzie

flotacji lub ługowania z użyciem separatorów wirówkowych Knelsona

TAILINGS

CONCENTRATES

AUTOMATED

KNELSON

CONCENTRATORS

STATIC

SCREEN

HOPPERS

CYCLONE OVERFLOW

TO LEACH OR FLOTATION

CYCLONES

FEED

ROD MILL

BALL MILL

TABLE

SLURRY PUMP

FINAL

CONCENTRATE

Ługowanie

Odzysk złota z roztworu:

CIP, CIL, RIP

Rozdział faz

Wzbogacanie grawi-

tacyjne, amalgamacja

Rozdrabnianie

Ruda

do stawu osadowego,

unieszkodliwianie cyjanków

Roztwór NaCN

Ogólny schemat odzysku łatwo pozyskiwalnego złota z rud

złotonośnych

Elektroliza

Elektrorafinacja

i wytop

Topienie

i rafinacja

wymywanie złota

strącanie, rafinacja

i wytop

Czyste

złoto

Złoto

Główne metody pozyskiwania:

metody chemiczne

Ługowanie złota roztworami

cyjanków

2Au + 4CN

+ O



2[Au(CN)

]

+ OH

Redukcja złota z roztworów: na węglu aktywnym

•

Metody „carbon-in-pulp” (CIP)

•

Metody „carbon-in-leach” (CIL)

•

Metody „resin-in-pulp” (RIP)

Prażenie

Kruszenie i

mielenie

Ruda surowa

Ługowanie

cyjankowe

Odzysk złota z

roztworu

Wzbogacanie

Utlenianie

(ługowanie)

wysoko-

ciśnieniowe

Utlenianie

(ługowanie)

nisko-

ciśnieniowe

Utlenianie

(

ługowanie

)

chlorkowe

Utlenianie

(

ługowanie

)

biologiczne

sztaby(bullion)

Ogólny schemat odzysku trudnopozyskiwalnego złota

(refractory gold) z rud złotonośnych

Wzbogacanie

grawitacyjne

Amalgamacja

Prażenie

Klasyfikacja

Flotacja

Destylacja

Suszenie

i prażenie

Ługowanie

cyjankowe

Rozdrabnianie

i klasyfikacja

Odpad

Koncentrat

Ruda arsenopirytowa

-0,071mm

Przykład pozyskiwania złota z rud arsenopirytowych

+0,071mm

Metody te polegają na rozkładzie (utlenianiu) minerałów

siarczkowych nośników „niewidzialnego” złota przy pomocy

bakterii np.

Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus

thiooxidans, Sulfobacillus thermosulphidooxidans

Proces bioługowania surowców siarczkowych można opisać

następującymi reakcjami:

2FeS

+ 2H

O + bakteria



2Fe

+ 4SO

+ 4H

lub

2FeAsS

+13O

+ 6H

O+bakteria



4Fe

+4SO

+4H

AsO

Bakterie mogą ługować siarczki bezpośrednio przylegając do

powierzchni siarczku lub nie będąc z nim kontakcie.

rozkła-dzie minerału siarczkowego złoto zostaje uwolnione

Uwolnione złoto poddaje się ługowaniu

Metody biologiczne

(bioługowanie)

odpad z

klasyfikacji

kruszyw

naturalnych

klasyfikacja

0,5mm

zagęszczanie

wzbogacanie

grawitacyjne

wzbogacanie

grawitacyjne

piasek płukany +
0,5mm

woda

obiegowa

odmyty piasek

drobnoziarnist

koncentr

at złota

muły

0,5mm

koncentrat

minerałów

ciężkich

Schemat wydzielania i rozdziału minerałów

ciężkich z odpadów po płukaniu kruszyw

naturalnych

Pozyskiwanie złota

okruchowego

Technologia

pozyskiwania

minerałów ciężkich z

surowców

okruchowych

•

Surowce tytanowe

•

Surowce cyrkonowe

•

Surowce metali ziem rzadkich (REE - Rare Earth

Elements)

•

Surowce cynowe

przesiewanie

klasyfikacja

hydrauliczna

kruszeni

sortyment

y żwiru

płukaneg

piasek

płukan

odpady (muły

i piasek

drobnoziarnis

nadawa (materiał

wydobyty ze złoża)

piaski i

muły < 2,0

kamieni

produkty handlowe

materiał

wzbogacony w

minerały ciężkie

PRZERÓBKA KRUSZYW NATURALNYCH

Minimalne przemysłowe zawartości

niektórych metali w złożach

(

)

(

)

Pierwiastki ziem rzadkich (REE) w

układzie okresowym pierwiastków

inera

ły

tytanu

rutyl, TiO

- ilmenit FeOTiO

inera

ły

cyrkonu

- cyrkon ZrSiO

- baddeleyit ZrO

inera

ły

REE

- monacyt (Ce, La,

Nd...)PO

- ksenotym YPO

inera

ły

cyny

- kasyteryt, SnO

5,0

+750



1550

4,32

[SiO

]

granaty

4,5



6,0

-5,7

2,65

SiO

kwarc

b.d./NP

+180



320

4,40–5,10

Y[PO

]

ksenotym

12,0

+120



250

4,80-5,50

(Ln,Y)[PO

]

monacyt

8,6



12,0

-2,44



-2,14

4,67

Zr[SiO

]

cyrkon

89,0



173,0

+12



4,20-4,30

TiO

rutyl

33,7



81,0

+200



1500

4,50-5,00

FeTiO

ilmenit

Przenikalnoś

dielektryczna

Farad/m

Podatność

magnetyczn

właściwa



-1

-9

Gęstość

kg/m

minerał

b.d./NP – brak

danych/nieprzewodzący

Właściwości magnetyczne i elektryczne minerałów ciężkich z

piasków

klasyfikacja

Wzbogacanie

grawitacyjne

Separacja

magnetyczna

n.n.p.

Separacja

magnetyczna

w.n.p.

Separacja

elektryczna

Separacja

elektryczna

koncentrat

rutylu

koncentr

cyrkonu

koncentr

ilmenitu

koncentr

monacyt

żwir,

zanieczyszczenia

piasek kwarcowy,

granaty

produkt

magnetytowy i

tytanomagnetytow

nadawa

(urobek ze

złoża)

koncentrat

grawitacyj

frakcje

niemagnetycz

frakcja

przewodząca

frakcja

magnetyczna

frakcja

magnetyczna

frakca
nieprze-
wodząca

koncentra

t złota

f.n.

f.p.

piase

Układ technologiczny wydzielania i rozdziału

koncen-tratów minerałów ciężkich z kruszyw

naturalnych

KAOLIN

Kaolin,

Kaolin, gliny kaolinowe

- skały

zbudowane głównie z minerału

kaolinitu.

Kaolinit jest złożonym

glinokrzemianem zasadowym o

wzorze:

[OH]

[Si

]

o d p a d y

k r u s z e n ie -
u ś r e d n ia n ie

s z la m o w a n ie i

k la s y fi k a c ja

H C - 3 5 0

p łu k a n ie

p ia s k u

k la s y fi k a c ja

H C - 1 5 0

k la s y fi k a c ja

H C - 8 0

z a g ę s z c z a n ie

fi ltr a c ja

s u s z e n ie

K A O L I N

p ia s e k

b u d o w la n y

o d p a d y

m ik a

p r z e s ie w a n ie

k o n tr o ln e

( 0 , 0 6 3 )

N A D A W A

p łu k a n ie

o d p a d ó w

c )

nadkład

żwirki

Document Outline

Slide 1
Slide 2
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Slide 14
Slide 15
Slide 16
Slide 17
Slide 18
Slide 19
Slide 20
Slide 21
Slide 22
Slide 23
Slide 24
Slide 25
Slide 26
Slide 27
Slide 28
Slide 29
Slide 30
Slide 31
Slide 32
Slide 33
Slide 34
Slide 35
Slide 36
Slide 37
Slide 38
Slide 39
Slide 40
Slide 42
Slide 43
Slide 44
Slide 45
Slide 46
Slide 47
Slide 48
Slide 49
Slide 50
Slide 51
Slide 52
Slide 53
Slide 54
Slide 55
Slide 56
Slide 57