Сульфидные руды
Сульфидные руды – руды, в которых полезные ископаемые находятся в химических соединениях с серой. Сульфидные руды, имеют очень большое значение в горно-перерабатывающей промышленности, а так же в металлургии.
Выбор методики обогащения руды очень сильно зависит от содержания серы в породе. Сера – является примесным элементом с точки зрения получения чистых металлов и сплавов. Избавление от сернистых соединений довольно долгое и трудоемкое занятие.
К основным сульфидным минералам относятся: пирит, марказит, халькопирит, пирротин, сфалерит и вюртцит, менее распространены: троилит, галенит, асенопирит, борнит, халькозин, кубанит, дигенит и др.
Пирит – дисульфид железа FeS2, является самым распространенным сульфидом в земной коре, процентное содержание железа и серы составляет соответственно 46.6% и 53.4%. Основные примеси – Ni, Co, Cu, Au, As, Se, Tl. Обладает золотисто желтым цветом (поэтому иногда называется «золото дурака»). Пиритовые руды – основные источники сырья для получения серной кислоты и медного купороса. Однако, переработка пирита в полезные компоненты (извлечение цветных металлов) является экономически не выгодной, поэтому его отправляют в отвалы. В России месторождения пирита расположены на Урале (Дегтярское, Калатинское, Берёзовское). Большие залежи пирита сосредоточены на Алтае.
Марказит обладает сильным плеохроизмом, варьирующим от светлокоричневого до темно-зеленого, и встречается в виде радиальных лейст, образующих гобулярные структуры; в ядрах таких структур встречаются кристаллы пирита. Марказит, как и пирит, является сульфидов железа FeS2, но отличается от него внутренним кристаллическим строением, большей хрупкостью и меньшей твердостью. Марказит не устойчив в поверхностных условиях, что влечет его разложение (особенно при высокой влажности). Имея небольшую плотность, марказит может разрабатываться в качестве материала для производства серной кислоты. Марказит – распространенный минерал, но не так сильно как пирит. Обычно встречается в осадочных породах (что характерно для месторождений России). Наибольшие запасы марказита сосредоточены в Блявинском месторождении на Южном Урале, которое было открыто в 1933 году.
Пирротин – широко распространен в гипогенных месторождениях медно-никелевых руд, имеет огненно-красный или темно-оранжевый цвет, относится к классу сульфидов с составом Fe1-xS. Характерный состав (%): S – 36, Fe – 60-63.5, содержание железа может значительно варьировать. Так же сосредоточен на Урале на Кольском полуострове. Встречается в Германии, Баварии, Финляндии, встречается так же в метиоритах. Основные примеси – Ni, Co. Используется так же для получения серной кислоты.
Халькопирит – основной минерал для получения меди. Химическое соединение имеет вид CuFeS2, цвет – золотисто желтый, хрупкий. Минерал неустойчив и в процессе выветривания разрушается. Халькопирит широко распространенный минерал, в России сосредоточен в таких месторождениях как: Удокан (Забайкалье), Сибай (Урал), Турьинские месторождения (Северный Урал), Норильская группа месторождений. Большие залежи сосредоточены в Чили. Встречается в Казахстане, США, Армении и т. д.
Сульфидные руды, очень важный источник в получении цветных металлов (никеля, кобальта, меди, цинка, свинца, молибдена, ртути и др). В зависимости от соотношения сульфидов и других минералов в породе сульфидные пруды классифицируются на: сплошные, массивные, с преобладанием сульфидов, и прожилковые, или вкрапленные, с преобладанием несульфидных минералов. Так же руды бывают как монометаллические, содержащие один ценный компонент, так и полиметаллические, содержащие несколько ценных элементов.
Пирит, халькопирит, ковеллин, сфалерит – относятся к основным минералам сплошных и вкрапленных сульфидных руд. В таких рудах, пустая порода обычно представлена кварцем и слюдами.
Для обогащения сульфидных руд применяются реагентные режимы и схемы флотационного обогащения. Эти режимы главным образом зависят от вещественного состава руды, соотношения минеральных форм рудных компонентов, степени активации рудного минерала, а так же степени окисления сульфидов интересующих элементов. Для большинства сульфидных руд характерна крайне неравномерная вкрапленность минералов, что в свою очередь, определяет необходимость использования сложных многостадийных схем обогащения. На первых стадиях обогащения, необходимо раскрыть сростки интересующих компонентов с пустой породой главного минерала. Это обычно достигается измельчением до 50-65%. Однако в зависимости от добываемого элемента, требуемое раскрытие может не произойти при таком измельчении, что может требовать доизмельчения до 85-95% .
На сегодняшний день, все большее распространение при обогащении сульфидных руд получают схемы с раздельной флотацией песковой и шламовой фракций с перефлотацией песковой фракции хвостов флотации. Схема такой флотации представлена на рисунке 5.
