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Die Aufbereitung und Verhüttung von Komplexerzen hat eine
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besondere Stellung, weil die diesbezüglichen Schwierigkeiten schon
seit langer Zeit bekannt sind.
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Unter Komplexerzen werden die polymetallischen Erze verstanden, die
vom Metallinhalt her schon immer abbauwürdig waren, die jedoch entweder gar nicht
oder nur mit großen Verlusten zu marktüblichen Konzentraten verarbeitet werden konnten.
Die bei der Entwicklung der Komplexmetallurgie erzielten Erfolge setzen der Aufbereitung
neue Maßstäbe. Die Aufbereitung von Komplexerzen muß deshalb durch die von der Hüttentechnologie
eröffneten Möglichkeiten angepaßt werden.
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Metallurgische Anreicherungsverfahren sind in der Regel wesentlich
kostenaufwendiger als die mechanische Aufbereitung. Aus Erzmetall 28 (1975) Seite
313 ist ein Zyklonschmelzverfahren bekannt, bei dem komplexe sulfidische Konzentrate
verhüttet werden. In dieser Druckschrift wird aber keinerlei Hinweis gegeben, wie
die Erzeugung eines verhüttungsfähigen Sammelkonzentrates geschehen kann.
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Nach dem Stand der Technik, wie er sich zum Beispiel in Ullmanns Enzyklopädie
der Technischen Chemie, 4. Auflage, Band 2, 1972, Seite 133 bis 135 dokumentiert,
ist es
Sammelflotationsverfahren zur Sortierung komplexer sulfidischer/oxidischer
Erze Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sortierung von komplexen sulfidischen/oxidischen
Erzen und/oder Vorkonzentraten, insbesondere Pb/Ag/Sn/Sb-Erzen durch Flotation,
wobei die Erze und/oder Vorkonzentrate sowohl sulfidische als auch oxidische Wertmineralien
enthalten.
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Die weitgehende Erschöpfung der reichen Lagerstätten der Nichteisenmetalle,
die Unruhen auf dem Metallmarkt, der Wunsch, die Rohstoffabhängigkeit erträglicher
zu machen, waren die Antriebskräfte für die Bemühungen, die sehr schwierigen Vorkommen
anzugehen und sie zu verwerten. Die Palette dieser schwierigen Vorkommen reicht
von Nickel-Lateriten über Rotmeerschlämme und andere marine Lagerstätten bis zu
armen Komplexerzen. Für die Aufbereitung aber auch für Bergbau und Hüttenwesen entstanden
so aktuelle neue Aufgabenstellungen.
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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sammelkonzentrat (5) in einem Schwebeschmelzaggregat, insbesondere einem
Schmelzzyklon, verhüttet wird.
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Bei den Erzlagerstätten im mittleren und südlichen Teil der bolivianischen
Zinnprovinz wird Zinnstein von mehreren Sulfiden wie Blei-, Zink-, Antimon-, Silber-
und anderen Sulfiden begleitet. Die komplexen und feinen Verwachsungen der Erze
haben zur Folge, daß mittels herkömmlicher Aufbereitungsmethoden nur geringe Werte
für das Sn-Ausbringen von etwa 25 bis 50 % erreicht werden. Das Sulfidausbringen
sieht etwas günstiger aus, ist aber auch nicht befriedigend. So beträgt das Ausbringen
zum Beispiel in einer Anlage, die ein solches Erz durch selektive Flotation und
Dichtesortierung verarbeitet bei Silber 70,1 %, bei Blei 73 %, bei Antimon 40 %
und Zinn 20 S. In einer derartigen Anlage, das heißt, bei der herkömmlichen Aufbereitung
sind zumeist zwei Abteilungen der Aufbereitung vorgesehen, die Bergevorabscheidung
und die Hauptaufbereitung. In der Hauptaufbereitung wird das Vorkonzentrat aus der
Bergevorabscheidung weiter zerkleinert und zusammen mit dem entschlämmten Feingut
aus der Bergevorabscheidung konditioniert und anschließend flotiert, wobei ein Blei/Silber-Vorkonzentrat
ausgeschwommen wird, das in einer weiteren Flotationsstufe nachgereinigt wird. Die
Abgänge der Blei/Silberflotation werden mittels Dichtesortierung auf Herden zur
Gewinnung des Zinnsteins aufbereitet. Die Herdkonzentrate werden aufgemahlen und
zur Erhöhung des Zinngehaltes werden die sulfidischen Bestandteile ausflotiert.
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Bei dieser Verfahrensweise ist es zum einen nachteilig, daß das Ausbringen
der Wertmineralien von Blei, Silber, Zinn und Antimon niedrig ist, zum anderen erfordert
eine mehrstufige Verfahrensweise hohe Investitions- und Betriebskosten. Insbesondere
die hohen Zinnverluste von mehr als 50 % zeigen, daß neue Verfahrenslösungen gesucht
werden müssen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, das
es gestattet, feinverwachsene, komplexe Erze kostengünstig und auf einfache Weise
mittels Flotation aufzubereiten, so daß ein marktfähiges Produkt mit hohen Gehalten
an Wertmineralien entsteht. Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß
dadurch, daß zumindest teilweise die Wertmineralien von Pb, Ag, Sn, Sb, Zn und Cu
in sulfidischer Form und die Wertmineralien von Sn, W, Ta, und Ti in oxidischer
Form gemeinsam zu einem Sammelkonzentrat ausgeschwommen werden. Durch diese Maßnahme
kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise das Ausbringen der sulfidischen
Wertmineralien aus Bleiglanz, Zinkblende, Kupferkies und Mischsulfiden und den oxidischen
Wertmineralien aus Zinnstein, Wolframit, Scheelit, Columbit, Tantalit und Ilmenit
gegenüber herkömmlichen Verfahren gesteigert werden.
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Durch die vorteilhafte Maßnahme der gemeinsamen Flotation werden zusätzliche
Investitionskosten gespart, die bei der herkömmlichen, mehrstufigen Sortierung anfallen
würden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden sulfatierte und/oder
sulfonierte Reagenzien als Sammler zur Flotation verwendet. Diese Maßnahme bewirkt
mit besonders gutem Ergebnis das gemeinsame Ausschwimmen sulfidischer und oxidischer
Wertminerale. Auf diese Weise können beispielsweise Bleiglanz, Franckeit, Stannin
und Zinnstein in einem pH-Bereich von 6 bis 8 mit hohem Ausbringen ausgeschwommen
werden, während Pyrit, der ohnehin im Sammelkonzentrat nicht erwünscht ist, ein
wesentlich geringeres Schwimmvermögen zeigt. Als besonders geeignetes Reagenz hat
sich Alkylsulfat erwiesen, aber auch Alkylsulfonate sind geeignet. Es ist zwar grundsätzlich
bekannt, daß sulfatierte und sulfonierte Reagenzien bei der Flotation oxidischer
Mineralien wie Hämatit, Baryt und Wolframit verwendet werden, ferner ist es auch
aus Laborversuchen bekannt, Bleiglanz, Pyrit, Chalkopyrit und Pyrothin mit Alkylsulfaten
zu flotieren, neu und fortschrittlich ist hingegen, sulfatierte oder sulfonierte,
sammelnd wirkende Reagenzien zum gleichzeitigen Ausschwimmen von sulfidischen und
oxidischen Wertmineralien zu benutzen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Flotation
ohne voii1erige Entschlämmung. Die sonst bei der Flotation von Oxiden übliche Entschlämmung
kann beim erfindungsgemäßen Verfahren entfallen, wodurch Wertstoffverluste vermieden
werden können.
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Das Sammelkonzentrat kann vorteilhaft direkt im Schwebeschmelzaggregat,
zum Beispiel im Schmelzzyklon verhüttet werden, was auch für die Gesamtwirtschaftlichkeit
des Gewinnungsprozesses von besonderer Bedeutung ist.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beispiele
näher erläutert. Das Blei-Silber-Antimon-Zinn-Erz der Lagerstätte San Jos/Bolivien
ist ein typischer Vertreter der polymetallischen, äußerst feinverwachsenen Komplexerze
im mittleren und südlichen Teil der bolivianischen Zinnprovinz. Eine durchschnittliche
chemische Gesamtanalyse des San Jose-Erzes ergibt Gehalte an Fe = 22,5 %; SiO2 =
35 %; S = 24,5 %; A1203 = 8,5 %; Pb = 1,1 %; Sb = 0,5 %; Sn = 0,4 %, Ag = 260 g/t.
Ferner enthält das Erz in geringen Mengen Cu, Zn, As, Bi und W. Die mineralogische
Zusammensetzung weist Pyrit, Franckeit> Jamesonite, Galenit, Argentit, Cassiterit,
Quarz, Silikate und andere Mineralien auf. Blei, Silber und Antimon treten überwiegend
in Form von sulfidischen Komplexmineralien auf. Auch das Zinn ist zu etwa 25 % an
Sulfidminerale gebunden. 75 % des Zinns liegen in oxidischer Form vor.
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Die Zeichnung verdeutlicht den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf.
Danach wird das auf kleiner 40 aufgemahlene Erz 1 der Vorflotationsstufe 2 zugeführt.
Das gewonnene Vorflotationskonzentrat 3 wird einer mehrstufigen, beispielsweise
4-stufigen Nachreinigungsflotation 4 unterzogen, an dessen Ende das Sammelkonzentrat
5 abgezogen wird, das zum Beispiel in einem Verhüttungsprozeß nach dem Schwebeschmelzverfahren
eingesetzt werden kann. Die Abgänge 6 der ersten Nachreinigungsstufe 4 werden zur
Erzaufgabe 1 oder zur Vorflotation 2 zurückgeführt. Die Abgänge 7 der Vorflotation
2 werden zur Nachflotation 8 geführt. Das gewonnene Schaumkonzentrat 9 wird gegebenenfalls
gemeinsam mit der Erzaufgabe 1 erneut der Vorflotation 2 unterzogen.
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Als Abgang der Nachflotation 8 erhält man die Berge 10.
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Sammlerreagenzien 11 werden bei der Vorflotation 2 und der Nachflotation
8 zugegeben, eventuell bei Bedarf auch in der Nachreinigungsstufe 4, wobei es sich
um sulfatierte und/oder sulfonierte Reagenzien handelt. Die Metallgehalte der Erzaufgabe
und der Flotationsprodukte einschließlich der Zwischenprodukte sowie die entsprechenden
Ausbringenswerte sind in der folgenden Aufstellung angegeben:
Aufgabe
Berge Nachflo- Vorflota- Sammeltations- tions- konzenkonzen- konzen- trat + trat
trat (1) (10) (9) (3) (5) Pb Gehalt 1,40 0,06 0,86 5,54 32,09 Ausbringen 100,0 2,39
16,45 81,16 -Ag Gehalt 0,025 0,002 n.b. n.b. 0,6 Ausbringen 100,0 4,22 - - -Sn Gehalt
0,26 0,07 0,34 0,65 2,82 Ausbringen 100,0 14,85 34,21 50,94 -Sb Gehalt 0,76 0,05
0,73 2,60 10,07 Ausbringen 100,0 3,35 25,91 70,74 -Fe Gehalt 17,61 18,71 18,87 13,18
9,53 Ausbringen 100,0 56,05 28,59 15,36 -+ Sammelkonzentrat 5 nach 4-stufiger Nachreinigungsflotation
4 des Vorflotations-Konzentrats 3.
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Folgende Versuchsbedingungen wurden eingehalten: Aufgabe: Pb/Ag/Sb/Sn-Erzprobe
der Lagerstätte San José/Bolivien Korngröße: 80 % Z 40 pm Feststoffgehalt: 150 g/t
pH-Wert: 6,5 - 7 Drücker: Na2SiF6 mit 500 g/t NaCN mit 250 g/t Sammler: (Alkylsulfonat)
mit 600 g/t (stufenweise) Flotationsdauer: Insgesamt 40 Minuten Die Flotationsversuche
zeigen, daß durch das erfindungsgemäße Flotationsverfahren die Gangartmineralien
selektiv abgestoßen werden können und sulfidische und oxidische Wertmineralien in
einem Sammelkonzentrat mit hohem Ausbringen gemeinsam ausgeschwommen werden können.
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Wie die Ergebnisse zeigen, gelingt dies nach einer sehr feinen Aufmahlung
des Erzes von 80 % < 40 ,um unter Verwendung eines Sammlers, der die sulfidischen
Mineralien ebensogut wie den oxidischen Zinnstein selektiv flotiert.
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Dabei konnte auf eine Entschlämmung der Flotationsaufgabe verzichtet
werden.
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Der in Wiederholung bestätigte Versuch mit den Angaben zum Metallgehalt
für die Endprodukte und Zwischenprodukte zeigt insbesondere, daß nach der sehr effektiv
verlaufenden Vorflotationsstufe 2 und der Nachflotationsstufe 8 rund 53 % der Flotationsaufgabe
mit 0,07 % Sn, 0,06 % Pb und 0,05 % Sb als Berge 10 abgestoßen werden. Das Sammelkonzentrat
5 machte bei den Versuchen rund 1,3 % der Erzaufgabe 1 aus. Mit 2,8 % Sn, 32 % Pb
und 10 % Sb ist das Sammelkonzentrat 5 für diese schwierigen Voraussetzungen hoch
angereichert. Verständlicherweise machen die geringen Metallgehalte, die komplexe
Verwachsung, die Feinheit der Flotationsaufgabe sowie die Besonderheit der Zielsetzung,
Sulfide wie Oxide gleich gut auszuschwimmen, unumgänglich, daß mit recht großen
Umlaufmengen gearbeitet wird. Die Umlaufmengen 6 und 9 betrugen ca. 45 % der Erzaufgabe
1.
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Das Ausbringen im Sammelkonzentrat 5 beträgt für Blei und Silber rund
95 %, für Antimon 90 % und für Zinn rund 80 %.
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Die vorhandenen Anlagen bedürfen bei Umstellung auf das entwickelte
Verfahren nur verhältnismäßig geringer Neuinvestitionen. Die Investitionen betragen
nur einen Bruchteil des zu erwartenden jährlichen Mehrerlöses.
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