ВВЕДЕНИЕ

Для эффективного разделения меди от цинка в медно-цинковых рудах используют метод флотации, т.к. эти металлы сложно, а иногда экономически не целесообразно разделить по другим признакам. Они стоят радом в таблице Менделеева, у них схожий электрический потенциал, у них слабая магнитная восприимчивость. Плотность меди 8,92 г/см³, цинка 7,133 г/см³, поэтому разделить при помощи гравитации их невозможно.

Медь хорошо взаимодействует с ксантогенатами

Медно-цинковые руды являются наиболее сложным объектом для флотационного обогащения. Объясняется это сложностью их вещественного состава, характером вкрапленности минералов меди, цинка, пирита, близостью флотационных свойств сульфидов меди, цинка и железа.

Основным сульфидным минералом цинка является сфалерит или цинковая обманка ZnS.

Медно-цинковые руды, перерабатываемые на уральских обогатительных фабриках ( Гайская, Учалинская, Сибайская и др) являются в основном колчеданными. Эти руды сильно различаются по минеральному составу, характеру вкрапленности ценных минералов, содержанию меди, цинка , серы, их соотношением. Для них характерно преобладание сульфидов железа (пирита, пирротина, марказата, суммарное содержание которых может достигать 90%. В рудах помимо халькопирита и сфалерита могут содержаться борнит, халькозин, ковеллин, блеклые руды. Минералы пустой породы представлены серицитом, хлоритом, кварцем, баритом.

Медно-цинковые руды в зависимости от вещественного состава и особенно содержания в них сульфидной серы обогащаются по схеме прямой селективной флотации или коллективно-селективной флотации.

На Сибайской обогатительной фабрике перерабатываются колчеданные и вкравпленныемедно-цинковые руды, отличающиеся тонкой взаимной вкрапленностью сульфидных минералов. Отделение их возможно лишь при измельчении до крупности 95…100% класса минус 0,044. Руды этого месторождения обогащаются по трехстадиальной прямой селективной флотации.

Для подавления сфалерита в мельницы подается сульфат натрия ( 50 г/т) и цинковый купорос ( 50 г/т), для депрессии пирита- известь. Медная флотация проводится в присутствии бутилового ксантогената (90…150 г/т) и пенообразователя. В цинковую флотацию для активации сфалерита подается медный купорос (400 г/т). Щелочность пульпы для депрессии пирита в основной циоковой флотации составляет 800…900 г/м3 свободной СаО и в перечистных повышается до 1300 г/м3. Цинковый концентрат с содержанием цинка до 30…40% цинка подвергается операции обезмеживания и обезжелезнения, которая включает сгущение до 75% твердого, десорбцию ксантогената сернистым натрием и перемешивание с железным или цинковым купоросом. Медно-пиритная флотация осуществляется с подачей ксантогената ( до 570 г/т). Получаемый при этом цинковый концентрат в виде камерного продукта содержит до 52% цинка при содержании в нем меди до 0,6%.

Трудности при обогащении флотационным методом обусловлены:

Сложным и довольно тесным взаимопрорастанием части сульфидов, для раскрытия которых требуется очень тонкое измельчение. При существующей технологии измельчения половина потерь меди и цинка в хвостах и разноименных концентратах приходится на сростки, тогда как другая половина потерь сульфидов этих металлов обусловлена их переизмельчением.

Близостью флотационных свойств сульфидов меди и активированных ионами меди сульфидов цинка. В обоих случаях на поверхности медь содержащие соединения собирателя. Избирательное разрушения и предотвращение образование таких соединений на сульфидах цинка в условиях селективной флотации требуют тонкой регулировки соотношения концентраций реагентов в пульпе

Высокой флотационной активностью сульфидов железа в рудах вследствие активации их ионами меди

Неодинаковой флотируемостью разновидностей сфалерита, причиной которой могут быть:

А) Различное содержание в них изоморфной примеси железа, кадмия, индия, галлия.

Б) Различная степень «природной» активации сульфидов цинка в различных участках одного и того же месторождения.

Применение меди:

В электротехнике

Из-за низкого удельного сопротивления медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых и других кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках электроприводов и силовых трансформаторов. Для этих целей металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Например, присутствие в меди 0,02 % алюминия снижает её электрическую проводимость почти на 10 %^[15].

Теплообмен

Другое полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводныхустройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования отопления, компьютерных кулерах, тепловых трубках.

Для производства труб

В связи с высокой механической прочностью и пригодностью для механической обработки медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах, а применение в этом качестве федеральным Сводом Правил СП 40-108-2004. Кроме того, трубопроводы из меди и сплавов меди широко используются в судостроении и энергетике для транспортировки жидкостей и пара.

Сплавы

Сплавы на основе меди

Медь является важным компонентом твёрдых припоев — сплавов с температурой плавления 590—880 градусов Цельсия, обладающих хорошей адгезией к большинству металлов, и применяющихся для прочного соединения разнообразных металлических деталей, особенно из разнородных металлов, от трубопроводной арматуры до жидкостных ракетных двигателей.

Ювелирные сплавы

В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото — очень мягкий металл и нестойко к механическим воздействиям.

Соединения меди

Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди YBa₂Cu₃O_7-δ, который является основой для получения высокотемпературных сверхпроводников. Медь применяется для производства медно-окисных гальванических элементов и батарей.

Другие сферы

Медь — самый широко употребляемый катализатор полимеризации ацетилена. Из-за этого трубопроводы из меди для транспортировки ацетилена можно применять только при содержании меди в сплаве материала труб не более 64 %.

Прогнозируемым новым массовым применением меди обещает стать её применение в качестве бактерицидных поверхностей в лечебных учреждениях для снижения внутрибольничного бактериопереноса: дверей, ручек, водозапорной арматуры, перил, поручней кроватей, столешниц — всех поверхностей, к которым прикасается рука человека.

Пары меди используются в качестве рабочего тела в лазерах на парах меди, на длинах волн генерации 510 и 578 нм.

Применение цинка

Чистый металлический цинк используется для восстановления благородных металлов, добываемых подземным выщелачиванием (золото, серебро). Кроме того, цинк используется для извлечения серебра, золота (и других металлов) из чернового свинца в виде интерметаллидов цинка с серебром и золотом (так называемой «серебристой пены»), обрабатываемых затем обычными методами аффинажа.

Применяется для защиты стали от коррозии (оцинковка поверхностей, не подверженных механическим воздействиям, или металлизация — для мостов, емкостей, металлоконструкций).

Цинк используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, то есть в батарейках и аккумуляторах

Очень важна роль цинка в цинк-воздушных аккумуляторах, которые отличаются весьма высокой удельной энергоёмкостью. Они перспективны для пуска двигателей (свинцовый аккумулятор — 55 Вт·ч/кг, цинк-воздух — 220—300 Вт·ч/кг) и для электромобилей (пробег до 900 км).

Цинк вводится в состав многих твёрдых припоев для снижения их температуры плавления.

Теллурид, селенид, фосфид, сульфид цинка — широко применяемые полупроводники. Сульфид цинка — составная часть многих люминофоров. Фосфид цинка используется в качестве отравы для грызунов.

На разные применения цинка приходится:

• цинкование — 45—60 %

• медицина (оксид цинка как антисептик) — 10 %

• производство сплавов — 10 %

• производство резиновых шин — 10 %

• масляные краски — 10 %

Технические требование флотационных концентратов: содержание меди в медном концентрате – 22%, цинка до 4% (согласно ГОСТ Р 52998-2008. Концентрат медный. Технические условия); содержание цинка в цинковом концентрате 55%, меди – 1% (согласно ГОСТ Р 54922-2012).

1. Обоснование схемы флотации. 2. Режимная карта отделения флотации. 3. Расчёт технологического баланса продуктов обогащения и принципиальной схемы флотации. 4. Расчёт качественно-количественной схемы флотации. 5. Проектирование и расчёт водно-шламовой схемы. 6. Выбор и расчёт оборудования для флотационного обогащения. 7. Составление схемы движения пульпы.