193935. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nemérces ásványi nyersanyagok flotációs dúsítása során képződő meddő feldolgozására
1 193935 A találmány tárgya eljárás nemérces ásványi nyersanyagok flotációs dúsítása során képződő meddő feldolgozására abból a célból, hogy a ritkafém, illetve ritkaföldfém tartalom kinyerhető legyen. A találmány szerinti eljárás a meddő fizikai előkezelésének, majd ismételt flotálásának, s ezt követően több lépésben végrehajtott mágneses szeparálásának olyan nem várt eredménnyel járó célszerű kombinációját jelenti, mely kívánt minőségű koncentrátumokat eredményez gazdaságos módon. A nemérces ásványi nyersanyagok, így az üveghomok, a földpátok és a különféle agyagásványok nagy részét a kitermelés után fizikai, esetenként kémiai módszerek segítségével kezelik, dúsítják azért, hogy a felhasználás szempontjából alkalmasabb állapotba hozzák. Az egyik igen gyakori előkezelési módszer a flotáció, amikor is az ásványi nyersanyagot két fő frakcióra, egy dúsítmányra és egy meddő fázisra választják szét. Az általánosan elterjedt ipari gyakorlat szerint a fenti folyamatban képződő meddőt, amely adott, főként szilikátos mátrixban viszonylagosan kis koncentrációban tartalmaz értékes fémkomponenseket, például ritkafémeket és ritkaföldfémeket, kisebb hányadában további feldolgozás nélkül alacsony igényességű területeken (területfeltöltés, építőipari töltőanyag, stb.) használják fel, nagyobb részét deponálják. A jó minőségű nyersanyagbázis csökkenése miatt a dúsítási meddők, mint potenciális nyersanyagforrások további feldolgozása, a bennük levő fémek kinyerése mindinkább előtérbe kerülnek. Erre a mátrix jellegétől és fémek minőségétől függően vagy fizikai, vagy kémiai eljárások, esetenként ezek kombinációi alkalmazhatók. A vonatkozó irodalomban nem ismeretes olyan eljárás, amely a meddő leginkább célirányosnak tűnő flotációs feldolgozására vonatkozna. Az üveghomok, a földpátok dúsítási meddőivel kapcsolatban leírják, hogy a további flotálás, a meddő kedvezőtlen öszszetétele miatt, nem indokolt. A másik lehetőség a para- vagy diamágneses komponenseket taVtalmazó meddők mágneses szeparálása. Jóllehet ezt a módszert ásványi nyersanyagok, például bauxitok (4) feldolgozásában alkalmazzák, az elválasztás nem eléggé szelektív volta, ebből adódóan a többszöri kezelés szükségessége és nagy energiaigénye miatt gyenge minőségű anyagok kezelésére nem ajánlják. Találmányunk célja olyan eljárás kidolgozása volt, amely meddő jellegű, az értékes komponenseket alacsony koncentrációban tartalmazó anyagok esetében is lehetővé teszi azok szelektív, nagy termelékenységű, kis fajlagos segédanyag- és energiafelhasználás melletti feldolgozását és értékes ritkafém, illetve ritkaföldfém koncentrátumok előállítását. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a nemérces ásványi nyersanyagok flotációs dúsítása során képződő meddőben, amely természeti folyamatok eredményeként létrejött diszperz rendszer, bizonyos szemcseméret szerinti szegregálódás figyelhető meg, melynek kihasználásával, önmagukban ismert eljárások bizonyos módosítása és célszerű kombinálása révén, mód nyílik Ti-dús és Zr-dús koncentrátumok szelektív előállítására. Azt tapasztaltuk, hogy ha a flotációs dúsítás során a meddőt habtermék formájában nyerjük ki, a habréteg, amely a cellasor felső 1/3 részét foglalja el, ritkafémekben dúsul. Ezt a réteget úsztatással elválasztva 5-20% ritkafém tartalmú előkoncentrátum nyerhető. További új felismerésünk, hogy a meddő megmaradó hányadában az értékes nehézfémek a 350 pm alatti, ezen belül is a nagyobb sűrűségű szemcsékben dúsulnak, míg a 60 pm alatti, kisebb sűrűségű szemcsékhez kötődik a cirkónium és a ritkaföldfémek nagyobb része. A 350 pm alatti frakció további dúsítására a nagy térerősség melletti mágneses szeparálás látszik alkalmasnak. Ahhoz azonban, hogy a természetes szegregálódásból származó előnyöket adott mátrix esetén kihasználjuk, a mágneses dúsítás előtt önmagukban ismert fizikai módszerekkel elődúsítást kell végezni. A felismerésünk szerinti eljárásnak megfelelően oly módon járunk el, hogy az eredeti bányatermék dúsítása habtermékeként megjelenő meddőből úsztatással leválaszthatjuk a 350 pm alatti hányadot, majl ezt 2-7 lépcsőben végrehajtott flotálással agyagos-szilikátos másodlagos meddőre és 8-20 %-os ritkafém, illetve 0,5-1,5 %-os ritkaföldfém koncentrátumra választjuk szét. Ezt követően a fenti koncentrátumot megfelelően kialakított áramkészülékben fajsúly szerint 2-4 frakcióra szétválasztva az egyes frakciókat különböző térerősség mellett mágneses szeparálásnak vetjük alá, amikor is ilmenit-, rutil- és cirkonium-szilikát-, valamint ritkaföldfém -koncentrátumot állítunk elő. A termékek közvetlenül is értékesíthetők, vagy kémiai, hidro- és pirometallurgiai módszerekkel — az eljárás gazdaságosságának jelentős növelése mellett — nagymértékű speciális termékké dolgozhatók fel. A találmány szerinti eljárás lényege az, hogy a gyenge minőségű dúsítási meddőkből hatékonyan és gyorsan állíthatók elő ritkafém és ritkaföldfém koncentrátumok akkor, ha a meddőt a mágneses szeparálás előtt részben szemcseméret, részben sűrűség szerinti elválasztással elődúsítjuk. Az elődúsítás termékei 100-1500 g/dm3 sűrűségű zagyok, melyeket vagy közvetlenül feladva nedves, vagy besűrítés és szárítás után száraz mágneses szeparálásnak vetünk alá. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
