Study on low-grade galena-barite ore beneficiation in Khuzdar, Balochistan, Pakistan

Abstract

Purpose. Galena and barite are the principal minerals of lead and barium respectively. Both minerals are used extensively in industries because of their distinct properties. In complex poly metallic ores, it is always desirable to produce separate mineral concentrates for subsequent metal extraction. Separation of two or more minerals from complex low-grade multi-metallic ore into commercial grade concentrates requires suitable process. Methods. This research work is centered on development a suitable process for the beneficiation of a low-grade galena-barite ore originating from Khuzdar region (Balochistan Province, Pakistan). Findings. The low-grade ore assaying 39.90% Pb and 24.64% BaSO4 was beneficiated on bench-scale by sequential froth flotation process to recover valuable galena and barite concentrates. The important variables of froth flotation process such as feed size, pulp pH, pulp density, impeller speed, type and quantities of flotation reagents, pulp conditioning time and froth collecting time were optimized to achieve maximum recovery and grade of both concentrates. The rougher galena and barite concentrates were re-ground separately and subjected to one cleaning flotation to obtain better grade final concentrates of respective minerals. Originality. A process flow-sheet was designed in the light of this study. Practical implications. Froth flotation experiments showed that a galena concentrate containing 77.38% Pb with recovery of 90.64% and a barite concentrate assaying 90.23% BaSO4 with recovery of 80.16% could be recovered from this ore. Both the concentrates fall in the category of metallurgical and chemical grades and are suitable for industrial applications.

Мета. Підвищення якості низькосортної галеніт-баритової руди, знайденої в Хуздарском районі провінції Белуджистан (Пакистан), до концентрату металургійного якості, що містить більше 70% Pb, із використанням методу пінної флотації. Методика. Масова проба галеніт-баритової руди вагою близько 100 кг була відібрана з шахти Мал-Хор на північному заході від Хуздару та доставлена в лабораторію переробки мінералів MPRC, PCSIR Lahore для проведення досліджень. Зразок підданий первинному подрібненню із використанням щокової дробарки з наступним вторинним подрібненням із використанням валкової дробарки. Зразок до і після флотації піддавався комплексному хімічному і рентгеноструктурному аналізу (XRD). Флотаційні випробування проводилися на лабораторній флотаційній машині D-12. Після визначення оптимального помелу були проведені випробування для оптимізації щільності пульпи, рН пульпи, швидкості перемішування, кількості доданих реагентів, часу флотації й часу кондиціонування. Результати. Встановлено, що вміст свинцю та барію в поліметалічній руді є достатнім для промислового використання. Отримано оптимальну ступінь подрібнення і відновлення при розмірі подачі 80% мінус 200 меш. Виявлено, що збільшення щільності пульпи дещо знижується при збільшенні В/Т з 20 до 35%, але відновлення збільшується, а максимальне відновлення досягнуто при 30%. При використанні для коригування рН пульпи етілксантата калію, а потім бариту з олеатом натрію, виявлено, що при постійних умовах розміру часток і співвідношення твердої речовини та рідини максимально повторне покриття галену досягається при рН 8.5 і бариту при рН 10.0. Було відзначено, що невелика зміна pH значно змінила ступінь і відновлення. Розкрито вплив швидкості перемішування робочого колеса й відзначено, що оптимальною швидкістю на грубій стадії є швидкість 1100 об/хв, а на стадії очищення – 1000 об/хв. Доведено, що методом пінної флотації з даної руди можна отримати концентрат галеніту із вмістом 77.38% Pb і ступенем відновлення 90.64%, а також концентрат бариту із вмістом 90.23% BaSO4 і ступенем відновлення 80.16%. Наукова новизна. Встановлено характер впливу специфічних речовин, що поліпшують показники про-процесу флотації, які сприяють якісному відділенню цінних компонентів руди від порожніх домішок. Практична значимість. Розроблено принципову схему процесу збагачення галеніт-баритової руди на основі пінної флотації в замкнутому циклі. Отримані концентрати галеніту й бариту відповідають необхідним металургійним і хімічним стандартам та можуть знайти промислове застосування.

Цель. Повышение качества низкосортной галенит-баритовой руды, найденной в Хуздарском районе провинции Белуджистан (Пакистан), до концентрата металлургического качества, содержащего более 70% Pb, с использованием метода пенной флотации. Методика. Массовая проба галенит-баритовой руды весом около 100 кг была отобрана из шахты Мал-Хор к северо-западу от Хуздара и доставлена в лабораторию переработки минералов MPRC, PCSIR Lahore для проведения исследований. Образец подвергнут первичному дроблению с использованием щековой дробилки, с последующим вторичным дроблением с использованием валковой дробилки. Образец до и после флотации подвергался комплексному химическому и рентгеноструктурному анализу (XRD). Флотационные испытания проводились на лабораторной флотационной машине D-12. После определения оптимального помола были проведены испытания для оптимизации плотности пульпы, рН пульпы, скорости перемешивания, количества добавленных реагентов, времени флотации и времени кондиционирования. Результаты. Установлено, что содержание свинца и бария в полиметаллической руде является достаточным для промышленного использования. Получена оптимальная степень измельчения и восстановления при размере подачи 80% минус 200 меш. Выявлено, что увеличение плотности пульпы несколько снижается при увеличении В/Т с 20 до 35%, но восстановление увеличилось, а максимальное восстановление достигнуто при 30%. При использовании для корректировки рН пульпы этилксантата калия, а затем барита с олеатом натрия, обнаружено, что при постоянных условиях размера частиц и соотношения твердого вещества и жидкости максимальное повторное покрытие галена достигается при рН 8.5 и барита при рН 10.0. Было отмечено, что небольшое изменение pH значительно изменило степень и восстановление. Раскрыто влияние скорости перемешивания рабочего колеса и отмечено, что оптимальной скоростью на грубой стадии является скорость 1100 об/мин, а на стадии очистки – 1000 об/мин. Доказано, что методом пенной флотации из данной руды можно получить концентрат галенита с содержанием 77.38% Pb и степенью восстановления 90.64%, а также концентрат барита с содержанием 90.23% BaSO4 и степенью восстановления 80.16%. Научная новизна. Установлен характер влияния специфических веществ, улучшающих показатели процесса флотации, что способствовало качественному отделению ценных компонентов руды от пустых примесей. Практическая значимость. Разработана принципиальная схема процесса обогащения галенит-баритовой руды на основе пенной флотации в замкнутом цикле. Полученные концентраты галенита и барита соответствуют металлургическим и химическим стандартам и могут найти промышленное применение.