Эффективность применения центробежной флотации при обогащении золотосодержащих продуктов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© А.И. Матвеев, С.И. Саломатова, 2011

УДК 622.765.4

А.И. Матвеев, С.И. Саломатова

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ФЛОТАЦИИ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ

Описана экспериментальная центробежная флотомашина с периферийной разгрузкой концентрата для проведения флотации на поверхности вращающейся жидкости. Приведены результаты флотации реальных продуктов обогащения золотосодержащей руды.

Ключевые слова: флотация, вращающаяся жидкость, поверхность воды, частица минерала, центробежная сила, условие равновесия, гидрофобность, золотосодержащие материалы.

Флотация остается одним из наиболее традиционных методов обогащения золота. При создании новых флотационных аппаратов применяют различные способы воздействия на процесс минерализации [1]. Один из способов влияния на эффективность процесса флотации - применение гравитационного поля вращения жидкости - центробежная флотация. Высокоскоростной закручивающийся поток пульпы позволяет увеличить силу инерции тонких частиц и получить за счет принудительной подачи воздуха любое количество мелкодиспергированных воздушных пузырьков, что увеличивает вероятность столкновения последних с обогащаемым полезным компонентом. В итоге скорость флотации в центробежной флото-машине позволяет добиться, чтобы время флотации равнялось времени закрепления пузырьков на поверхности частиц. Этому может способствовать эффект разделения минералов по плотности, за счет которого будут эффективно разделяться и концентрироваться минерализованные пузырьки. В настоящее время центробежные флотомашины не получают широкого применения, в основ-

ном, из-за трудности поддержания пенного слоя, вследствие чего происходит разубоживание концентрата.

В разработанном в ИГДС СО РАН способе флотации (Пат. РФ № 2248849) разделение минеральных частиц происходит по гидрофобности в тонком слое на поверхности движущегося потока воды (пульпы), за счет приложения центробежных сил [2]. Разработана конструкция и изготовлен опытный образец центробежной флотомашины с периферийной разгрузкой концентрата для осуществления данного способа. Проведенными предварительными экспериментальными исследованиями установлено, что центробежные флотомашины наиболее эффективно работают в пере-чистной операции флотации, при этом не требуется дополнительного добавления реагентов в данную операцию.

Схема движения продуктов в центробежной флотомашине с периферийной разгрузкой концентрата представлена на рис. 1. Камера флотомашины вращается с постоянной угловой скоростью, за счет ее вращения

Рис. 1. Схема движения потоков продуктов в центробежной флотомашине с периферийной разгрузкой концентрата

поверхность воды внутри камеры приобретает вогнутую форму, при этом поток воды имеет закручивающуюся траекторию поднимающуюся вверх. При постоянной подаче воды в цилиндрическую камеру флотомашины происходит ее непрерывный перелив через верхнюю кромку, скорость перемещения воды увеличивается по высоте водного потока. Флотоконцентрат удаляется через слив флотационной камеры, а хвосты флотации остаются в камере и в последующем удаляются через хвостовой патрубок из нижнего конусного углубления флотационной камеры.

В данном случае действие сил на частицу, находящуюся на поверхности воды при условии равновесия (рис.2), представляется как:

Fф + F г + Fл = Fт + Fц

где Rl - радиус круга (от вертикальной оси до центра тяжести частицы

Рис. 2. Силы, действующие на частицу в центробежной флотомашине с периферийной разгрузкой концентрата

на поверхности жидкости), м; R2 - радиус поверхности жидкости, м; г - радиус частицы, м; а - радиус контура прилипания, м; 0 - угол наклона поверхности жидкости к горизонту у периметра трехфазного контакта, град.; а -угол смещения нормали кривой профиля воды в точке нахождения частицы от вертикальной оси, град.

Условие равновесия частицы на поверхности газ-жидкость при постоянных значениях поверхностного натяжения жидкость-газ, крупности и плотности частиц соответствует формуле:

F sin а = 2п ааж г sin в + паг х

Ц «у/С d «у/С с

'1 1л +

V

R1 R2

ПГ (Рм - Ре )g C0Sa

У

Исходя из этого условия, для частицы, находящейся на поверхности вращающейся жидкости, величина отрывающей силы с поверхности газ-жидкость зависит от скорости вращения камеры фло-

томашины и от гидрофобности частицы ^тв), а отрывающая составляющая силы - центробежная сила в любой точке на поверхности воды в камере флотации одинакова.

Проведенными испытаниями центробежной флотомашины установлено, что наиболее рациональные условия разделения золотосодержащих материалов достигаются при вращении камеры флотомашины 400 об/мин, минимальном уровне воды в камере фло-томашины 1/3 от объема камеры, толщине потока воды, переливаемого с кромки цилиндрической камеры фло-томашины 0,3 мм, расходе воды на единицу периметра разгрузочной кромки камеры 4,17 л/мин на единицу периметра разгрузочной кромки камеры. При этом концентрат равномерно разгружается по всему кругу верхней кромки камеры флотомашины. Вертикальное расположение камеры флото-

1. Лавриненко А.А., Краснов Г.Д. Современное состояние и основные направления создания флотационной техники // Горный журнал, 2007.- №2.- .С. 108-117.

2. Патент №2248849 РФ В 03 D1/24 Способ флотации и центробежная флотационная машина /А.И. Матвеев, С.И. Са-

машины является оптимальным положением для соблюдения условий равномерной подачи исходного продукта на водную поверхность, а также для накопления определенного объема хвостов в нижней части камеры, не нарушая процесса [3].

В результате экспериментальных исследований с использованием центробежной флотомашины с периферийной разгрузкой концентрата, (реа-гентный для основной флотации бутиловый ксантогенат - 300 г/т, сосновое масло - 50 г/т), при содержании золота в исходной пробе 19,5 г/т получен концентрат перечистки с содержанием 43,42 г/т.

Подтверждена возможность доизвле-чения золота из проб, содержащих 1,4 г/т золота. Полученный концентрат перечистки содержит 6,8 г/т золота, хвосты перечистки - 1,04 г/т золота.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ломатова, А.И. Чикидов, А.М. Монастырев. и др. - БИ №9. - 2005. - (Ч.4). - С.949.

3. Матвеев А.И., Саломатоеа С.И. Флотация золота на поверхности вращающейся жидкости // Якутск. Изд-во ЯНЦ СО РАН. 2008. -141 с. ПТШ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------------------------------------

Матвеев Андрей Иннокентьевич - доктор технических наук, старший научный сотрудник, Саломатова Светлана Ивановна - кандидат технических наук, e-mail: ssalomatova@mail.ru

Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Севера им. Н.В.Черского Сибирского отделения РАН (ИГДС СО РАН), г. Якутск,