CC BY
19
УДК 622.7
DOI: 10.21209/2227-9245-2017-23-8-41-53
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ОБОСНОВАНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО СОБИРАТЕЛЯ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ
ОКИСЛЕННОГО МОЛИБДЕНА
MATHEMATICAL MODELING AS A METHOD OF JUSTIFYING THE USE OF MODIFIED COLLECTOR FOR OXYGENATED MOLYBDENUM FLOTATION
И. В. Костромина,
Забайкальский государственный университет, г. Чита [email protected]
I. Kostromina,
Transbaikal State University, Chita
Проведены экспериментальные исследования по флотации окисленных минералов молибдена (ферримо-либдита, повелита) с использованием различных жирнокислотных собирателей. Выявлена эффективность применения реагента-собирателя ОПСК (отходы производства себациновой кислоты) для флотации окисленного молибдена и установлен его оптимальный расход.
Показан механизм повышения собирательной способности реагента ОПСК, основанный на добавлении в эмульсию микродобавки оксида амфотерного металла.
Установлен оптимальный режим модифицирования реагента-собирателя с применением методики рационального планирования многофакторного эксперимента на основании разработанной математической модели приготовления реагента.
На примере флотации окисленных молибденовых руд Жирекенского и Бугдаинского месторождений доказано, что применение модифицированного реагента-собирателя способствует повышению технологических показателей флотации окисленных руд
Ключевые слова: окисленные руды; флотация; жирнокислотный собиратель; математическая модель; экспериментальные исследования; приготовление реагента; технологические методы; реагенты-собиратели; окисленный молибден; флотационное обогащение
А. Н. Храмов,
Забайкальский государственный университет, г. Чита [email protected]
A. Khramov,
Transbaikal State University, Chita
Experimental flotation of oxygenated molybdenum minerals (ferromolybdenum and powellite) with the application of different fatty-acid collectors was carried out. Efficiency of reagent-collector of sebacic acid production wastes (SAPW) for oxygenated molybdenum was revealed and its optimal consumption was estimated.
The mechanism of the collecting ability of the SAPW reagent based on micro add-on of the oxygenated amphoteric metal addition into the emulsion was described.
The optimal regime of reagent-collector modification with the application of rational planning for multi factor experiment methodology on the basis of the mathematical model of reagent preparation was determined.
The examples of flotation of oxygenated molybdenum ores of Zhiriken and Bugdainian deposits proved that the application of a modified reagent-collector contributes to increase of technological data of oxygenated ores flotation
Key words: oxygenated ores; flotation; fatty-acid collector; mathematical model; experimental investigations; reagent preparation; technological methods; reagents-collectors; oxidized molybdenum; flotation enrichment
41
© И. В. Костромина, А. Н. Храмов, 2017
Необходимость разработки рациональных технологий обогащения трудно-обогатимыгх руд связана, прежде всего, с сокращением минерально-сырьевой базы, в то время как на российском рынке наблюдается дефицит минерального сырья, в том числе основного стратегического сырья — молибдена, являющегося легирующей добавкой к высокосортным сталям.
Вместе с тем, в отвалах предприятий молибденовой промышленности накоплены большие объемы окисленных, смешанных, некондиционные руд, содержащих тысячи тонн молибдена и других ценных компонентов. Вовлечение в переработку данного вида минерального сырья будет способствовать не только рациональному использованию минеральных ресурсов и увеличению выпуска необходимых стране металлов, но и улучшению экологической обстановки. Однако эти руды, как правило, являются труднообогатимыми, поскольку традиционные технологические схемы не могут обеспечить их эффективную переработку. Изыскание новых технологических методов и схем обогащения труднообога-тимых молибденовых руд является весьма актуальной задачей.
Одной из разновидностей труднообо-гатимых руд молибденовых месторождений являются смешанные и окисленные руды, которые относятся к забалансовым [3; 7; 9]. Основные окисленные минералы молибдена — повелит и ферримолибдит — практически не извлекаются флотацией с применением традиционных реагентов, поэтому целью исследований является изыскание наиболее эффективных флотационных реагентов, применение которых позволило бы максимально извлечь окисленные минералы молибдена.
Определение эффективности флотации окисленного молибдена с использованием различных реагентов-собирателей. В качестве объекта исследования использованы смешанные руды Жирекен-ского месторождения. Как показали результаты изучения их вещественного состава (табл. 1), носителями окисленного молибдена в них является, в основном, ферри-молибдит. Тесная связь ферримолибдита с железными охрами, низкое содержание, хрупкость минерала являются причиной получения низких показателей при флотационном обогащении ферримолибдитовых
руд [4].
Таблица 1 /Table 1
Результаты минералогического анализа исследуемых молибденовых руд/ The results of mineralogical analysis of molybdenum ores
Минералы/ Minerals Содержание/Content, %
Проба № 1 (руда участка карьера № 2, горизонт 935 м)/ Sample No. 1 (ore section of pit No. 2, horizon 935 m) Проба № 2 (руда северовосточного участка, горизонт 935)/ Sample No. 2 (ore from the northeastern section, horizon 935) Проба № 3 (молибден-аргиллизитовая руда) / Sample No. 3 (molybdenum-argillicite ore)
Рудные:/ Ore
Молибденит/ Molybdenite 0,02 0,07 0,17
Пирит/ Pyrite 0,16 0,04 0,28
Халькопирит/ Chalcopyrite 0,09 0,20 0,30
Ковелин, борнит/ Covelin, bornit 0,02 0,005 -
Сфалерит/ Sphalerite 0,06 0,02 -
Галенит/ Galena 0,02 0,04 0,01
Магнетит/ Magnetite 0,09 0,02 0,05
Установлено, что при переработке сме- нал масса окисленного молибдена (92 %) шанных забалансовых руд по технологии теряется с отвальными хвостами (табл. 2). извлечения сульфидного молибдена основ-
Таблица 2/Table 2
Результаты контрольного опыта по конечным продуктам (проба 1), %/ Results of control experiment on final products (sample 1), %
Окончание табл.1
Гематит/ Hematite 0,01 - -
Гидроокислы железа/ Iron hydroxides 0,30 - 0,08
Малахит, азурит/ Malachite, azurite 0,04 0,15 0,01
Ярозит/ Yarosite 0,01 0,01 -
Сфен, лейкоксен/ Sfen, Lei-Koksen 0,03 зн. -
Ферримолибдит/ Ferrimotibdite 0,12 зн. 0,01
Шеелит/ Scheelite - - 0,01
Церрусит/ Cerresit - - 0,01
Породообразующие:/ Rock-forming - -
Полевой шпат и каолинит/ Field spar and kaolinite 75,08 52,78 86,4
Квари/ Quartz 23,03 45,70 12,3
Кальцит/ Calcite 0,30 0,31 0,15
Биотит/ Biotite 0,60 0,49 0,30
Амфибол/ Amphibole зн. - зн.
Апатит/ Apatite - 0,11 -
Циркон/ Zircon 0,01 зн. 0,01
Эпидот/ Epidote зн. зн. ед.зн.
Мусковит, хлорит/ Muscovite, chlorite - - -
Флюорит/ Fluorite - - -
Рутил/ Rutile - - -
Наименование продуктов обогащения/ Name of enrichment products Выход/ Exit Содержание/ Content Извлечение/ Extraction
Mo общ Mo ок Mo общ Mo ок
Концентрат Мо/ Mo Concentrate 0,022 45,9 0,080 35,5 0,12
Промпродукт/ Promproduct 0,025 0,078 0,015 0,07 0,03
Хвосты доводки/ Tails of development 1,43 0,22 0,092 11,1 8,8
Хвосты отвальные/ Tail dumps 98,523 0,015 0,014 53,33 91,95
Исходная руда/ Basic ore 100 0,028 0,015 100 100
Флотация окисленных минералов чаще всего осуществляется с использованием ок-сигидрильных собирателей. Применение собирателей основано на способности их
анионов образовывать устойчивые, весьма труднорастворимые соединения с катионами металлов [1; 2; 8]. По составу солидо-фильных групп оксигидрильные собирате-
ли делятся на две группы: карбоксильные и сульфоксильные. Карбоксильные собиратели, являющиеся наиболее эффективными и широкоприменяемыми, имеют в качестве солидофильной группы карбоксильную группу — СОО — основу органических кислот (общая формула RCOOH) и мыл (RCOOMe). В эксперименте по доизвле-чению окисленного молибдена в качестве оксигидрильных собирателей испытаны реагенты:
— олеиновая кислота, получающаяся в процессе омыления жиров;
— талловое масло — побочный продукт при производстве целлюлозы, состоящий из высших жирных и канифольных кислот;
— ИМ-50 — алкилгидрокамовые кислоты и их соли;
— ОПСК — отходы производства себа-циновой кислоты, состоящие из смеси высших жирных кислот (олеиновой, стеариновой и др.).
Органические кислоты и, особенно, растворимые в воде мыла обладают сильными пенообразующими свойствами, поэтому флотация хвостов сульфидной флотации осуществлялась без использования пенообразователей. Технологическая схема
эксперимента приведена на рис. 1, а его результаты представлены в табл. 3.
РУДа
I
измельчение - 62 % -0,071 мм
кс.бут.+кер.
основная флотация_
| сосн.м.-20г/т
к-т Мо черн контрольная флотация
,, ж/к собир.-100 г/т |
флотация окисл. Мо Пр Пр
(-1 ' '
к-т Мо (ок) хвосты
Рис. 1. Схема проведения опытов по доизвлечению окисленного молибдена
Fig. 1. Scheme of experiments on pre-extraction of oxidized molybdenum
Доизвлечение окисленного молибдена из хвостов контрольной флотации сульфидов производилось флотационным методом с применением лабораторной флотомаши-ны механического типа марки ФМ-1М в камере объемом 3 л.
Таблица 3/Table 3
Результаты опытов по флотации окисленного молибдена с применением различных собирателей, % / The results of experiments on the flotation of oxygenated molybdenum,
using various collectors, %
Наименование продуктов/ Products Выход/ Exit Содержание/Content Извлечение/Extraction
Мо общ/ Mo gen Мо ок/ Mo ox Cu Мо общ/ Mo gen Мо ок/ Mo ox Cu
Талловое масло / Tall oil
к-т Мо черн / c-tion Mo draft к-т Мо ок / c-tion Mo ox пр.пр. контр. /ind.pr.cont хвосты / tails исходная / source 2,06 29,77 1,02 67,15 100 0,60 0,027 0,064 0,0115 0,029 0,064 0,0305 0,056 0,0075 0,016 0,54 0,13 0,14 0,031 0,055 41,83 31,81 2,20 24,16 100 8,21 56,74 3,55 31,5 100 19,9 42,55 2,55 35,0 100
Олеиновая кислота /Oleic oil
к-т Мо черн / c-tion Mo draft к-т Мо ок / c-tion Mo ox пр.пр. контр. /ind.pr.cont хвосты / tails исходная / source 2,03 33,87 1,01 63,098 100 0,607 0,0259 0,063 0,011 0,029 0,062 0,0294 0,050 0,0060 0,0155 0,55 0,075 0,14 0,023 0,0552 42,02 34,4 2,05 21,82 100 8,11 64,24 3,25 24,4 100 20,3 55,74 2,60 24,36 100
Окончание табл. 3
MM-50/IM-50
k-t Mo черн / c-tion Mo draft 2,06 0,60 0,065 0,56 44,85 8,38 20,16
k-t Mo ok / c-tion Mo ox 32,31 0,023 0,0292 0,084 38,10 70,23 66,46
пр.пр. контр. /ind.pr.cont 1,03 0,062 0,054 0,13 2,32 3,45 2,39
хвосты / tails 64,6 0,010 0,006 0,012 14,73 17,94 10,99
исходная / source 100 0,0276 0,0142 100 100 100 100
OnCK/OPSC
к-т Mo черн / c-tion Mo draft 2,05 0,596 0,056 0,55 43,62 8,23 20,21
k-t Mo ок / c-tion Mo ox 37,33 0,041 0,0283 0,16 35,15 72,36 65,45
пр.пр. контр. /ind.pr.cont 1,05 0,060 0,046 0,13 2,26 3,42 2,48
хвосты / tails 60,57 0,008 0,0038 0,009 18,97 15,99 11,86
исходная / source 100 0,028 0,0146 0,056 100 100 100
Полученные экспериментальные данные (табл. 3) показывают, что наиболее эффективным из испытанных реагентов-собирателей для флотации окисленного молибдена является жирнокислотный собиратель ОПСК, при использовании которого (с расходом 100 г/т) извлечение окис-
78 ^ 76
О)
73
70
Анализируя результаты опыта, приходим к выводу, что повышение расхода ОПСК с 50 до 200 г/т способствует положительной динамике процесса извлечения окисленного молибдена — повышается как извлечение, так и содержание ценного компонента. Увеличение же расхода собирателя до 300 г/т снижает содержание окисленного молибдена в концентрат жирнокислотной флотации (рис. 2). Таким образом, за оптимальный расход ОПСК принимаем 200 г/т, при котором извлечение окисленного молибдена в концентрат жирнокислотной флотации со-
ленного молибдена в концентрат составило 72,36 % с одновременным повышением качества концентрата в два раза. Для установления оптимального расхода собирателя проведен эксперимент с различным его расходом (50 ... 300 г/т), его основные результаты представлены графиком на рис. 2.
т
г/г
ставляет 77,23 %, а степень обогащения повышается более чем в два раза.
Рабочая гипотеза механизма повышения собирательной способности реагента ОПСК. При подготовке жирно-кислотного собирателя ОПСК к флотации жирную кислоту добавляют в водный раствор щелочи. При этом происходит образование солей жирных кислот по схеме
0 о
К —С +МаОН^ |*_с +н20 (а) ОН ежа
извлечение окисленного молоибдена во флотационный концентрат, % содержание окисленного молоибдена в концентрате, %
Расход опск OPSC consump
Рис. 2. Влияние расхода собирателя ОПСК на технологические показатели флотации окисленного молибдена/ Fig. 2. The influence of the OPSC collector on the technical indicators of oxygenated
molybdenum flotation data
Образующиеся соли, в основном, находятся в диссоциированном состоянии:
п О
R — С
\
R —С
ONa
\
+ Na+
(б)
О"
Приготовленный таким образом реагент подается в виде 10 %-ной эмульсии в пульпу. Образовавшийся анион RCOO- ги-дрофобизирует поверхность минерала, закрепляясь на ней полярной группой СООН. Углеводородный радикал R, являясь апо-лярной группой, ориентируется в водную фазу, обеспечивая гидрофобность поверхности. Анион жирной кислоты может химически взаимодействовать с катионом минерала, образуя на его поверхности соответствующее труднорастворимое мыло.
Кроме того, благодаря дифильности, соли высших жирных кислот могут образовывать пену, к пленке которой прилипают гидрофобные частички ферримолибдита, за счет чего обеспечивается флотация.
При проведении экспериментальных исследований приготовление эмульсии ОПСК производилось как в стеклянной, так и в оцинкованной посуде, причем в связи с этим выявлена одна особенность: содержание молибдена, окисленного в концентрате жирнокислотной флотации, значительно повышалось при использовании эмульсии, приготовленной в оцинкованной посуде. Поэтому для проверки гипотезы о влиянии цинка на технологические показатели флотации ферримолибдита испытано использование микродобавки окиси цинка в процессе приготовления собирателя ОПСК.
Таблица 4/ТаЬ1е 4
Результаты эксперимента с использованием ОПСК, %/ The Results of the Experiment
with the OPSC use, %
Наименование продуктов/Product
Выход / Extraction
Содержание Моок,/ Content Mo ox
Извлечение Моок /Extraction, Mo ox
С использованием ОПСК, приготовленного традиционным способом/ Use of OPSC produced in traditional technique
Концентрат/ Concentration Хвосты/ Tails
Исходная/source_
15,90 84,10 100
0,067 0,0037 0,0139
76,12 23,88 100
С использованием ОПСК, приготовленного с добавкой окиси цинка/ Use of OPSC produced with the addition of Zn oxidized
Концентрат/ Concentration Хвосты/ Tails
Исходная/source_
14,56 85,44 100
0,0799 0,0029 0,0141
82,52 17,48 100
Как показывают результаты (табл. 4), введение окиси цинка способствует значительному повышению извлечения окисленного молибдена (с 76,12 до 87,23 %) с одновременным повышением качества концентрата. На наш взгляд, это может быть результатом следующего взаимодействия:
Оксид цинка в щелочной среде образует тетрагидроксоцинкаты [1; 6]:
2NaOH+H2O ^ Na2[Zn(OH)4].
(в)
В присутствии солей карбоновых кислот возможно взаимодействие тетрагидрок-социнкат-анионов с анионами карбоновых кислот по механизму обмена лигандов [5]:
^п(ОН).]2- +R-COO- ^
[Zn(OH)3RCOO]2- + ОН-.
(г)
У таких частиц сродство к ионам металлов выше, чем у анионов карбоновых кислот, поэтому усиливается взаимодействие солей жирных кислот с поверхностью ферримолиб-дита за счет взаимодействия по механизму:
—>
он он
^1е+ + Н0—гп — ООС1* ^еОН® +51п — ООО*.
ОН ОН
Таким образом, обеспечивается повышение степени обогащения при флотации ферримолибдита, о чем свидетельствуют результаты эксперимента.
Установление оптимального режима модифицирования собирателя ОПСК с построением математической модели. При исследовании факторов, влияющих на технологические показатели флотации окисленного молибдена с использованием модифицированного собирателя, использована методика рационального планирования многофакторного эксперимен-
та, в основу которой положена нелинейная множественная корреляция, а также известная формула М. М. Протодьяконова, предложенная им для обработки статистических данных [6].
Применяя вероятностно-детерминированный метод планирования эксперимента, определяли технологические показатели флотации, такие как содержание и извлечение окисленного молибдена в концентрат, которые могут зависеть от ряда факторов, определяющих условия приготовления модифицированного собирателя. Такими факторами являются: количество добавляемой окиси цинка, количество едкого натрия, продолжительность перемешивания окиси цинка с едким натрием, продолжительность и температура омыления жирно-кислотного собирателя (табл. 5).
Таблица 5 /Table 5 Уровни изучаемых факторов/ Levels of investigated factors
Фактор /Factor 1 2 3 4 5
X1, кол-во добавки, мас. % от кол-ва ж.к. / X1, add quantity, mass % from liquid quantity 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
X, - количество едкого натрия (масс. % ж.к.) /X, - Na caustic quantity 10 15 20 25 30
X, - продолжительность перемешивания, мин / X, - mixing time, min. 5 10 15 20 25
X4, время омыления, мин /X4 saponification time, min 15 20 25 30 35
X5, температура омыления / X5, saponification time, °C 30 40 50 60 70
Значения факторов Х1, Х2, Х3, Х4, Х5 задавались по матрице пятифакторного эксперимента на пяти уровнях. Согласно матрице, проведено 25 опытов. По результатам опытных данных сделана выборка
на уровни значений частных функций Y1, Y2,Y3,Y4,Y5 соответственно от факторов Х1, Х2, Х3, Х4, Х5, определены средние значения функций (табл. 6).
Таблица 6/Table 6
Экспериментальные значения извлечения окисленного молибдена в концентрат/ The experimental values of extraction of oxygenated molybdenum into concentrate
Функция/ Function 1 2 3 4 5 Среднее значение/ average value
w 77,35 79,41 83,51 82,84 83,26 81,26
ад 78,92 78,86 83,71 82,13 82,71 81,26
YaW 79,47 78,58 82,36 82,69 83,25 81,26
YA) 81,67 79,79 80,56 82,46 81,88 81,26
ад 82,27 81,35 84,19 80,20 78,34 81,26
По экспериментальным данным по- симации; для каждой частной зависимости
строены точечные графики частных функ- определены уравнения, описывающие за-
ций извлечения окисленного молибдена в висимости с высоким коэффициентом кор-
концентрат флотации и кривые их аппрок- реляции (рис. 3).
Ун = 0,51/Xj + 86,73 - S,63x1
у2 = х2 / (О ДО + 0,012х,)
Рис. 3. Точечные графики частных функций
извлечения окисленного молибдена в концентрат и кривые их аппроксимации
Fig. 3. Point diagrams of particular functions of extraction of oxidized molybdenum in a concentrate and curves of their approximations
Используя формулу М. М. Протодья-конова [6], получаем уравнение, связывающее изменение извлечения молибдена в концентрат жирнокислотной флотации с изучаемыми факторами, изменяющимися в процессе приготовления собирателя:
Yn=
y1y2y3y4y5
CP
Yn =
(-0,51 / Xt + 86,73 - 5,63Х, )(Х2 /(0,101 +
(83,48 • е
-0,297/Х-*
)_1 (-0,00708X5 +
+ 0,01172X2))(2,2664LnX4 +73,969) + 0,62976Х5 + 68,77)"1 • 81,264
Ошибка уравнения вычислена по фор-
муле
Z(Y3
i=l
YT У
N-0.-1
и составила 5,77 %, что свидетельствует о том, что экспериментальные данные не содержат грубых результатов, искажающих полученные зависимости.
Исходя из реальных условий процесса и на основании анализа частных функций,
выбран оптимальный режим приготовления собирателя для флотации окисленного молибдена:
— количество добавки окиси цинка — 0,15 мас. % от количества жирных кислот;
— количество едкого натрия — 20 мас. % от количества жирных кислот;
— время перемешивания едкого натрия с окисью цинка —20 мин;
— время омыления жирной кислоты — 30 мин;
— температура омыления реагента — 50 °С.
Прогнозируемое извлечение окисленного молибдена в концентрат при использовании собирателя, приготовленного в оптимальных условиях, составило
82,48-81,8-81,84-81,68-82,56 .п/
е= —-----——---— = 85,4 %.
81,26
Контрольные опыты проведены по схеме, изображенной на рис. 4. Результаты эксперимента с использованием модифицированного собирателя, приготовленного в оптимальных условиях, подтвердили прогнозируемое извлечение (табл. 7).
хвосты сульфидного цикла
ОПСКыод-200г/т
жирнокислотная флотация
контрольная флотация
концентрат
отв. хвосты
Рис. 4. Технологическая схема проведения контрольного опыта/ Fig. 4. Technological scheme of the test experiment
Как видно из табл. 7, в результате флотации окисленного молибдена с применением модифицированного собирателя ОПСК получен продукт с содержанием окисленного молибдена 0,0825...0,0837 %,
т.е. степень обогащения повысилась до 5,5. Извлечение окисленного молибдена в концентрат жирнокислотной флотации близко к прогнозируемому — 84,26 % (среднее значение) .
Таблица 7/Table 7 Результаты контрольных опытов, % / The results of test experiments, %
Наименование продукта/ Product Выход/ Output Содержание/ Content Извлечение/ Extraction
Концентрат флотации/ Flotation Concentrate 15,09 0,0837 84,21
Хвосты отвальные/Tailings dumping 84,91 0,00279 15,79
Исходная руда/Original ore 100,00 0,0151 100,00
Концентрат флотации/Flotation Concentrate 15,16 0,0825 83,93
Хвосты отвальные/ Tailings dumping 84,84 0,00282 16,07
Исходная руда/ Original ore 100,00 0,0149 100,00
Концентрат флотации/ Flotation Concentrate 15,22 0,0834 84,65
Хвосты отвальные/Tailings dumping 84,78 0,0027 15,35
Исходная руда/Original ore 100,00 0,0149 100,00
Таким образом, установлено, что использование модифицированного жир-нокислотного собирателя ОПСК, приготовленного по разработанному способу с использованием микродобавки оксида ам-фотерного металла, позволяет извлекать ферримолибдит флотационным способом с получением достаточно высоких технологических показателей. На данный способ приготовления собирателя получен патент на изобретение.
Основные результаты использования модифицированного собирателя
при флотации смешанных руд Бугдаин-ского месторождения. Для подтверждения результата действия жирнокислотно-го собирателя ОПСК, приготовленного с использованием математической модели, проведены его испытания при переработке руды верхних горизонтов опытного карьера Бугдаинского месторождения. При изучении вещественного состава руды (табл. 8, 9) установлено, что руда является смешанной, на 60 % представлена окисленными минералами — повеллитом и ферримолиб-дитом.
Таблица 8/ТаЬ1е 8
Результаты количественного анализа руды верхних горизонтов опытного карьера Бугдаинского месторождения, %/ The results of the quantitative analysis of ore from the upper horizons of an experimental quarry Bugdainsky deposit, %
Рудные минералы/Оге minerals Содержание/ Contents Породообразующие минералы/ Rock-forming minerals Содержание/ Content
Молибденит / Molybdenyte 0,10 Кварц/Quartz 28,52
Повеллит и ферримолибдит / Powellite and ferromolibden 0,11 Полевые шпаты/Feldspar 46,10
Шеелит/ Scheelite 0,01 Каолинит/ Kaolinite 22,2
Пирит/ Pyrite 0,10 Биотит/ Biotite 2,12
Халькопирит / Chalcopyrite зн. Кальцит / Calcite 0,03
Галенит/Galena зн. Флюорит/Fluorite зн.
Церрусит/ Terrosit зн. Апатит/Apatite 0,01
Сфалерит/ Sphalerite зн. Рутил/ Rutile ед. зн.
Арсенопирит /Arsenopyrite ед. зн. Гранат / Garnet ед. зн.
Висмутин / Bismuthine ед. зн. Сфен/ Sphene ед. зн.
Магнетит/ Magnetite 0,11 Циркон/ Zircon 0,01
Ильменит / Ilmenite 0,05 Амфибол/Amphibole зн.
Гидроокислы железа и марганца / Hydrocycle iron and manganese 0,35 Турмалин/ Tourmaline ед. зн.
Мусковит, хлорит / Muscovite, chlorite 0,15
Итого рудные / Total ore 0,85 Итого породообразующие / Total ore-forming 99,14
Таблица 9/Table 9
Результаты фазового анализа руды Бугдаинского месторождения/ The results of the ore phase analysis of Bugdainsky deposit
Мо сульф. / Mo sulf. Мо окисл./Мо ox. Мо общ./ Mo total
0,11 0,17 0,28
При разработке технологии обогаще- личных жирнокислотных собирателей: оле-
ния смешанной руды Бугдаинского место- иновой кислоты, ОПСК и модифицирован-
рождения для доизвлечения окисленного ного собирателя. Результаты эксперимента
молибдена из хвостов сульфидного цикла представлены диаграммой на рис. 5. проведена флотация с использованием раз-
□ - извлечение окисленного молоибдена в концентрат флотации, %
□ - содержание окисленного молоибдена в концентрате, %
Рис. 5. Уровень изменения технологических показателей флотации окисленного молибдена при использовании различных собирателей Fig.5. The rate of change of oxygenated molybdenum flotation technological values with different collectors use
Как видно из диаграммы (рис. 5), применение в качестве собирателя модифицированного ОПСК позволяет повысить извлечение окисленного молибдена с одновременным повышением качества концентрата жирнокислотной флотации в 4,2 раза.
Таким образом, установлена эффективность применения модифицированного собирателя ОПСК, собирательная способность которого повышена за счет дополнительного введения в жирную кислоту окиси амфотерного металла.
Выводы. 1. Флотационное обогащение хвостов сульфидной флотации при переработке смешанной молибденовой руды
Жирекенского месторождения с использованием различных жирнокислотных собирателей — таллового масла, олеиновой кислоты, ОПСК, ИМ-50 обеспечивает довольно высокое извлечение окисленного молибдена (ферримолибдита) (до 72,36 %). Однако степень обогащения при этом остается крайне низкой (2,1...2,5); причем при повышении качества концентрата флотации снижается извлечение окисленного молибдена.
2. Применение жирнокислотного собирателя ОПСК, как установлено на основе сравнительного анализа, весьма эффективно при оптимальном его расходе — 200 г/т, при котором извлечение окисленного мо-
либдена в концентрат достигает максимального значения и составляет порядка 77 % , а степень обогащения повышается в 2 раза.
3. Значительное повышение технологических показателей флотации ферримо-либдита обеспечивается дополнительным введением окиси амфотерного металла в жирную кислоту, при этом степень извлечения окисленного молибдена повышается с 77,35 до 83,51 % с одновременным увеличением степени обогащения в 5...6 раз.
4. Методом рационального планирования эксперимента оптимизирован режим приготовления модифицированного собирателя. Установлены зависимости извлечения окисленного молибдена в концентрат флотации от переменных факторов, изменяющихся в процессе приготовления реагента: количества окиси цинка и едкого натрия, продолжительности их перемеши-
Список литературы_
вания, продолжительность и температура омыления жирнокислотного собирателя. Эффективное управление технологическими показателями флотации окисленного молибдена может быть обеспечено на основе разработанной математической модели режима приготовления модифицированного собирателя ОПСК. Относительно высокое извлечение окисленного молибдена в концентрат флотации — до 85 % достигается при использовании собирателя, приготовленного в оптимальном режиме как при флотации ферримолибдита Жирекенских руд, так и повеллита, присутствующего в рудах Бугдаинского месторождения.
5. Использование указанного флотационного реагента можно рекомендовать при переработке окисленных и смешанных руд как молибденовых, так и других месторождений.
1. Белаш Ф. И. Флотация окисленных молибденсодержащих минералов и руд. // Тр. Гиредмет. 1996. Вып. 2.
2. Блументаль Г., Энгельс 3. Анорганикум:. М.: Мир, 1984. 668 с.
3. Гурьянова Л. Н., Долганова Т. И., Тишко Н. В. [и др.]. Изучение вещественного состава и обогати-мости малообъемных технологических проб Жирекенского месторождения: отчет ОМЭ «Севзапгеология». Л., 1990. 177 с.
4. Добромыслов Ю. П., Костромина И. В., Добромыслова Л. Э. Разработать технологию переработки забалансовых руд Жирекенского месторождения с выдачей технологического регламента: отчет Гипроцвет-мет (Читинский филиал). Чита, 1989. 148 с.
5. Лэнгфорд К., Грей Г. Процессы замещения лигандов. М. : Мир, 1969. 257 с.
6. Малышев В. П. Математическое планирование металлургического и химического эксперимента. Алма-Ата: Наука КазССР, 1977. 34 с.
7. Маслобоева Л. В., Пикулова И. А., Гурьянова Л. А. [и др.]. Оценка обогатимости медно-молибде-новых руд Жирекенского месторождения на материале минерало-технологических проб: отчет ПГО «Севзапгеология», ОМЭ, Л., 1986. 39 с.
8. Сергеева Г .С. Органическая химия и флотореагенты. Чита: ЧитГТУ, 1999. 136 с.
9. Тутов А. И. Информационный отчет по доразведке Жирекенского молибденового месторождения за 1981-1983 гг. и за 1988-1999 гг. Чита, 2000. 113 с.
References_
1. Belash F. I. Tr. Giredmet. (Collected articles of Giredmet.), 1996, issue 2.
2. Blumenthal G., Engels Z. Anorganikum [Anorganicum]. Moscow: Mir, 1984. 668 p.
3. Guryanova L. N, Dolganova T. I., Tishko N. V. [and others]. Izuchenie veshhestvennogo sostava i obogatimosti maloobemnyh tehnologicheskih prob Zhirekenskogo mestorozhdeniya: otchet OME «Sevzapgeologiya» [Study of the material composition and enrichment of low-volume technological samples of the Zhireken deposit: report of the OME Sevzapgeologiya]. Leningrad, 1990. 177 p.
4. Dobromyslov Yu. P., Kostromina I. V., Dobromyslova L. E. Razrabotat tehnologiyu pererabotki zabalansovyh rud Zhirekenskogo mestorozhdeniya s vydachey tehnologicheskogo reglamenta [Develop a technology for processing off-balance ores of the Zhireken deposit with the issuance of technological regulations]: Giprotsvetmet report (Chita branch). Chita, 1989. 148 p.
5. Langford K., Gray G. Protsessy zameshheniya ligandov [Ligand Substitution Processes]. Moscow: Mir, 1969.257 p.
6. Malyshev V. P. Matematicheskoe planirovanie metallurgicheskogo i himicheskogo eksperimenta [Mathematical Planning of Metallurgical and Chemical Experiments]. Alma-Ata: Science of KazSSR, 1977. 34 p.
7. Masloboeva L. V., Pikulova I. A., Guryanova L. A. [and others]. Otsenka obogatimosti medno-molibdenovyh rud Zhirekenskogo mestorozhdeniya na materiale mineralo-tehnologicheskih prob [Evaluation of the enrichment of copper-molybdenum ores of the Zhireken deposit on the material of mineral-technological samples]: report of the PGO «Sevzapgeologiya», OME, Leningrad, 1986. 39 p.
8. Sergeeva G. S. Organicheskaya himiya iflotoreagenty [Organic chemistry and flotation agents]. Chita State Technical University, 1999. 136 p.
9. Tutov A. I. Informatsionny otchet po dorazvedke Zhirekenskogo molibdenovogo mestorozhdeniya za 1981—1983gg. i za 1988—1999 gg. [Information report on additional exploration of the Zhireken molybdenum deposit for 1981-1983 and for the years 1988-1999]. Chita, 2000. 113 p.
Коротко об авторах_
Костромина Ирина Владимировна, канд. техн. наук, доцент кафедры «Обогащение полезных ископаемых и вторичного сырья», Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия. Область научных интересов: переработка труднообогатимых молибденовых руд; изыскание новых флотационных реагентов для сульфидных и окисленных минералов
Храмов Анатолий Николаевич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Обогащение полезных ископаемых и вторичного сырья», Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия. Область научных интересов: инновационные процессы рудоподготовки и сушки концентратов при переработке минерального сырья
Briefly about the authors_
Irina Kostromina, candidate of technical sciences, associate professor, Processing Minerals and Secondary Raw Materials department, Transbaikal State University, Chita, Russia. Scientific interests:processing of refracory molybdenum ores; study of new floatation agents for sulphide and acidified minerals
Anatoly Khramov, candidate of technical sciences, associate professor, Processing Minerals and Secondary Raw Materials department, Transbaikal State University, Chita, Russia.Scientific interests: innovative processes of ore preparation and drying of concentrates while processing of mineral raw materials
Образец цитирования _
Костромина И. В., Храмов А. Н. Математическое моделирование как метод обоснования применения модифицированного собирателя для флотации окисленного молибдена // Вестн. Забайкал. гос. ун-та. 2017. Т. 23. № 8. С. 41-53. DOI: 10.21209/2227-9245-2017-23-8-41-53.
Kostromina I., Hramov A. Mathematical modeling as a method of justifying the use of a modified collector for oxygenated molybdenumfloatation // Transbaikal State University Journal, 2017, vol. 23, no. 8, pp. 41-53. DOI: 10.21209/2227-9245-2017-23-8-41-53.
Дата поступления статьи:16.05.2017 г. Дата опубликования статьи: 31.08.2017 г.
