CC BY
53
-------------------------- © И.В. Костромина, Ю.П. Добромыслов,
2009
И.В. Костромина, Ю.П. Добромыслов
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕАГЕНТНОГО РЕЖИМА ОСНОВНОЙ ФЛОТАЦИИ МОЛИБДЕНА ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ РУДЫ БУГДАИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Разработана технология комлексного извлечения ценных компонентов из руды с использованием отвальных хвостов позволяет сократить ущерб от нарушения и загрязнения земельных ресурсов.
Ключевые слова: вольфрамо-молибденовое месторождения, технология обогащения руд, реагентный режим основной флотации.
Яеобходимость создания рациональных технологий переработки молибденовых руд связана, прежде всего, с сокращением сырьевой базы молибденовой промышленности нашей страны. В России разведано более десяти месторождений с промышленными запасами молибдена и семь из них представлены к промышленному освоению, однако в настоящее время только три месторождения разрабатываются: Сорское и Жирекенское медномолибденовые и Тырныаузское вольфрамо-молибденовое месторождения.
Первые технологические исследования обогатимости руды Бу-гдаинского месторождения проводились в 50-60-х годах институтами Механобр, Иргиредмет, Гинцветмет [1]. Анализ результатов начальной стадии исследований по разработке технологии обогащения руд характеризует эти руды как сложный объект обогатительного передела. По минеральному составу исследованные пробы сульфидных руд аналогичны, практически во всех разновидностях руд отмечаются тонкие и тонкодисперсные формы выделения молибденита, отличия руд выражаются в количественных соотношениях прожилковой и вкрапленной форм выделения молибденита, содержаниях основного и попутных ценных компонентов. Достигнуты относительно низкие показатели обогащения: извлечение молибдена в кондиционные концентраты не превышает 48-49%. По мнению исследователей, сложность и неудовлетворительные показатели переработки руд определяются очень тесной и сложной ас-
социацией молибденита с кварцем, полидисперсным характером его выделения.
Дальнейшее развитие технология обогащения руд получила, в работах ЗабНИИ [2]. В результате технологических исследований различных проб руды Бугдаинского месторождения рекомендованы как флотационные, так и флотационно-гравитационные схемы обогащения с выделением молибдена и благородных металлов.
Целью исследований, проводимых на кафедре обогащения и вторичного сырья ЧитГУ являлось экспериментальное обоснование реагентного режима основной флотации и его оптимизация при разработке технологии комплексного извлечения ценных компонентов из руды Бугдаинского месторождения. Для решения поставленной задачи было проведено изучение вещественного состава отобранной пробы, в результате чего установлено, что содержание в руде основного ценного компонента - молибдена - 0,093 %, кроме этого проба содержит окись вольфрама (0,012 %), золото (0,2 г/т), серебро (2,6 г/т) и другие ценные компоненты. Для определения оптимального режима основного цикла флотации проведены экспериментальные исследования с использованием методики рационального планирования многофакторного эксперимента [3]. План эксперимента составлен по шести факторам на пяти уровнях. Исследования проведены в лабораторных условиях по технологической схеме, включающей только основную и контрольную флотации сульфидов (рис. 1).
В качестве реагентов применялись следующие вещества:
- кальцинированная сода - регулятор среды;
- керосин в сочетании с ксантогенатом - собиратели;
- сосновое масло - вспениватель;
- жидкое стекло - депрессор пустой породы.
За основные факторы, влияющие на показатели обогащения, приняты расход реагентов и тонина помола руды. Переменные факторы и уровни их изменений приведены в табл. 1, а условия и результаты экспериментов - в табл. 2.
В связи с тем, что основной целью коллективной флотации является максимальное извлечение сульфидов, функцией для ее зависимости от переменных факторов выбрано извлечение молибдена в черновой концентрат. При этом содержание молибдена в нем существенного влияния не оказывает.
Руда
^ 200
Измельчение
—I—
Основная коллективная флотация
Контрольная флотация
хвосты
По результатам опытных данных сделана выборка на уровни значений частных функций Yl, Y2,Y3,Y4,Y5, Y6 соответственно от факторов Х1, Х2, Х3, Х4, Х5, Х6, определены средние значения функций (табл. 3), а также построены точечные графики частных функций и кривые их аппроксимации.
Пользуясь формулой М.М.Протодьяконова [3] для описания многофакторных зависимостей
П
ГО
YП = (1)
1 ср
п
где Yп - обобщенная функция, ^ - частная функция, ^ - про-
1=1
изведение всех частных функций, Yср - общее среднее всех учитываемых значений обобщенной функции в степени, на единицу меньшей числа частных функций.
Таблица 1
Уровни изучаемых факторов
Фактор Уровни
1 2 3 4 5
Х1 - тонина помола, % 40 50 60 70 80
Х2 - расход кальц. соды, г/т 0 250 500 750 1000
Х3 - расход керосина, г/т 10 20 30 40 50
Х4 - расход ксантогената, г/т 0 5 10 15 20
Х5 - расход вспенивателя, г/т 10 25 40 55 70
Х6 - расход жидкого стекла, г/т 0 10 20 30 40
Таблица 2
Матрица и результаты шестифакторного эксперимента на пяти уровнях
№ Факторы Извлечение
оп. Хі Х2 Хз Х4 Х5 Хб Мо, %
1 2 3 4 5 6 7 8
1 40 0 10 0 10 0 71,5
2 40 500 30 10 40 20 80,9
3 40 250 20 5 25 10 90,2
4 40 1000 50 20 70 40 92,8
5 40 750 40 15 55 30 88,6
6 60 0 30 5 70 30 95,0
7 60 500 20 20 55 0 94,9
8 60 250 50 15 10 20 89,8
9 60 1000 40 0 40 10 87,4
10 60 750 10 10 25 40 80,0
11 50 0 20 15 40 40 87,6
12 50 500 50 0 25 30 63,5
13 50 250 40 10 70 0 92,4
14 50 1000 10 5 55 20 84,7
15 50 750 30 20 10 10 77,5
16 80 0 50 10 55 10 96,7
17 80 500 40 5 10 40 84,2
18 80 250 10 20 40 30 95,7
19 80 1000 30 15 25 0 92,7
20 80 750 20 0 70 20 96,1
21 70 0 40 20 25 20 95,7
22 70 500 10 15 70 10 93,1
23 70 250 30 0 55 40 94
24 70 1000 20 10 10 30 86,7
25 70 750 50 5 40 0 95,0
Используя формулу (1), получили уравнение, связывающее изменение извлечения молибдена в концентрат флотации с изучаемыми факторами, изменяющимися в процессе эксперимента:
Таблица 3 Экспериментальные значения
Функция Уровень Среднее значение
1 2 3 4 5
У1 84,80 81,14 89,42 92,9б 93,08 88,28
У2 89,30 92,48 83,32 87,44 88,8б 88,28
У3 85,00 91,10 88,08 89,бб 87,5б 88,28
У4 82,5б 89,82 87,34 90,3б 91,32 88,28
У5 81,94 84,42 89,32 91,84 93,88 88,28
Уб 89,30 88,98 89,44 85,90 87,78 88,28
YYYYYY
Г2-*3^4-*5^б
У5
ср
(2)
У =-
(lб,lLn(x1) + 23,01)( -2Е-05х2 + 0,02х2 + 89,43)(-0,01x3 + 0,88х3 + 78,14)
8,285 (-0,02x2 + 0,77х4 + 83,б5)- (б,29Ln(x5) + бб,32)-1 (-0,004x6 + 0,19хб + 87,22)"
Используя значения частных функций, соответствующие условиям проведения каждого из 25 матричных экспериментов, сравнили полученные по нему вычисления с экспериментальными данными. Установлено, что при N=25 и К=5 коэффициент корреляции R равен 0,84, что указывает на адекватность обобщенного уравнения. Ошибка уравнения вычислена по формуле [3]:
X СУэ - Ух)2
i=1
(3)
N - К -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 основной флотации окисленного молибдена:
- тонина помола - 70 % кл. - 00,71 мм;
- расход кальцинированной соды - 500 г/т;
- расход керосина - 30 г/т;
- расход ксантогената - 15 г/т;
- расход вспенивателя - 70 г/т;
- расход жидкого стекла - 20 г/т.
Прогнозируемое извлечение молибдена в концентрат при оптимальных условиях, составило:
ст =
Таблица 4
Результаты контрольных опытов
Наименование продукта Выход, % Содержание, % Извлечение, %
Концентрат флотации 3,78 2,21 92,93
Хвосты отвальные 96,22 0,007 7,07
Исходная руда 100 0,09 100
Концентрат флотации 4,37 2,12 92,65
Хвосты отвальные 95,63 0,0076 7,35
Исходная руда 100 0,1 100
Концентрат флотации 3,31 2,49 92,60
Хвосты отвальные 96,29 0,008 7,40
Исходная руда 100 0,1 100
я= 91,22 • 92,43 • 91,89 • 90,59 • 93,03 • 89,14 = 92,7б %
91,15 ’
Результаты эксперимента, проведенного в оптимальных условиях, подтвердили прогнозируемое извлечение (табл. 4).
Как видно из табл. (4), извлечение молибдена в концентрат флотации близко к прогнозируемому - 92,7 % (среднее значение).
С целью доводки молибденового концентрата была разработана схема, включающая девять перечисток с доизмельчением после первой и четвертой перечисток. Получен кондиционный концентрат с содержанием молибдена 48,8 % и извлечением в него молибдена 8б,4 %, что на 2,4 % выше по сравнению с ранее разработанными технологиями.
Для исследования возможности извлечения пирита из хвостов молибденовой флотации были проведены опыты с применением ксанто-гената и соснового масла, в результате которых получен пиритный концентрат с содержанием серы 39,5 %, соответствующий марке КС-4.
С целью извлечения золота из хвостов пиритной флотации был испытан гравитационный способ с флотационной доводкой, включающий:
- обогащение хвостов на короткоконусном гидроциклоне с получением обогащенной песковой фракции;
- обогащение песковой фракции на концентрационном столе с получением сульфидной головки стола;
- перечистку сульфидной головки на концентрационном столе;
- флотацию сульфидов из головки стола с получением кондиционного золотосодержащего концентрата с содержанием золота 20,б % и извлечением 28,1 %.
Кроме того, исследованы отвальные хвосты обогащения на предмет использования их для изготовления стройматериалов, оказавшиеся пригодными для этих целей.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлен оптимальный режим основной молибденовой флотации руды Бугдаинского месторождения и получена математическая модель процесса, позволяющая прогнозировать основные технологические показатели обогащения. Разработанная технология ком-лексного извлечения ценных компонентов из руды с использованием отвальных хвостов позволяет сократить ущерб от нарушения и загрязнения земельных ресурсов и может быть экономически эффективной.
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ильин Ю.Д., Петров Р.Д., Чечеткин В.С. и др. О технологии обогатительного передела сульфидных руд Бугдаинского месторождения. / Материалы научно-практической конференции по геотехнологии молибденовых руд Бугдаинского месторождения. - Чита, 1993 - С. 12.
2. Дробышев В.Ф., Красников В.И., Красникова Т.И. и др. Проблемы переработки комплексных руд Бугдаинского месторождения / матер. Межрегиональной научно-технической конференции, посв. 40-летию ЗабНИИ «Новый век - новые открытия». - Чита, 2001. - С. 315
3. Малышев В.П. Математическое планирование металлургического и химического эксперимента - Алма-Ата: Наука КазССР, 1977 - 34 с. ЕШ
Kostromina I. V., Dobromyslov Y.P.
THE OPTIMIZATION OF CHEMICAL REGIMES OF ROUGHING FLOTATION OF MOLYBDENUM DURING DEVELOPING THE TECHNOLOGIES OF INTEGRATED EXTRACTION OF CONCENTRATES FROM ORES OF BUGDAIN-SKOE DEPOSIT
A technology of integrated extraction of concentrates from ores with use of waste tailings to reduce damage from disturbance and pollution of soils is developed.
Key words: tungsten-molybdenum deposits, technology of ore processing, chemical regime of roughing flotation.
— Коротко об авторах --------------------------------------------
Костромина И.В. - кандидат технических наук, доцент кафедры ОПИ и ВС ЧитГУ, E-mail: chagina@chitgu.ru Добромыслов Ю.П. - инспектор Госгортехнадзора.
