CC BY
45
ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2020;(10):123-132 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER
УДК 622.7 DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-123-132
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕАГЕНТНОГО РЕЖИМА ПРИ ОБОГАЩЕНИИ АПАТИТ-НЕФЕЛИНОВЫХ РУД
А.М. Элбендари1, Т.Н. Александрова1, Н.В. Николаева1
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия, e-mail: nadegdaspb@mail.ru
Аннотация: Проведены исследования по модернизации технологий получения апатитового концентрата (более 30% Р2О5) товарного качества. Для химического анализа использован энергодисперсионный рентгеновский флуоресцентный спектрометр, минералогическое исследование проведено с помощью электронной микроскопии, изучение флотации — на флотационной машине 237 FL-A. Изучено влияние размера частиц на параметры флотации. Представлено влияние основных параметров флотации на содержания Р2О5. Установлено, что высокое значение pH пульпы оказывает положительное влияние на результаты флотации апатит-нефелиновых руд. Подобран оптимальный режим флотации апатитовых руд. Установлено, что апатит ассоциируется практически со всеми минералами и часто включен в зерна других минералов. По данным автоматизированного минералогического анализа выявлено, что в руде 32,78% минерала распределено в свободные частицы, 22,29% в бинарные и 44,92% в полиминеральные сростки. Проведенные флотационные исследования апатитовых руд Хибинских позволили получить апатитовый концентрат с содержанием Р2О5 = 39,04 % при извлечении = 96,66%. Ключевые слова: апатит-нефелиновые руды, фосфорсодержащие минералы, флотационное обогащение, реагентный режим оптимизация.
Благодарность: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского Научного Фонда (проект № 19-17-00096).
Для цитирования: Элбендари А.М., Александрова Т.Н., Николаева Н.В. Оптимизация реагентного режима при обогащении апатит-нефелиновых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2020. - № 10. - С. 123-132. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-100-123-132.
Optimizing reagent regime in apatite-nepheline ore processing
A.M. Elbendary1, T.N. Aleksandrova1, N.V. Nikolaeva1
1 Saint-Petersburg Mining University, Saint-Petersburg, Russia, e-mail: nadegdaspb@mail.ru
Abstract: The studies aim to upgrade production technology of commercial quality apatite concentrate (P2O5 content more than 30%). The chemical analysis uses the energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer, mineralogy is studied using electron microscopy, and flotation tests are carried out on flotation machine 237 FL-A. The influence of particle size on flotation parameters is analyzed. High pH of pulp is beneficial for flotation of apatite-nepheline ore. The mode of apatite ore flotation is optimized. Apatite associates with almost all minerals and often occurs in grains of other minerals. The computer-aided mineralogical analysis reveals that
© А.М. Элбендари, Т.Н. Александрова, Н.В. Николаева. 2020.
32.78% of apatite occurs in free particles, and 22.29% and 44.92%—in binary and polymineral aggregates, respectively. The test flotation of Khibiny apatite ore produced apatite concentrate with P2O5 content of 39.04% at P2O5 recovery of 96.66%.
Key words: apatite-nepheline ore, phosphorus-bearing minerals, flotation, reagent regime, optimization.
Acknowledgements: The study was supported by the Russian Science Foundation, Project No. 19-17-00096.
For citation: Elbendary A. M., Aleksandrova T. N., Nikolaeva N. V. Optimizing reagent regime in apatite-nepheline ore processing. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2020;(10):123-132. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-123-132.
Введение
Фосфор, как минеральное сырье, в виде соединений извлекается главным образом из руд двух генетических типов: экзогенных (осадочных), или, как их еще называют, фосфоритовых, и из эндогенных (магматических), или апатитовых. При этом доля апатитовых руд оценивается в 7% от мировых запасов (примерно 78,3 млрд т). Мировые запасы и ресурсы апатитовых руд на 60% сосредоточены в России, при этом две трети сконцентрированы на Кольском полуострове — Хибинском массиве, также значительными ресурсами обладают Вьетнам, Бразилия и ЮАР. Хотя запасы фосфатного сырья значительны в условиях постоянного снижения качества, проведение исследований по модернизации технологий получения апатитового концентрата (более 30% Р205) товарного качества являются достаточно актуальными [1 — 3]. Существуют различные физические и механические методы обогащения, которые можно использовать для обогащения фосфатного сырья в зависимости от типа руды, минералов пустой породы, а также таких факторов, как степень высвобождения апатитовых минералов, стоимость метода обогащения и пр. Используемые методы включают магнитную сепарацию [4 — 6], гравитационное разделение [7, 8], электростатическую сепарацию [9, 10],
прокаливание [11, 12], кислотное выщелачивание [13, 14] и процесс флотации, который считается одним из наиболее эффективных и широко используемых методов обогащения апатитовых руд [15 — 17].
Исследование проводилось с целью подбора оптимального режима флотации апатитовых руд. Как хорошо известно, наиболее распространенная технологическая схема обогащения этого типа руды включает рудоподготовку и флотацию [18, 19].
Объекты и методы исследования
В качестве объекта исследований были выбраны апатитовые руды Хибинских месторождений (Кольский полуостров, Россия). Проба подвергалась дроблению до крупности менее 2 мм, после чего измельчалась в шаровой мельнице. Лабораторная мельница имела размеры 125*170 мм, шаровая стальная загрузка была равна 3,3 кг. Измельченный продукт крупностью -160 мкм (88% от исходного сырья) являлся питанием основной флотации. Также были проведены исследования на измельченных продуктах с разным размером фракции (менее 250 мкм и менее 160 мкм) для изучения влияния размера частиц на параметры флотации.
Полный химический анализ исходной пробы и продуктов обогащения
проводился с помощью энергодисперсионного рентгеновского флуоресцентного спектрометра (EDX-7000). Минералогическое исследование было выполнено с использованием электронной микроскопии с применением автоматизированного минералогического анализа (MLA). Флотационные исследования проводились на обычной флотационной машине 237 FL-A с емкостью 0,35 л. План факторного эксперимента Бокса-Бенкена был выбран для определения взаимосвязи между функцией отклика (процентное содержание концентрата, % содержания Р205 и % извлечения) и тремя важными переменными (дозировка коллектора (60 — 140) г/т, дозировка депрессанта (100—500) г/т, а степень рН пульпы от 9,5 до 11) и их влияния на флотацию апатитовой руды.
Результаты и обсуждение
На рис. 1 — 2 представлены результаты минералогических исследований с использованием MLA, которые показали, что первичными минералами в пробе являются апатит и нефелин (содержание 30,67 и 30,88% соответственно); вторичными минералами являются пироксены, слюда, полевой шпат, а также натролит и каолинит. Фосфорсодержащими минералами пробы являются апатит, эшинит, фосфаты РЗЭ и ломоносовит, с распределением в этих минералах соответст-
венно 99,94; 0,01; 0,02 и 0,03% фосфора. Наиболее ценными минералами в представленной пробе являются апатит (основной фосфорный минерал) и нефелин (основной алюминиевый минерал).
В агрегатах апатита межзерновые пространства выполнены обычно пи-роксенами (эгирином, эгирин-авгитом, авгитом), значительно реже сфеном и цеолитами. Апатит ассоциирует практически со всеми минералами пробы, наиболее часто с нефелином и пироксе-нами; ассоциации с мусковитом и сфе-ном проявлены локально. По данным MLA, в руде 32,78% минерала распределено в свободные частицы, 22,29% в бинарные и 44,92% в полиминеральные сростки.
Во всех классах крупности апатит присутствует в большинстве проанализированных сростков. При уменьшении крупности материала пробы какой-либо закономерности в распределении сростков по качеству не выявлено. Классы крупности +0,5 и -0,20+0 мм по распределению сростков аналогичны, в них наиболее значительная доля приходится на сростки, в которых апатит присутствует в виде включений с незначительным распределением в них минерала, и на богатые сростки. Однако наибольшая доля апатита приходится на богатые сростки и свободные частицы, она составляет в сумме 90,79 и 98,04% со-
1 ь Апатит
2 ь Нефелин
3 Пироксены (эгирин, авгит, эгирин-авгит)
4 Слюды (биотит, мусковит)
5 ь Полевые шпаты
6 -Акцессорные
минералы
Рис. 1. Минеральный состав апатит-нефелиновой руды Fig. 1. Minerai composition of apatite-nepheline ore
Акцессорные Содержание,
минералы %
Натролит 3,71
Каолинит 2,61
Арфведсонит 1,15
Сфен 2,48
Магнетит 1,02
Гидроксиды железа 0,44
Кальсилит 0,68
Канкринит 0,51
Пектолит 0,34
Примеси 2,84
Рис. 2. Кристаллический апатит в срастании с нефелином, авгитом, сфеном. Изображение в отраженном свете (а); в обратно рассеянных электронах (б), спектры на рис. (б): 1, 2, 4 — апатит; 3 — сфен; 5 — биотит; 6 — авгит; 7 — нефелин
Fig. 2. Apatite crystals in concretions with nepheline, augite and sphene. Spectra: (b) 1,2,4 — apatite; 3 — sphene; 5 — biotite; 6 — augite; 7—nepheline. Image: (a) in reflected light; (b) in back-scattered electrons
ответственно в классах крупности +0,5 и -0,20+0 мм. В классе крупности -0,5+ +0,2 мм основная доля апатита приходится на рядовые и богатые сростки (в сумме 80,77%) при практически полном отсутствии свободных частиц апатита.
В распределении сростков, содержащих апатит, по доле свободной поверхности минерала также выделяется класс крупности -0,5+0,2 мм, в котором основная доля апатита приходится на сростки с частично открытой поверхностью минерала в отличие от классов крупности +0,5 и -0,25+0 мм, в которых апатит преимущественно распределен в открытых сростках. В целом по руде апатит присутствует в 83,07% от всех проанализированных сростков.
В табл. 1 представлены результаты рентгеновского флуоресцентного анализа (XRF) пробы апатита. Проба характеризуется низким содержанием P2O5 (~10,8%) и высоким содержанием SiO2 и Al2O3. Таблица 1
Химический анализ пробы Chemistry of sample
Исследование влияния основных параметров проведения флотационного процесса проводилось по схеме, включающей одну стадию флотации (основную флотацию). На рис. 3 — 5 представлено влияние параметров (расход депрессора, собирателя, рН) флотации на содержания Р205.
Проведенные исследования показали, что параметром, который имеет наибольшее влияние на содержание Р205, является значение рН. Это связано, в первую очередь, с тем, что рН пульпы определяет степень ионизации и гидролиза собирателя, что оказывает влияние на адсорбцию собирателя на различных поверхностях раздела фаз, способствуя селективности флотации [19]. Во время проведения исследований было установлено, что наименьшее значение содержания ценного компонента в концентрате наблюдалось при рН = 9,5 при всех возможных вариациях дозировки собирателя и депрессора (рис. 4—5).
Оксид SiO2 Al2O3 CaO P O 2 5 K2O Fe O 2 3 TiO2 MgO MnO
% 37,54 19,79 18,26 10,80 5,70 4,30 2,50 0,92 0,19
Рис. 3. Влияние расхода собирателя и депрессора на содержание P2O5 Fig. 3. P2O5 content versus consumption of collecting and depressing agents
Лучшие результаты были получены при расходе депрессора = 300 г/т и расходе собирателя = 60 г/т при рН = 11. Содержание Р205 в концентрате основной флотации составило 28,75% при извлечении на уровне 73,2%. Это связано с более эффективным действием депрессора при небольшом расходе собирателя, который адсорбируется преимущественно на поверхности апатита. Наименьшее содержание Р205 (22%) в концентрате основной флотации (см. рис. 3 — 4) было получено при наименьшем значении расходе депрессора и максимальном расходе собирателя в связи с тем, что количество подаваемого де-
Рис. 4. Влияние расхода собирателя и pH пульпы на содержание P2O5
Fig. 4. P2O5 content versus collector consumption and pulp pH
прессора недостаточно для селективности извлечения апатита [20]. При этом было отмечено, что повышенный расход собирателя приводит к увеличению извлечения примесей, что также было указано в проведенных ранее работах [21 — 23].
Таким образом, можно сделать вывод, что более высокое значение рН пульпы оказывает положительное влияние на результаты флотации апатит-нефелиновых руд. Согласно работе Фенга и Олдрича (2004), увеличение извлечения ценного компонента во время флотации при повышении рН пульпы достигается за счет смягчения техноло-
Значение рН ~ Расход
уя юо депрессора, г/т
Рис. 5. Влияние расхода депрессора и pH пульпы на содержание P2O5
Fig. 5. P2O5 content versus depressant consumption and pulp pH
Концентрат апатитовый Рис. 6. Схема флотационного обогащения апатит-нефелиновых руд Fig. 6. Apatite-nepheline flotation circuit
Таблица 2
Результаты опытов Test results
Наименование продукта Выход, % Содержание, % Извлечение, %
P O 2 5 Fe Al2O3 SiO2 P2O5 Fe Al2O3 SiO2
Апатитовый концентрат 26,74 39,04 1,77 4,16 10,13 96,66 11,01 5,62 7,22
Хвосты 73,26 0,49 5,22 25,49 47,54 3,34 88,99 94,38 92,78
Руда 100,00 10,80 4,30 19,79 37,54 100,00 100,00 100,00 100,00
гическои воды и ускорения электролиза жирных кислот [24 — 25].
Для достижения товарного качества апатитового концентрата были проведены дополнительные исследования по схеме, представленной на рис. 6.
Полученные результаты представлены в табл. 2.
Проведенные исследования показали, что по данной схеме можно достичь следующих значений по содержанию и извлечению в апатитовом концентрате: содержание Р2О5 = 39,04% при извлечении = 96,66%.
Заключение
Снижение качества промышленных запасов апатитовых руд привело к тому, что вопросы более комплексного и глубокого изучения минерального и веще-
ственного состава, а также совершенствования существующих технологий переработки минерального сырья стали достаточно актуальными на сегодняшний момент. При этом снижение качества получаемых концентратов связано не только с ухудшением качества минерального сырья, но и с необходимостью внедрения 100% оборотного водоснабжения, что также оказывает негативное влияние на процессы обогащения. Проведенные минералогические и технологические исследования позволили установить, что апатит ассоциируется практически со всеми минералами и часто включен в зерна других минералов. По данным MLA, в руде 32,78% минерала распределено в свободные частицы, 22,29% в бинарные и 44,92% в полиминеральные сростки.
На основании этих данных были проведены исследования по флотационному обогащению апатитовых руд Хибинских месторождений по схеме и
получены значения по содержанию и извлечению в апатитовом концентрате: содержание Р.О5 = 39,04% при извлечении = 96,66%.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Evdokimova G.A., Gershenkop A.Sh., Fokina N. V. The impact of bacteria of circulating water on apatite-nepheline ore flotation // Journal of Environmental Science and Health -Part A Toxic / Hazardous Substances and Environmental Engineering. 2012. Vol. 47. No 3. Pp. 398-404.
2. Mitrofanova G. V, Ivanova V.A., Artemiev A. V. Use of reagents-flocculants in waterpreparation processes during phosphorous-containing ore processing / 17th International Mul-tidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017. 2017. Vol. 17. No 11. Pp. 1143-1150. DOI: 10.5593/sgem2017/11/S04.146.
3. Бармин И. С, Белобородов В. И., Сединин Д. Ф. Повышение эффективности флотации апатита с применением оксиэтилированных моноалкилфенолов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - № 4. - С. 229-231.
4. Blazy P., Jdid E.A. Removal of ferriferous dolomite by magnetic separation from the Egyptian Abu Tartur phosphate ore // International Journal of Mineral Processing. 1997. Vol. 49. Pp. 49-58.
5. Shaikh A. M. H., Dixit S. G. Beneficiation of phosphate ores using high gradient magnetic separation // International Journal of Mineral Processing. 1993. Vol. 37. Pp. 149-162.
6. Bezzi N., Ai'fa T., Merabet D., Pivan J. Magnetic properties of the Bled El Hadba phosphate-bearing formation (Djebel Onk, Algeria): Consequences on the enrichment of the phosphate ore deposit // Journal of African Earth Sciences. 2006. Vol. 50. Pp. 255-267.
7. Xin L, Yimin Z., Tao L, Zhenlei C., Tiejun C, Kun S. Beneficiation of a sedimentary phosphate ore by a combination of spiral gravity and direct-reverse flotation // Minerals. 2016. Vol. 6. No 2. Pp. 38.
8. El-Boraey H.A., El-Shennawy A.A., Masoud A. M., Gado H. S. Beneficiation of low-grade phosphate ore using desliming and gravity separation technique // Journal of Chemical, Biological and Physical Sciences. 2017. Vol. 7. No 2.
9. Ciccu R., Delfa C., Alfanu G. B., Carbini P., Currelli L, Saba P. Some tests of the electrostatic separation applied to phosphates with carbonate gangue / Proceedings of the International Mineral Processing Congress, University of Cagliari, Cagliari, Italy. 1972.
10. Abouzeid A. M.; Khazback A. E.; Hassan S.A. Changing scopes in mineral processing / Proceedings of the International Mineral Processing Symposium, Izmir, Turkey, 26 September. 1996. Pp. 161-170.
11. Zafar Z. I., Anwar M. M., Pritchard D. W. Optimization of thermal beneficiation of a low grade dolomitic phosphate rock // International Journal of Mineral Processing. 1995. Vol. 43. Pp. 123-131.
12. Watti A., Alnjjar M, Hammal A. Improving the specifications of Syrian raw phosphate by thermal treatment // Arabian Journal of Chemistry. 2016. Vol. 9. Pp. 637-642.
13. Gharabaghi M, Irannajad M, Noaparast M. A review of the beneficiation of calcareous phosphate ores using organic acid leaching // Hydrometallurgy. 2010. Vol. 103. Pp. 96-107.
14. Laird D. H., Ng D. Magnesium separation from dolomitic phosphate by acid leaching. Final report, FIPR Project #91-01-093. 1992.
15. Брыляков Ю. Е. Развитие теории и практики комплексного обогащения апатит-нефелиновых руд Хибинских месторождений: автореферат дис. ... доктора технических наук. - М., 2004. - 40 с.
16. Sizyakov V. M., Brichkin V. N. About the role of hydrafed calcium carboaluminates in improving the technology of complex processing of nephelines // Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 231. Pp. 292-298. DOI: 10.25515/PMI.2018.3.292.
17. Lvov V., Sishchuk J., ChitalovL. Intensification of bond ball mill work index test through various methods // 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017. 2017. Vol. 17. No 11. Pp. 857-864.
18. Aleksandrova T. N., Litvinova N. M., Gurman M.A., Aleksandrov A. V. Comprehensive utilization of the far eastern apatite-containing raw materials // Journal of Mining Science. 2012. Vol. 48. No 6. Pp. 1047-1053.
19. Kawatra S. K., Carlson J. T. Beneficiation of phosphate ore. Society for Mining, Metallurgy & Exploration, 2013. 168 p.
20. Aleksandrova T. N., Nikolaeva N., RomashevA. An experimental and theoretical approach to the assessment of the specific surface of apatite-nepheline ore in the process of grinding / 15th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM2015. 2015. Book 1. Vol. 1. Pp. 577-584. DOI: 10.5593/sgem2015/b11/s4.073.
21. Elbendary A., Aleksandrova T., Nikolaeva N. Influence of operating parameters on the flotation of the Khibiny Apatite-Nepheline Deposits // Journal of Materials Research and Technology. 2019. Vol. 8. No 6. Pp. 5080-5090. DOI: 10.1016/j.jmrt.2019.08.027.
22. Azizi A., SeyyedA. G.S. M. Relative floatability as a criterion for evaluating the separation performance of phosphate from iron // International Journal of Mining Science and Technology. 2017. Vol. 27. No 3. Pp. 451-458.
23. Santana R. C., Ribeiro J. A., Santos M.A., Reis A. S., Ataide C. H., Barrozo M.A. S., Flotation of fine apatitic ore using microbubbles // Separation and Purification Technology. 2012. Vol. 98. No 19. Pp. 402-409.
24. Feng D., Aldrich C. Influence of operating parameters on the flotation of apatite // Minerals Engineering. 2004. Vol. 17. No 3. Pp. 453-455.
25. Иванова В. А., Митрофанова Г. В., Перункова Т. Н., Брыляков Ю. Е., Быков М. Е., Ко-строва М. А. Влияние солей жесткости на технологические показатели флотации апатита // Горный журнал. - 2002. - № 11-12. - С. 62-64. EQU
REFERENCES
1. Evdokimova G. A., Gershenkop A. Sh., Fokina N. V. The impact of bacteria of circulating water on apatite-nepheline ore flotation. Journal of Environmental Science and Health - Part A Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering. 2012. Vol. 47. No 3. Pp. 398-404.
2. Mitrofanova G. V., Ivanova V. A., Artemiev A. V. Use of reagents-flocculants in water-preparation processes during phosphorous-containing ore processing. 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017. 2017. Vol. 17. No 11. Pp. 1143-1150. DOI: 10.5593/sgem2017/11/S04.146.
3. Barmin I. S., Beloborodov V. I., Sedinin D. F. Improving of flotation efficiency of apatite using ethoxylated monoalkylphenols. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2011, no 4, pp. 229-231. [In Russ].
4. Blazy P., Jdid E. A. Removal of ferriferous dolomite by magnetic separation from the Egyptian Abu Tartur phosphate ore. International Journal of Mineral Processing. 1997. Vol. 49. Pp. 49-58.
5. Shaikh A. M. H., Dixit S. G. Beneficiation of phosphate ores using high gradient magnetic separation. International Journal of Mineral Processing. 1993. Vol. 37. Pp. 149-162.
6. Bezzi N., Ai'fa T., Merabet D., Pivan J. Magnetic properties of the Bled El Hadba phosphate-bearing formation (Djebel Onk, Algeria): Consequences on the enrichment of the phosphate ore deposit. Journal of African Earth Sciences. 2006. Vol. 50. Pp. 255-267.
7. Xin L., Yimin Z., Tao L., Zhenlei C., Tiejun C., Kun S. Beneficiation of a sedimentary phosphate ore by a combination of spiral gravity and direct-reverse flotation. Minerals. 2016. Vol. 6. No 2. Pp. 38.
8. El-Boraey H. A., El-Shennawy A. A., Masoud A. M., Gado H. S. Beneficiation of low-grade phosphate ore using desliming and gravity separation technique. Journal of Chemical, Biological and Physical Sciences. 2017. Vol. 7. No 2.
9. Ciccu R., Delfa C., Alfanu G. B., Carbini P., Currelli L., Saba P. Some tests of the electrostatic separation applied to phosphates with carbonate gangue. Proceedings of the International Mineral Processing Congress, University of Cagliari, Cagliari, Italy. 1972.
10. Abouzeid A. M.; Khazback A. E.; Hassan S. A. Changing scopes in mineral processing. Proceedings of the International Mineral Processing Symposium, Izmir, Turkey, 26 September. 1996. Pp. 161-170.
11. Zafar Z. I., Anwar M. M., Pritchard D. W. Optimization of thermal beneficiation of a low grade dolomitic phosphate rock. International Journal of Mineral Processing. 1995. Vol. 43. Pp. 123-131.
12. Watti A., Alnjjar M., Hammal A. Improving the specifications of Syrian raw phosphate by thermal treatment. Arabian Journal of Chemistry. 2016. Vol. 9. Pp. 637-642.
13. Gharabaghi M., Irannajad M., Noaparast M. A review of the beneficiation of calcareous phosphate ores using organic acid leaching. Hydrometallurgy. 2010. Vol. 103. Pp. 96-107.
14. Laird D. H., Ng D. Magnesium separation from dolomitic phosphate by acid leaching. Final report, FIPR Project #91-01-093. 1992.
15. Brylyakov Yu. E. Razvitie teorii i praktiki kompleksnogo obogashcheniya apatit-nefelinovykh rud Khibinskikh mestorozhdeniy [Development of theory and practice of complex enrichment of apatite-nepheline ores of Khibiny deposits], Doctor's thesis, Moscow, 2004, 40 p.
16. Sizyakov V. M., Brichkin V. N. About the role of hydrafed calcium carboaluminates in improving the technology of complex processing of nephelines. Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 231. Pp. 292-298. DOI: 10.25515/PMI.2018.3.292.
17. Lvov V., Sishchuk J., Chitalov L. Intensification of bond ball mill work index test through various methods. 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017. 2017. Vol. 17. No 11. Pp. 857-864.
18. Aleksandrova T. N., Litvinova N. M., Gurman M. A., Aleksandrov A. V. Comprehensive utilization of the far eastern apatite-containing raw materials. Journal of Mining Science. 2012. Vol. 48. No 6. Pp. 1047-1053.
19. Kawatra S. K., Carlson J. T. Beneficiation of phosphate ore. Society for Mining, Metallurgy & Exploration, 2013. 168 p.
20. Aleksandrova T. N., Nikolaeva N., Romashev A. An experimental and theoretical approach to the assessment of the specific surface of apatite-nepheline ore in the process of grinding. 15th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM2015. 2015. Book 1. Vol. 1. Pp. 577-584. DOI: 10.5593/sgem2015/b11/s4.073.
21. Elbendary A., Aleksandrova T., Nikolaeva N. Influence of operating parameters on the flotation of the Khibiny Apatite-Nepheline Deposits. Journal of Materials Research and Technology. 2019. Vol. 8. No 6. Pp. 5080-5090. DOI: 10.1016/j.jmrt.2019.08.027.
22. Azizi A., Seyyed A. G. S. M. Relative floatability as a criterion for evaluating the separation performance of phosphate from iron. International Journal of Mining Science and Technology. 2017. Vol. 27. No 3. Pp. 451-458.
23. Santana R. C., Ribeiro J. A., Santos M. A., Reis A. S., Ataide C. H., Barrozo M. A. S., Flotation of fine apatitic ore using microbubbles. Separation and Purification Technology. 2012. Vol. 98. No 19. Pp. 402-409.
24. Feng D., Aldrich C. Influence of operating parameters on the flotation of apatite. Minerals Engineering. 2004. Vol. 17. No 3. Pp. 453-455.
25. Ivanova V. A., Mitrofanova G. V., Perunkova T. N., Brylyakov Yu. E., Bykov M. E., Ko-strova M.A. Влияние солей жесткости на технологические показатели флотации апатита Effect of hardness salts on technological indicators of apatite flotation. Gornyi Zhurnal. 2002, no 11-12, pp. 62-64. [In Russ].
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Элбендари Хассан Абдалла Мохамед1 - аспирант,
Александрова Татьяна Николаевна1 - д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой, Николаева Надежда Валерьевна1 - канд. техн. наук, доцент, e-mail: nadegdaspb@mail.ru, 1 Санкт-Петербургский горный университет. Для контактов: Николаева Н.В., e-mail: nadegdaspb@mail.ru.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
A.M. Elbendary1, Graduate Student,
T.N. Aleksandrova1, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of Chair,
N.V. Nikolaeva1, Cand. Sci. (Eng.), Assistant Professor, e-mail: nadegdaspb@mail.ru,
1 Saint-Petersburg Mining University, 199106, Saint-Petersburg, Russia.
Corresponding author: N.V. Nikolaeva, e-mail: nadegdaspb@mail.ru.
Получена редакцией 06.02.2020; получена после рецензии 23.03.2020; принята к печати 20.09.2020.
Received by the editors 06.02.2020; received after the review 23.03.2020; accepted for printing 20.09.2020.
^_
ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
(СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК)
ОПТИМИЗАЦИЯ КОНЕЧНОГО КОНТУРА КАРЬЕРА ГОКА ИМ. В. ГРИБА С УЧЕТОМ СХЕМЫ ВСКРЫТИЯ
(2020, № 4, СВ 11, 12 c. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-4-11-3-12) Федотов Григорий Сергеевич — ассистент кафедры, e-mail: grishata1@mail.ru, НИТУ «МИСиС», Пастихин Денис Валерьевич — канд. техн. наук, доцент, НИТУ «МИСиС».
Для определения конечных контуров используются горно-геологические информационные системы. Их принципы работы основаны на математическом моделировании месторождений и оптимизационных алгоритмах. В результате оптимизации определяется контур карьера, обеспечивающий максимальную прибыль от разработки месторождения. Один из недостатков этих алгоритмов — отсутствие возможности учета схемы вскрытия. Предложена методика оптимизации конечного контура карьера, позволяющая минимизировать потерю экономической ценности полученного в горно-геологических информационных системах оптимального контура, связанную с изменением конструкции борта карьера для размещения на нем транспортных берм. Приведены результаты апробации данной методики в условиях месторождения алмазов — ГОКа им. В. Гриба, работы на котором ведутся открытым способом. Проведено сравнение экономических и объемных показателей оптимального контура карьера, полученного с использованием данной методики, с проектным контуром карьера, предоставленным АО «АГД Даймондс».
Ключевые слова: оптимальный контур карьера, оптимизация положения вскрывающих выработок, алгоритм оптимизации, проектирование карьеров, экономическая оценка, транспортная берма, месторождение алмазов, чистый дисконтированный доход.
PIT OPTIMIZATION CONSIDERING THE DEPOSIT STRIPPING METHOD FOR MINING AND PROCESSING PLANT NAMED AFTER V. GRIB
G.S. FedotoV, Assistant of Chair, e-mail: grishata1@mail.ru, D.V. Pastikhin1, Cand. Sci. (Eng.), Assistant Professor,
1 National University of Science and Technology «MISiS», 119049, Moscow, Russia.
Today geological information systems are widely used to determine final contours. The workflow of these systems is based on mathematical modeling of deposits and optimization algorithms. As a result of optimization, we obtain a pit boundary which provides maximum profit from the deposit mining. However, the algorithms being used have several drawbacks, one of them is an inability to consider the deposit stripping method. The authors proposed a methodology for the final pit optimization which minimizes the loss of economic value of the optimal pit shell obtained in mining and geological information systems associated with changing of a pit wall to place haulage berms on it. The article presents the results of this methodology testing performed for a diamond deposit — Mining and Processing Plant named after V. Grib — being mined by the open-pit method. The economic and volume indicators of the optimal pit contour obtained using the proposed method are compared with the design pit contour provided by JSC «AGD DIAMONDS».
Key words: optimal pit shell, opening position optimization, optimization method, pit design, economic assessment, haulage berm, diamond deposit, net present value.
