CC BY
23
© Л.А. Киснко, Л.А. Саматова, 2013
УДК 622.7:553.068.5
Л.А. Киенко, Л.А. Саматова
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРИ ФЛОТАЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ В ПРОЦЕССЕ ОБОГАЩЕНИЯ КАРБОНАТНО-ФЛЮОРИТОВЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИМОРЬЯ
Приведены данные исследований, направленных на повышение степени дисперсности карбоксильных собирателей. Установлена возможность повышения эффективности воздействия на шламообразные частицы руды. Предложена комбинация реагентов, позволяющих снизить температуру при флотации карбонатно-флюоритовых руд до 10—12 ° С.
Ключевые слова: дисперсность, флотация, карбоксильные собиратели, терморегу-лирующий модификатор, карбонатно-флюоритовые руды.
Переработка флюоритовых руд месторождений Приморского края требует решения комплекса очень сложных задач, продиктованных особенностями их вещественного состава. Сверхтонкое взаимное прорастание минеральных компонентов в рудах, а также наличие в их составе карбоната кальция, обладающего близкими флотационными свойствами с флюоритом, предопределяет значительные проблемы для процесса селективной флотации.
В настоящее время карбонатно-флюоритовые руды Вознесенского рудного района (ВРР), являющиеся сырьевой базой Ярославской горнорудной компании, обогащаются с использованием разработанной нами технологии, исключающей высокотемпературный нагрев пульпы [1, 2]. Технология построена на применении сочетаний карбоксильных собирателей с фторидом натрия, своевременной локализации кальцита и выводе из схемы кальцитсодержащих продуктов. Вместе с тем, в последние годы работы предприятия отмечается прогрессирующее снижение качества сы-
рья: с 2008 года на переработку поступают бедные высококарбонатные руды, характеризующиеся карбонатам
ным модулем (Мк =■
-) 1,5—1,0.
КСаСС3
Относительно 2005—2006 года содержание в рудах СаР2 снизилось с 42—37 % до 30—25 % и ниже; содержание СаСО3 при этом, напротив, возросло с 8—10 % до 17—25 %. Соответственно наблюдается тенденция к существенному снижению технологических показателей, увеличились удельные затраты на выпуск одной тонны флюоритового концентрата.
Оптимальная температура флотации по результатам наших исследований, подтверждённых промышленными испытаниями и практикой использования новой технологии, составляет 23—25 °С. Дальнейшее понижение температуры сопровождается ухудшением диспергирования жирных кислот, степени их диссоциации, что приводит к резкому снижению селективности флотации и, соответственно, показателей обогащения. Нега-
тивная роль тонких шламов в процессе флотации общеизвестна [3]. При пониженных температурах, в условиях образования коллоидных ассо-циатов, снижающих эффективность
действия собирателей и одновременно механически захватывающих шла-мообразные частицы минералов, происходит резкое нарушение процесса разделения минералов. Для тонко-
Рис. 1. Зависимость изменений во времени индекса селективности флотации (А) н эффективности обогащения (Б) от диспергирования собирателя: 1 — собиратель без добавок; 2 — с дозировкойй диспергатора 124
вкрапленных карбонатно-флюорито-вых руд месторождений ВРР, требующих измельчения до 90—95 % класса —0,044 мм, что неизбежно сопровождается образованием очень большого количества шламов (40— 45% класса — 10 мк), решение проблемы повышения селективности флотации тонких частиц особо актуально.
Одним из основных направлений устранения негативных факторов, сопровождающих процесс флотации кальцийсодержащих минералов в низкотемпературном режиме, является использование соответствующих модификаторов, действие которых направлено на снижение коллоидообразования и повышение степени дисперсности собирателей. С 2009 года нами проводится изучение влияния на флотацию органических модификаторов (ОТРМ), в частности оксиэти-лированых соединений, воздействующих, как известно, на уровень дис-пергированности жирных кислот [4, 5]. В процессе изучения кинетики флотации флюоритовой руды с содержанием СаР2 30,6 %, СаСО3 18,4 % параллельно в режиме с использованием в качестве собирателя жирных кислот талового масла (ЖКТМ) без добавок и с добавками ОТРМ были установлены существенные преимущества технологии с применением диспергатора. При этом дозировка ОТРМ обеспечивает устойчиво высокую селективность процесса как в рекомендуемом ранее температурном режиме, так и при снижении температуры до 10—12 °С, что может открыть новые перспективы по энергосбережению в холодное время года. На основе анализа экспериментальных данных были рассчитаны характеристики флотации:
Индекс селективности разделения флюорита и кальцита (С:
(еСаС03)/
где , ъаСо— извлечение в пенный продукт соответственно СаГ2 и СаСО3, %; - — порядковый номер приёма флотации в соответствии со временем отбора.
Критерий эффективности обогащения (Е) — критерий Хенкока-Луй-кена:
Е У/(Р/ -«)
Е = —-—--,
а(100 -а)
где у — выход пенного продукта, %; в] — содержание СаР2 в пенном продукте, %; а — содержание в руде СаЬ, %.
На рис. 1 графически представлены результаты экспериментов.
Представленные данные указывают на существенное улучшение характеристик флотации в экспериментах с применением собирателей в сочетании с диспергирующими модификаторами. Кривые, соответствующие показателям основной флотации в опытах с добавками ОТРМ расположены заметно выше в сравнении с графиками изменения этих показателей, полученными в режиме без диспергатора.
Более равномерная насыщенность пульпы активными частицами собирателя, обусловленная его соответствующей дисперсной характеристикой, приводит к повышению вероятности их контакта с минералами. Соответственно потребность в собирателе заметно снижается. Исследования, проведённые в условиях лаборатории обогатительной фабрики Ярославской горнорудной компании с использованием оборотной воды
>0,044мм <0,044 <0,02 <0,015 <«.01 <1,005 >0,02мм >0,015 >0.01(1 >0,005
Классы крупности, мм
Ш1 Ш2
Рис. 2. Содержание флюорита в классах крупности хвостов флотации:
1 — в экспериментах без дозировки ОТРМ; 2 — с дозировкой ОТРМ
предприятия показали, что расход технического мыла при дозировке ОТРМ 50—100 г/т снижается с 600—650 до 400—450 г/т.
Основным фактором, обеспечивающим повышение эффективности флотации при использовании собирателей в сочетании с ОТРМ, является сокращение потерь флюорита с наиболее тонкими классами измельчённой руды, что подтверждается результатами седиментационного и химического анализов хвостов обогащения. Общее содержание СаГ2 в хвостах
флотации, по результатам опытов с дозировкой и без дозировки ОТРМ, при оптимальном расходе собирателя, составляет соответственно 4,36— 5,43% и 7,85—6,86%; потери по извлечению 7,51—8,94 % и 11,79— 9,97%. Данные изучения классов крупности ситового и седиментаци-онного анализа хвостов показали, что основная доля потерь приходится на тонкие классы. Рис. 2, 3 наглядно демонстрируют полученные результаты.
В опытах без дозировки дисперга-тора содержание СаГ2 в классах —
Рис. 3. Распределение флюорита по классам крупности хвостов флотации в экспериментах без использования (А) и с использованием (Б) диспер-гатора, %: 1 — кл.+0,044 мм; 2 — кл. -0,044+0,02 мм; 3 — кл. -0,02+0,015 мм; 4 — кл. -0,015+0,01 мм; 5 — кл. -0,01+0,005 мм; 6 — кл. -0,005 мм
0,01+0,005 мм и -0,005 мм составляет 8,43 и 18,94 %, с дозировкой дис-пергатора снижается соответственно до 4,64 и 9,56 %. Потери по извлечению флюорита с классом -0,005 мм, в процентах от количества его в исходных хвостах, снижаются с 55,37 % до 44,52 %.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что применение диспергирующих регуляторов в качестве добавок к жир-
нокислотным собирателям при флотации тонковкрап-ленных карбонатно-
флюоритовых руд оказывает существенное влияние на технологический процесс:
• значительно повышается извлечение флюорита из шламообразных фракций, благодаря более тесному взаимодействию диспергированного собирателя с частицами малых размеров, возрастает эффективность флотации и общий уровень селективности разделения тонких фракций минералов;
• температура основной флотации может быть понижена до 10—12 °С. При этом технологические показатели остаются на достигнутом уровне, и даже, по данным серии экспериментов с использованием
технической оборотной воды Ярославской горнорудной компании, могут возрастать. Снижение температуры нагрева пульпы в холодное время года обеспечит значительную экономию тепловой энергии.
• расход собирателей снижается на 20 % и более. Помимо общей экономии затрат на технологию, в условиях дефицита жирных кислот на рынках РФ этот фактор также имеет важное значение.
1. Киенко Л.А. Разработка и совершенствование технологии переработки тонков-крапленных карбонатно-флюоритовых руд месторождений Приморья / Л.А. Киенко, Л.А. Саматова, О.В. Воронова, Л.Н. Плюс-
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
нина // Горн. информ.-аналит. бюл. Отдельный выпуск: Дальний Восток. — 2007. — № ОВ 9. — С. 302—307.
2. Киенко Л.А. Применение смесей собирателей при флотации тонковкрапленных
карбонатно-флюоритовых руд / Л.А. Киенко, Л.А. Саматова, О.В. Воронова, Ё.Н. Плюс-нина // Обогащение руд. — 2009. — № 3 — С. 25—28.
3. Классен В.И. Шламы во флотационном процессе / В.И. Классен, Д.И. Недого-ров, И.Х. Дебердеев. — М.: Недра, 1969. — 160 с.
4. Иванова В.А. Разработка флотационных реагентов направленного действия для переработки минерального сырья / В. А. Иванова, А.В. Курков // Современные методы комплексной переработки руд и нетрадици-
онного минерального сырья: Материалы Междунар. совещ. «Плаксинские чтения — 2007». — Апатиты: КНЦ РАН, 2007. — Ч. 2. — С. 369—372.
5. Киенко Л.А. Оптимизация технологического режима при флотации тонков-крапленных карбонатно-флюоритовых руд. Л.А. Киенко, Л.А. Саматова // Проблемы комплексного освоения георесурсов: Материалы Всероссийской научной конференции, Хабаровск, 2011, С. 318—323. ЕЕ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Киенко Лидия Андреевна — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, kienkola@rambler.ru,
Саматова Луиза Андреевна — кандидат технических наук, зав. лабораторией,
samatova@hq.febras.ru,
Институт горного дела ДВО РАН.
ГОРНАЯ КНИГА -
Сейсмическая безопасность при взрывных работах
В.К. Совмен, Б.Н. Кутузов, А.Ё. Марьясов, Б.В. Эквист, А.В. Токаренко 2012 г. 228 с.
ISBN: 978-5-98672-306-8 UDK: 622.2:614.83(075.8)
Рассмотрены физика процесса возникновения и распространения сейсмических волн, теория колебательных процессов применительно к этой области науки. Приведены методы расчета устойчивости бортов карьеров, сохранности подземных выработок, инженерных конструкций, а также работоспособности электронной техники, находящейся в зоне производства взрывных работ. Проанализировано сейсмическое воздействие короткоза-медленного взрывания на окружающую инфраструктуру горного предприятия с использованием различных систем инициирования. Представлены результаты экспериментальных исследований и даны методики конкретных измерений с корректировкой параметров буровзрывных работ.
В.К. Совмен — канд. техн. наук, президент ЗАО «Полюс»; Б.Н. Кутузов — д-р техн. наук, профессор кафедры «Взрывное дело» (ФГБОУ В ПО «Московский государственный горный университет»); А.Ё. Марьясов — главный инженер ЗАО «Полюс»; Б.В. Эквист — д-р техн. наук, доцент кафедры «Взрывное дело» (ФГБОУ ВПО «Московский государственный горный университет»); А.В. Токаренко — директор карьера ЗАО «Полюс».
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Горное дело» направления подготовки «Горное дело». Может быть использовано научными работниками и производственниками в качестве инженерного руководства для оценки сейсмобезопасности взрывных работ.
