CC BY
34
Л UNiVERSUM:
ЩЩ_ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2020 г.
СОЗДАНИЕ НОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ФЛОТОРЕАГЕНТОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ
В ПРОЦЕССЕ ФЛОТАЦИИ РУД
Хурсанов Абдулла Халмурадович
председатель правления АО «Алмалыкский ГМК», Республика Узбекистан, г. Ташкент
Негматов Сайибжан Садикович
академик АН РУз, д-р. техн. наук, профессор, научный руководитель ГУП «Фан ва тараккиёт», Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: inelekt_16@mail. ru
Абед Нодира Сойибжоновна
д-р техн. наук, профессор, председатель ГУП «Фан ва тараккиёт» Ташкентского Государственного Технического университета им. Ислама Каримова,
Республика Узбекистан, г. Ташкент
CREATION OF NEW COMPOSITE FLOTORAGENTS FOR APPLICATION IN THE ORE FLOTATION PROCESS
Abdulla Khursanov
Chairman of the Board of JSC ""Almalyk MMC",
Uzbekistan, Tashkent
Sayibzhan Negmatov
Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,
Doctor of Technical Sciences, Professor, Scientific Director of the State Unitary Enterprise "Fan va Tarakkiyot",
Uzbekistan, Tashkent
Nodira Abed
Doctor of Technical Sciences, Professor, Chairman of the State Unitary Enterprise "Fan va Tarakkiyot"
of the Tashkent State Technical University named after Islam Karimov,
Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье приводятся результаты исследований создания композиционных химических флотореагентов-вспенивателей на основе органоминеральных ингредиентов и отходов производств, с целью применения в процессе флотации руд цветных и благородных металлов. Исследовано пенообразующая способность и устойчивость пены разработанного композиционного химического флотореагента-вспенивателя в сравнение с существующим флотореагентом-вспенивателем марки Т-92. Проведены первоначальные испытания разработанных составов флотореагентов-вспенивателей и получены положительные результаты по извлечению меди из медно-молибденовой руды до 91,35% в условиях АО «Алмалыкский ГМК».
ABSTRACT
The article presents the results of research on the creation of composite chemical flotation reagents-foaming agents on the basis of organic-mineral ingredients and industrial waste, with the aim of using non-ferrous and noble metal ores in the process of flotation. The foaming capacity and foam stability of the developed composite chemical flotation agent-foaming agent were studied in comparison with the existing flotation agent-foaming agent of the T-92 brand. Initial tests of the developed compositions of flotation reagents-blowing agents were carried out and positive results were obtained for the extraction of copper from copper-molybdenum ore up to 91.35% under the conditions of JSC Almalyk MMC.
Ключевые слова: композиция, руда, флотация, флотореагент, вспениватель, минеральное сырьё, органические и неорганические ингредиенты, отходы производств.
Keywords: composition, ore, flotation, flotation reagent, foaming agent, mineral raw materials, organic and inorganic ingredients, industrial waste.
Библиографическое описание: Хурсанов А.Х., Негматов С.С., Абед Н.С. Создание новых композиционных флотореа-гентов для применения в процессе флотации руд // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. 12(81). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11118 (дата обращения: 24.12.2020).
№ 12 (81)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2020 г.
Известно, что при флотационном процессе обогащения руд в качестве реагентов-вспенивателей используют обычно спирты или продукты, содержащие спирты, такие как сосновое масло, циклогекса-нол, крезол, реагент Т-66, Т-80, Т-92, МИБК и др. [1], [2].
Указанные выше флотореагенты-вспениватели обладают определёнными недостатками, такие как: дефицитность, высокая стоимость, отсутствие отечественного производства, большой расход флото-реагента-вспенивателя, что также влечёт к нарушению селективности процесса и снижению извлечения при разделении ценных компонентов в процессе флотации [4]. Все они производятся за рубежом, что усиливает импортную зависимость государства. Поэтому разработка эффективных составов и технологии получения новых композиционных химических вспенивателей на основе местного сырья и отходов производств Узбекистана является актуальной и своевременной задачей [3].
В связи с этим, целью данной работы является создание новых составов импортозамещающего недорогого композиционного химического флотореа-гента-вспенивателя на основе органоминеральных ингредиентов из местного и вторичного сырья с высокими флотационными свойствами, которые будут способствовать снижению расхода пенообразователя, повышению выхода извлечения и содержания ценных компонентов в концентраты для применения в процессе флотации руд цветных и благородных металлов в производственных условиях.
Объекты и методика эксперимента. Объектами исследования выбраны, в основном, отходы производств: модифицированная госсиполовая смола (отход
масложирового производства), инжекционно-адге-зионная фракция - (ИАФ) (отход производства спирта), глицерин, получаемый на основе отходов масложирового производства, конденсированная сульфит-спиртовая барда (КССБ) (отход производства спирта), поверхностное активное вещество - (ПАВ) и вода.
Полученные научные результаты и их обсуждение. Состав композиционного химического фло-тореагента-вспенивателя зависит от природы, вида, состава, сорбционных и физико-химических свойств органоминеральных ингредиентов и от содержания флотируемых руд. Поэтому с целью разработки эффективных составов композиционных химических флотореагентов-вспенивателей нами были изучены пенообразующая способность, устойчивость и физико-химические свойства разрабатываемых пенообразователей на водной и водно-спиртовой основе.
Флотационные реагенты-вспениватели являются основным средством воздействия на физико-химические свойства поверхности пузырька и частицы. В процессе флотации выход извлечения ценных компонентов зависит от размера пузырька и устойчивости пень в водной среде [5-6].
Для этого проводили лабораторные исследование по устойчивости пень синтезированных флотореаген-тов-вспенивателей. Пенообразующая способность и устойчивость пены растворов флотореагентов-вспе-нивателей определяли по ГОСТ 23409.26-78 [7].
В таблице 1 приведены результаты пенообразую-щей способности (П, %) и устойчивости (У, %) пены синтезированных флотореагентов-вспенивателей.
Таблица 1.
Устойчивость пены водных растворов разработанных флотореагентов-вспенивателей
Объем раствора, мл Время, мин Устойчивость пены, %
№ Образцы 0 5 10 20 30 Пенообразующую Примечание
Объем пены, мл способность,%
1. 1-состав 200 300 280 260 240 220 150 96 мелкие пены
после 30 мин 290 260 240 230 217
2. 2-состав 200 500 340 260 240 220 250 94 очень мелкие
после 30 мин 470 360 320 240 220 пены
3. 3-состав 200 330 310 300 290 290 165 не изм. крупные пены
после 30 мин 600 550 520 500 465
4. 4-состав 200 330 250 230 225 217 165 91 мелкие и круп-
после 30 мин 300 245 228 220 215 ные пены
5. Флотореагент Т-92 200 220 215 210 208 205 110 100 мелкие и крупные пены
после 30 мин 220 215 210 208 205
Из полученных данных видно, что разработанные образцы образуют пены различного размера. Образцы №1, №3 и №4 по способности пенообразова-ния лучше, чем остальные образцы, а образцы №1 и №3 по кинетике устойчивости пень дали хорошие результаты, чем образцы №2 и №4. Пены высотой от 60 см3 до 100 см3 формируется в течение 15 минут,
при этом интенсивного разрушения в объеме не наблюдали.
Механизм взаимодействия флотореагентов-вспенивателей в процессе флотации сульфидных руд цветных металлов можно представить следующим образом: для успешной флотации сульфидных руд цветных и благородных металлов их поверхность
№ 12 (81)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2020 г.
гидрофобизируется сульфгидрильными собирателями (ксантогенатами, аэрофлотами). Для химического закрепления анионов ксантогената на минеральной поверхности необходимо, чтобы на сульфидной поверхности начались процессы окисления серы. Все эти процессы происходят с помощью воздушного пузырька, который образуется при добавлении фло-тореагента-вспенивателя. Тогда происходит обменная реакция, которая имеет следующий вид:
Си8О4 + 2С2НЗ0С88Ш = (С2НЮС88)аСи + 2Ш+ + 8О42-
Анионы ксантогената химически связываются с ионами металлов, входят в кристаллическую решетку минерала. Закрепление собирателя и вспени-вателя носит мозаичный характер. Он закрепляется на наиболее активных участках энергетически неоднородной поверхности минералов с помощью фло-тореагента-вспенивателя. После обработки вспени-
вателем на поверхности сульфидов образуются гидрофобные нерастворимые соединения. В процессе флотации выход извлечения ценных компонентов зависит от размера пузырька и устойчивости пены в водной среде.
Разработанные композиционные химические флотореагенты-вспениватели в дальнейшем исследованы по извлечению цветных металлов флотационным методом обогащения в лабораторно-производственных условиях на ООФ ЦЛНТ АО «Алмалыкский ГМК» с участием сотрудников ГУП «Фан ва тарак-киет» с целью определения возможности использования новых реагентов-вспенивателей, в качестве альтернативы реагента Т-92.
Для лабораторных исследований использовалась проба текущей медно-молибденовой руды месторождения «Кальмакыр». Химический состав и фазовый анализ данной пробы приведен в таблицах 2, 3.
Таблица 2.
Химический состав руды
Наименование пробы Cu AhO3 MgO CaO SiO2 Sобщ Fe Mo Au Ag
Руда 2020 г. 0,36 16 3,58 2,7 43 1,8 4,9 0,0078 0,96 4,7
Как видно из таблицы, в составе руды имеются в малых количествах цветные и благородные металлы, которые нуждаются в обогащении.
Таблица 3.
Фазовый состав руды
Содержание фазовых составляющих Содержание Cu в сумме фракций, % Сульфидность, %
Окисленные минералы Сульфидные минералы
Свободные Связанные Первичные Вторичные
0,01 0,01 0,01 0,41 0,46 94,7
Первоначально было предоставлено пять образ- ленных с использованием экспериментальных образ-
цов вспенивателей № 1, 2, 3, 4, 5. Опыты на всех об- цов вспенивателей, сравнивались со стандартным
разцах проводились в открытом цикле с получением опытом, поставленным с Т-92. Полученные резуль-
чернового концентрата. Результаты опытов, постав- таты приведены в таблице.
Таблица 4.
Результаты опытов в открытом цикле на расход вспенивателей
Постоянные условия опытов: измельчение - 21 min. до содерж. кл.-0,071 mm 69%; в/м-9§/1;; СаО до рН 10,5-11,0. основная фл.: 5 min; kst.-17g/t; контрольная фл.: 7 min; kst - 7g/t;
Наименование продукта Выход, % Содержание, % Извлечение, % Примечание
Cu Cu
Концентрат основн. 4,41 8,0 84,91 Экспериментальный образец №1 30 g/t
Концентрат контр. 1,39 1,8 6,02
Концентрат чернов. 5,9 6,41 91,02
Хвосты отвал. 94,2 0,04 9,07
Исходная руда 100 0,42 100
Концентрат основн. 5,64 6,1 80,68 Экспериментальный образец №2 56 g/t
Концентрат контр. 1,79 1,5 6,3
Концентрат чернов. 7,63 5,00 86,78
Хвосты отвал. 92,57 0,06 13,02
Исходная руда 100 0,43 100
Концентрат основн. 5,94 5,9 81,37
№ 12 (81)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2020 г.
Наименование продукта Выход, Содержание, % Извлечение, % Примечание
% Cu Cu
Концентрат контр. 1,04 2,35 5,67 Экспериментальный образец №4 56 §/1
Концентрат чернов. 7,1 5,37 87,64
Хвосты отвал. 93,02 0,06 12,96
Исходная руда 100 0,43 100
При испытании образцов №3 и №5 при любых расходах пенообразование отсутствовало. По результатам опытов лучшие показатели получены с применением образца №1, извлечение меди в черновой концентрат составило 90,93% при качестве 6,51%, а из образцов №2 и №4 расход вспенивателя 1,8 раз больше чем образец №1. Извлечение меди в черновой концентрат составило 86,98%, 87,04% при качестве 4,99% и 5,37%.
Для подтверждения полученных результатов с применением флотореагента-вспенивателя образец №1 поставлены опыты на расход: (30, 40, 56 §/1). Для сравнения поставлены опыты со стандартным вспе-нивателем Т-92 с аналогичными расходами.
По полученным результатам опытов было показано, что с увеличением концентрации флотореагента-вспенивателя в растворе увеличивается извлечение меди и уменьшается содержание меди в черновом концентрате.
Выводы. На основе комплексного анализа результатов исследования можно сделать вывод о том, что разработанные флотореагенты-вспениватели образуют хорошую и устойчивую пену, соответствующие существующего флотореагента-вспенивателя марки Т-92.
Таким образом, полученные результаты показывают, что с применением композиционного химического флотореагента-вспенивателя, разработанного сотрудниками ГУП «Фан ва тараккиет» и ООО «К0МР071Т КАК0ТЕХШЬ001УА81», в сравнении со стандартным вспенивателем Т-92 при одинаковых расходах получены практически равноценные показатели по извлечению меди и качеству чернового концентрата и рекомендованы к применению в процессе флотации руд цветных и благородных металлов в условиях АО «Алмалыкский ГМК».
Список литературы:
1. Матвеева Т.Н., Иванова Т.А. Исследование, разработка и апробация новых классов флотационных реагентов для извлечения цветных и благородных металлов из труднообогатимых руд / Плаксинские чтения. 2017, с. 21-24.
2. Хурсанов А.Х., Негматов С.С., Негматова К.С., Икрамова М.Э., Рахимов Х.Ю. Структура, химический состав и физико-химические свойства руды и органоминеральных ингредиентов на основе местного и вторичного сырья и разработка импортозамещающих композиционных химических флотореагентов - вспенивателей на их основе для применения в процессе флотации руд в АО «Алмалыкский ГМК» // Композиционные материалы. 2020. №1. С. 3-12.
3. Хурсанов А.Х., Негматов С.С., Негматова К.С., Икрамова М.Э., Рахимов Х.Ю, Негматов Ж.Н. Исследование новых композиционных химических флотореагентов-вспенивателей на основе местного и вторичного сырья для применения в процессе флотации руд цветных металлов в АО «Алмалыкский ГМК». // Композиционные материалы. 2020. №2. С. 50-54.
4. Кенжалиев Б.К., Тусупбаев Н.К., Медяник Н.Л., Семушкина Л.В. Изучение физико-химических и флотационных характеристик композиционных флотореагентов // Разработка полезных ископаемых. 2019, Т. 17, № 3, с. 4-11. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2019-17-3-4-11.
5. Родина Т.Ф. Флотационные реагенты / Учебное пособие для самостоятельной работы по органической химии // Благовещенск: АмГУ, 2015, с. 36.
6. Хурсанов А.Х., Негматов С.С., Негматова К.С., Икрамова М.Э. Изучение особенности классификации фло-тореагента - вспенивателя применительно в процессе флотации для обогащения руд цветных и благородных металлов. // Композиционные материалы. 2019. № 3. С. 80.
