CC BY
49
УДК 669.71:502.3 Ёлкин Константин Сергеевич,
начальник отдела кремния ИТЦ ООО «РУСАЛ», тел. 8-906-9729925, e-mail: k.yolkin@mail.ru
Карлина Антонина Игоревна, ведущий научный сотрудник отдела инновационных технологий ФТИ, Иркутский национальный исследовательский технический университет, тел. 89501201950, e-mail: karlinat@mail.ru
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА КРЕМНИЯ
K. S. Yolkin, A I. Karlina
THEORETICAL AND EXPERIMENTAL STUDIES OF THE PARAMETERS OF THE HARDWARE-TECHNOLOGICAL SUPPORT OF THE PRODUCTION OF SILICON
Аннотация. В статье проведен анализ аппаратов для подготовки газов к очистке. Выделены основные этапы предварительной подготовки газов, необходимой при любом методе очистки. Изучена система газоочистки печей № 1 и 2 первой очереди предприятия ЗАО «Кремний», оснащенной РТП мощностью 16,5 МВА. Приведены параметры газоочистки РТП № 3 и 4 ЗАО «Кремний»: производительность установки по газу; запыленность газов на входе в систему газоочистки; запыленность очищенного газа; гидравлическое сопротивление; степень пылеулавливания; КПД установки; оптимальное рН раствора; оптимальная дозировка коагулянта; содержание твердого в осветленном растворе; влажность шлама. Рассмотрен мировой опыт и аппаратурное обеспечение производства кремния. Описаны последние тенденции применения и совершенствования технологии газоочистки при производстве кремния. Рассмотрена двухступенчатая схема газоочистки печи для выплавки кремния с рукавными фильтрами.
Ключевые слова: производство кремня, сухая газоочистка, мокрая газоочистка, аппараты для подготовки газов к очистке.
Abstract. The article analyzes the apparatus for the preparation of gas cleaning. The basic stages of pretreatment of gases required for any method of purification are defined. the system of gas purification furnaces № 1 and 2 of the first stage of the enterprise JSC «Silicon», equipped with a capacity of 16.5 MVA RTP is studied. The parameters of the gas cleaning RTP number 3 and 4 of JSC «Silicon» are given: the performance of the installation of gas; dust of gas entering the gas cleaning system; dust of clean gas, flow resistance, the degree of dust collection; efficiency of the plant; optimum pH; the optimal dosage of the coagulant; solids content in the clarified solution; moisture sludge. Considered the world experience and hardware to ensure the production of silicon. We describe the use of the latest trends and improve gas cleaning technology in the production of silicon. We consider a two-stage scheme of gas purification furnaces for melting silicon bag filters.
Keywords: silicon production, dry gas cleaning, wet gas cleaning, apparatus for preparing gas cleaning.
Аппараты для подготовки газов
к очистке
В качестве аппаратов предварительной очистки газов от пыли широкое применение нашли инерционные пылеуловители (рис. 1), представляющие собой вертикальные пылеосади-тельные камеры, имеющие гидравлическое сопротивление 150-300 Па и степень пылеулавливания частиц крупнее 25-30 мкм - 65-85 %.
Предварительная подготовка газов необходима при любом методе очистки и предусматривает:
- выделение крупных частиц пыли, горящих частиц угля и древесины, абразивных материалов - кварцита и карбида кремния;
- охлаждение газов до температур, допускающих нормальную работу всей системы;
- оптимизацию состава газов для снижения удельного электрического сопротивления при использовании электрофильтров путем подачи кондиционирующих присадок (паров, газов и т. п.).
Предварительное выделение наиболее крупных частиц пыли дает возможность защиты от зарастания и абразивного износа трубопроводов, форсунок, труб Вентури, дымососов и т. д.
В установках тканевой фильтрации улавливание крупной пыли предотвращает прожег рукавов горящими и раскаленными частицами, а также возгорание рукавов в результате накопления горящих частиц в бункерах рукавных фильтров.
В схемах с рукавными фильтрами, работающими под напором, предварительное пылеулавливание способствует увеличению срока службы тканевых рукавов и дымососов.
Скорость газов в вертикальной пылеосади-тельной камере может достигать 1 м/с. Основной недостаток пылеосадительных камер - большие габариты и сложность размещения на промпло-щадке.
Возможно применение горизонтальных камер с вертикальными пылеосадительными элементами. Скорость газа в их полном сечении увеличена до 4-5 м/с. По габаритам они могут более удачно размещаться на промплощадке и занимать меньше полезной площади. Эти аппараты характеризуются степенью улавливания пыли до 15 %.
Еще более компактными являются прямоточные циклоны со скоростью газов 5-8 м/с и гидравлическим сопротивлением 0,6-1,5 кПа. Их футеровка обеспечивает длительную эксплуатацию в
Рис. 1. Аппараты предварительной очистки газов от пыли: 1 - вертикальная пылеосадительная камера; 2 - горизонтальная пылеосадительная камера с вертикальными пылеосадительными элементами;
3 - прямоточный циклон
условиях интенсивной абразивной нагрузки в системах мокрой газоочистки.
В схемах газоочистки, не предусматривающих охлаждение газов, для предварительного пылеулавливания возможно применение циклонов с возвратно-поступательным движением газа. Возможно также применение батарейных циклонов. Аппараты мокрой газоочистки Система газоочистки печей № 1 и 2 первой очереди предприятия ЗАО «Кремний», оснащенной РТП мощностью 16,5 МВА, состоит из трех параллельных технологических ниток. Каждая нитка оборудована камерой предварительной очистки, дымососом, установленным до очистки,
низконапорным струйным промывателем (1-я ступень), высоконапорной трубой Вентури (2-я ступень) и циклонным каплеуловителем. Вторая ступень состоит из двух труб Вентури диаметром 100 мм и струйного промывателя. Трубы орошаются содовым раствором, осветление которого осуществляется в двухсекционном отстойнике периодического действия. Осветленный раствор подается на орошение, шлам периодически откачивается на шламовое поле. Гидравлическое сопротивление двух ступеней очистки 9,7-10,8 кПа.
Между тем степень пылеулавливания данной системы едва достигает 90 %. Причина посредственных результатов очистки - недостаточ-
ный напор и работоспособность вентиляторов, циркуляционных насосов, забивание системы орошения и труб Вентури 2-й ступени из-за высокого содержания твердых веществ в орошаемом растворе.
В последующем установка газоочистки была дополнена камерой предварительной очистки, которая позволила выводить из газов до 30 % наиболее крупной и тяжелой пыли, содержащей карбид кремния, и улучшить показатели 1-й и 2-й ступеней мокрой очистки. В результате степень пылеулавливания возросла до 95 %.
Установка газоочистки РТП № 3 и 4 (16,5 МВА) для каждой печи состоит из четырех параллельных технологических ниток, объединенных магистральным газоходом, по которому подается газ от печных укрытий. Каждая нитка включает в себя циклон предварительной очистки, два последовательно установленных дымососа ВМ-20А, один скруббер (1-я ступень) и 4 параллельно установленных трубы Вентури с циклонами-каплеуловителями (2-я ступень). Три нитки газоочистки - рабочие, одна - резервная.
Последовательная установка после циклона предварительной очистки двух дымососов обеспечивает достаточный напор газов в системе труб Вентури и высокую степень очистки при необходимом объеме газоотсоса. Этому способствует индивидуальная система орошения обеих ступеней мокрой газоочистки.
Система осветления растворов газоочистки включает в себя коагуляционную установку для приготовления реагентов и два радиальных отстойника. В качестве коагулянта применяется железный купорос.
Работа установки оценивается как хорошая. Ниже приводятся некоторые параметры газоочистки РТП № 3 и 4 ЗАО «Кремний»:
- производительность установки по газу -211 тыс. нм3/ч;
- запыленность газов на входе в систему газоочистки - 3,64 г/нм3;
- запыленность очищенного газа - 0,026
г/нм3;
- гидравлическое сопротивление:
1-й ступени - 1-2 кПа,
2-й ступени - 11,5-15 кПа;
- степень пылеулавливания - 97-99 %;
- КПД установки - 90 %;
- оптимальное рН раствора - 8;
- оптимальная дозировка коагулянта - 275
мг/т;
- содержание твердого в осветленном растворе - 5 г/л;
- влажность шлама - 95 %.
Установка газоочистки РТП № 5 второй очереди ЗАО «Кремний», оборудованной печами мощностью 25 МВА, представляет собой усовершенствованный вариант более производительной газоочистки. Предварительная ступень очистки состоит из 10 параллельно установленных спирально-конических циклонов диаметром 3,6 м каждый.
Для защиты дымососов от воздействия высоких температур предусмотрен клапан присадки атмосферного воздуха и система впрыска воды с помощью насосов. Клапан и впрыск включаются последовательно, если температура газов начинает превышать 130 °С.
Очистка в каждой нитке производится под напором двух последовательно соединенных дымососов в полом скруббере диаметром 2,3 м и далее в блоке из 4 труб Вентури диаметром 300 мм с циклоном-каплеуловителем диаметром 1,5 м. Скруббер предназначен для улавливания диоксида серы, предварительной очистки от крупной пыли и подготовки газов к очистке от мелкой пыли. Схема завершается циклоном-каплеуловителем и дымовой трубой.
Газоочистная установка, состоящая из 10 спирально-конических циклонов предварительной очистки, 8 полых скрубберов 1-й ступени очистки, 32 труб Вентури 2-й ступени очистки, 32 цикло-нов-каплеуловителей, очищает 410 тыс. нм3/час газов, снижает содержание пыли и 802 с 2500 мг/нм3 и 230 мг/нм3 соответственно до 250-125 мг/нм3 и 34,5 мг/нм3, при степени очистки газов от пыли на уровне 90-95 % и от 802 - 85 %.
Опыт эксплуатации установок мокрой газоочистки показал, что они могут обеспечить достаточно высокие показатели очистки от пыли. Однако удаление из газов 85 % оксидов серы нельзя признать удовлетворительным результатом.
Большим недостатком мокрых установок является низкая эксплуатационная надежность дымососов, быстрый абразивный износ рабочих колес вентиляторов.
Установки совершенствовались за счет применения в голове системы простых и работоспособных аппаратов предварительного пылеулавливания наиболее крупной и абразивной пыли в сухом виде.
Высокое гидравлическое сопротивление цепи аппаратов, повышенный расход электроэнергии, зарастание аппаратуры, трубопроводов, магистралей растворного хозяйства тонкой пылью, большие размеры мокрой аппаратуры и другие недостатки ставят вопрос о поисках иных, более
надежных и простых методов очистки газов с одновременным использованием их физического тепла и теплотворной способности.
Аппараты сухой очистки
Анализ деятельности зарубежных фирм по очистке газов печей для выплавки кремния показал, что наилучшие результаты как по степени пылеулавливания, так и по экономическим показателям получены на установках тканевой фильтрации. Фирмы США, Японии, Франции, Норвегии, Италии, Испании, Чехии и другие производители кремния и высококремнистых ферросплавов применяют для очистки газов рукавные фильтры. Большинство установок разработано фирмами «Виллабрайтор» (США, Англия), «Флект» (Швеция), «Цеаг Доминит» (Австралия, Германия), «Прат Даниелъ» (Франция), «ИЕУ» (Франция).
Важнейшим фактором, определяющим технико-экономические показатели газоочистных установок, является выбор конструкции фильтра и фильтровального материала. Фильтровальные материалы должны обладать следующими свойствами:
- способностью отфильтровывать тончайшие частицы пыли, содержащиеся в печных газах;
- возможностью длительное время сохранять фильтрующие свойства при условии систематической очистки обратной продувкой, встряхиванием или комбинацией этих воздействий на ткань для очистки поверхности;
- стойкостью ткани к длительному пребыванию в условиях высокой температуры, химической агрессивности газов и механических воздействий (встряхивания, продувки или вибрации);
- гладкой, скользкой поверхностью, способствующей максимальной полноте регенерации;
- минимальной толщиной волокон и структуры ткани, обеспечивающей высокую степень фильтрации мелкодисперсной пыли;
- малой поверхностной плотностью, обеспечивающей снижение гидравлического сопротивления;
- неизменностью геометрических размеров рукавов при длительном воздействии температуры и механических нагрузок, особенно при применении крупноразмерных рукавов;
- высокой химической стойкостью против гидролиза, которая становится особенно важной при применении систем оросительного охлаждения.
В настоящее время применяются ткани с сатиновым переплетением, имеющие поверхностную плотность 100-500 г/м2 и нетканые материалы с массой 300-600 г/м2. Они имеют более равномерное распределение пор и более высокую, по сравнению с другими типами тканей, воздухопро-
ницаемость и степень пылеулавливания, но при этом не обладают более высоким гидравлическим сопротивлением.
Для рукавных фильтров газоочистки РТП применяются ткани и нетканые материалы на основе следующих волокон: полиакрил, полиэфирное волокно, ароматический полиамид-номекс, стеклоткань.
Широкое распространение получили высокотемпературные стеклоткани (номекс, аксалон), позволяющие работать без охлаждения или с частичным охлаждением газа и упростить схему установки.
Стеклоткани используются на заводах Франции, Норвегии, Японии и других стран. Для увеличения устойчивости к изгибу стеклоткани подвергаются обработке силиконо-графитовой эмульсией. Срок службы такой ткани составляет до 5 лет.
Фирмой «Дюпон» (США) разработана высокотемпературная ткань на основе полиамидного волокна (аравид) с термостойкостью до 204 °С.
Необходимо отметить, что выбор фильтровальных тканей крайне ограничен, поиск новых материалов для газоочистки продолжается как в нашей стране, так и за рубежом.
Преобладающее большинство фильтрующих установок имеют напорное исполнение с установкой дымососов перед ними. В сравнении с фильтрами, работающими под разряжением, напорные фильтры компактнее, проще по конструкции. При этом возможна регенерация фильтровальных тканей обратной продувкой с наименьшим износом рукавов, что увеличивает срок службы фильтра.
Положительные результаты очистки газов достигаются за счет значительной фильтрующей поверхности (до 3-8 тыс. м2), посредством установки от 1 до 16 тыс. рукавных фильтров диаметром 130-300 мм и высотой 3-10 м. Рукава компонуются в 12-20 секций по несколько десятков фильтров в каждой. Сквозное гидродинамическое сопротивление установок колеблется в пределах 1,6-4,4 кПа. Температура газов на входе 100180 °С. КПД пылеулавливания установок до 97 %.
Регенерация (восстановление) фильтров осуществляется обратной продувкой воздуха с параметрами, превосходящими режим фильтрации (1,4 м/мин против 0,65 м/мин при фильтрации).
Для интенсификации процесса регенерации фильтров применяется интенсивная система, включающая обратную продувку, усиленную вибровстряхиванием в горизонтальной плоскости эксцентриком со скоростью вращения 760 об/мин.
Машиностроение и машиноведение
Наиболее эффективной оказалась регенерация с применением импульсов (0,2 сек.) сжатого воздуха, который подается в рукава с обратной стороны фильтра и эффективно встряхивает и выдувает накопившийся слой пыли.
Фильтрующая площадь импульсных фильтров может быть уменьшена в 1/2-1/3 раза по сравнению с площадью фильтров с обратной продувкой. Этот вариант ценен в цехах с ограниченными площадями при их реконструкции.
На рис. 2 показана схема газоочистки печей для выплавки кремния на заводе «Электробосна» (Югославия).
Системы продувки фильтров во всех случаях достаточно сложны и должны быть полностью механизированы и автоматизированы. Только в этом случае могут быть достигнуты высокие результаты по очистке газов. То же можно сказать и о системах удаления пыли.
Рукавные фильтры используются для очистки газов печей различной мощности с объемом отходящих газов от 100 до 600 тыс. нм3/ч. Температура газов перед рукавными фильтрами как правило колеблется в пределах 100-240 °С и даже 290 °С, температура перед газоочистной установкой достигает 110-400 °С.
В ряде случаев осуществляется предварительное охлаждение газов в кулере, осадительной
камере или в охладителях полного испарения. Скорость фильтрации обычно не превышает 0,6 м/сек. Материал фильтров - в основном стеклоткань с силиконо-графитовой пропиткой, а также номекс и флект. Срок службы 3-4 года. Фильтрующие элементы обычно цилиндрические диаметром 300 мм и высотой 9-10 м.
На рис. 3 представлена двухступенчатая схема газоочистки Запорожского алюминиевого комбината.
Регенерация поверхности фильтров - обратная продувка и встряхивание. Фильтрующая поверхность от 14 до 40 тыс. м2. Содержание пыли в отходящих газах от 10 до 50 мг/нм3, КПД пылеулавливания до 100 %.
В последние годы в подобных схемах начали применять импульсные фильтры с рукавами из нетканых материалов на основе волокна «номекс» и полиэфирного волокна [19, 20].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Шахрай С.Г. Сульфат натрия при производстве алюминия: проблемы и перспективы // Вестник ИрГТУ. -2011. № 8. С. 148-154.
2. Способ переработки твердых фторуглеродсодержа-щих отходов электролитического производства алюминия. : пат. 2429198 / Афанасьев А.Д., Ржечиц-
Рис. 2. Схема газоочистки кремнеплавильных печей на заводе «Электробосна»: 1 - газы от печи; 2 - циклон; 3 - дымосос; 4 - рукавный фильтр; 5 - циклон; 6 - гранулятор; 7 - газы в дымовую трубу
кий А.Э., Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Пань-ков С.Д., Иванов Н.А. : опубл. 20.09.2011.
3. Промышленные испытания опытных электролизеров с обожженными анодами при повышении силы тока с 300 до 330 КА / Богданов Ю.В. и др. // Цветные металлы. 2009. № 2. С. 47-50.
4. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Тенигин А.Ю. Технологические решения по охране окружающей среды при производстве алюминия : Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2013. 159 с.
5. Шахрай С.Г., Кондратьев В.В., Белянин А.В. Энерго- и ресурсосбережение в производстве алюминия. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2014. 146 с.
6. Кондратьев В.В., Немаров А.А., Иванов Н.А., Кар-лина А.И., Иванчик Н.Н. Теория и практика процессов флотационного обогащения наноразмерных сред. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2015. 160с.
7. Исследование и разработка комплексной технологии утилизации твердых фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства : дис. ... канд. техн. наук. : 05.16.02 / В.В. Кондратьев. Иркутск, 2007. 164 с.
8. Кондратьев В.В., Николаев В.Н. Технологические решения по энергосбережению и снижению капиталоемкости систем газоудаления и газоочистки металлургических производств // Металлург. 2014. № 5. 96 с.
9. Ершов В.А., Сысоев И.А., Кондратьев В.В., Богданов Ю.В., Камаганцев В.Г. Управление концентра-
цией глинозема в электролите при производстве алюминия // Металлург. 2011. №11. С. 96-101.
10. Ершов В.А., Кондратьев В.В., Сысоев И.А., Мехнин А.О. Извлечение наночастиц углерода из фторированного глинозема при производстве алюминия // Металлург. 2012. № 12. С. 74-78.
11. Исследования и разработка рецептуры наномоди-фицированного чугуна для ниппелей анодов алюминиевых электролизеров / В.В. Кондратьев и др. // Металлург. 2012. №1. С. 69-71.
12. Утилизация фторсодержащих отходов алюминиевых заводов путем внедрения технологии получения низкомодульного регенерационного криолита / Соболев С.А. и др. // Экология и промышленность России 2009. № 5. С. 38-42.
13. Афанасьев А.Д., Иванов Н.А., Ржечицкий А.Э., Кондратьев В.В. Наночастицы углерода в отходах производства алюминия и их модифицирующие свойства // Вестник ИрГТУ. 2009. № 4. С. 13-17.
14. Кондратьев В.В., Иванов Н.А., Ржечицкий Э.П., Сысоев И.А. Перспективы применения нанотехнологий и наноматериалов в горно-металлургической промышленности // Вестник ИрГТУ. 2010. № 1. С. 168174.
15. Новые технологические решения по переработке отходов кремниевого и алюминиевого производств Кондратьев В.В. и др. // Металлург 2013. № 5. 2013. С. 92-95.
16. Технологические решения по энергосбережению и
Рис. 3. Двухступенчатая схема газоочистки печи для выплавки кремния с рукавными фильтрами Запорожского алюминиевого комбината: 1 - РТП; 2 - укрытие печи; 3 - укрытие летки; - вентилятор летки; 5, 6 - свеча; 7 - узел форсуночного искрогашения; 8 - узел охлаждения подсосом атмосферного воздуха; 9 - рукавный фильтр; 10 - шлюзовой затвор; 11 - шнековый элеватор; 12 - мешалка; 13 - шламовый насос; 14 - дымосос; 15 - скруббер; 16 - циркуляционный насос; 17 - насос откачки. Степень очистки газов: по пыли - 85-90 %; по 802 - 80 %
4
Машиностроение и машиноведение
снижению капиталоемкости систем газоудаления и газоочистки алюминиевых производств / Кондратьев В.В. и др. // Металлург. 2013. № 9.С. 27-30.
17. Кондратьев В.В., Шахрай С.Г. Исследования и разработка предложений по оптимизации аэродинамических параметров систем газоудаления от электролизеров Кандалакшского и Богословского алюминиевых заводов // Вестник ИрГТУ. 2011. № 6. С. 9198.
18. Кондратьев В.В., Афанасьев А.Д., Богданов Ю.В. Изучение термической регенерации фтора из угольной пены (отхода алюминиевого производства) // Цветные металлы. 2011. № 7. С. 36-38.
19. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В. Экологическая и экономическая эффективность переработки растворов газоочистки и фторуглеродсодержащих отходов производства алюминия // Экология и промышленность России. 2011. № 8. С. 28-31.
20. Сысоев И.А., Ершов В.А., Богданов Ю.В., Кондратьев В.В. Исследование влияния технологических факторов на температурные характеристики электролитов при производстве алюминия // Вестник ИрГТУ. 2010. № 2. С. 193-198.
УДК 628.54 Немаров Александр Алексеевич,
доцент кафедры информатики института кибернетики, Иркутский национальный исследовательский университет,
тел. 8-9643-58-38-84, e-mail: nemarov@mail.ru Лебедев Николай Валентинович,
ведущий инженер отдела лазерной физики ФТИ, Иркутский национальный исследовательский университет,
тел. 8-3952-723-989, e-mail: leniv@istu.edu
РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ФЛОТАЦИОННЫХ МАШИН И ОЦЕНКА ИХ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
A. A. Nemarov, N. V. Lebedev
DEVELOPING THE SCIENTIFIC BASIS OF THE FLOTATION MACHINE PRODUCTIVITY INCREASING AND EVALUATION OF ECONOMIC EFFICIENCY
Аннотация. По результатам лабораторных флотационных экспериментов был разработан способ разделения наноразмерных частиц (патент РФ № 2500480). Выявлены проблемы флотационного разделения наночастиц в традиционных механических флотомашинах. Определены оптимальные размеры исходных пузырьков, выходящих из аэратора, тип аэратора, высота пенного слоя во флотомашине и её геометрия. Выявлено, что пенный слой пенной сепарации частиц должен быть как можно больше. В толстом слое обводненной пены микросферы, наносферы и наношарики кремнезема смываются в камерный продукт по межпузырьковым каналам. Флотационные пузырьки воздуха должны быть нано- и микро-крупности. В качестве аэратора следует использовать пневмогидравлический аэратор. Геометрия флотомашины должна позволять сепарацию пузырьков по крупности. Определено, что используемые реагенты (пенообразователи, собиратели) должны быть более растворимые в воде, чем традиционные.
Ключевые слова: нанопузырьки, микропузырьки, углеродные нанотрубки, пенная флотация, наношарики и сферы SiO2, астралены.
Abstract. Based on the results of laboratory flotation experiments the method of separation of nanoscale particles was developed (RF patent № 2500480). Problems in the flotation separation of nanoparticles in conventional mechanical flotation cells. The optimum dimensions of the original bubbles coming out of the aerator, the type of aerator, the height of the froth layer of the flotation machine and its geometry are defined. It is revealed that the foam layer of foam separator of the particles should be as large as possible. In a thick layer of waterlogged foam microspheres, nanoballs of and nanosilica silica are washed into the chamber product through interbubble channels. Flotation air bubbles must be of nano- and micro-size. As the aerator pneumohydraulic aerator should be used. The geometry of the machine should allow the separation of bubbles by size. It is determined that reagents (frothers, collectors) should be more soluble in water than the traditional.
Keywords: nanobubbles, microbubbles, carbon nanotubes, froth flotation, nanospheres of SiO2, nanoballs of SiO2, astralen nanoparticles.
Введение
Флотация частиц, имеющих линейный размер меньше 300 микрон, представляет большую трудность при обогащении полезных ископаемых. Как написано в одной технической энциклопедии [1]: «При значительном увеличении степени дисперсности, т. е. уменьшении размеров частиц, при переходе в область шламов (вблизи коллоидной области) флотируемость всегда обращается в нуль». Перечислим основные негативные факторы, влияющие на их флотацию.
При флотации данных частиц в обычной механической импеллерной флотомашине состав пенного продукта в большинстве случаев практически не изменяется по сравнению с исходным продуктом. Такие частицы уже подвержены броуновскому движению и легко выносятся через сливной порог флотомашины.
При обычной флотации даже существенно гидрофилизированные наночастицы за счет пленочной флотации переходят в пенный продукт, так как размер обычных флотационных пузырьков значительно превышает размер наночастиц и мик-
