Влияние ультразвуковой обработки на технологические показатели флотации углеролсолержащего материала Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

- © Т.Н. Александрова, Н.М. Литвинова,

A.B. Рассказова, Р.В. Богомяков, 2015

УДК 622.765.4

Т.Н. Александрова, Н.М. Литвинова, А.В. Рассказова, Р.В. Богомяков

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ФЛОТАЦИИ УГЛЕРОЛСОЛЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния предварительной ультразвуковой обработки (УЗО) графитизированных черносланцевых пород на технологические показатели флотационного обогащения. Установлено, что происходит снижение содержания углерода в сульфидном концентрате в пробах, подвергнувшихся УЗО, что подтверждает удаление поверхностной графитистой пленки с сульфидных минералов под действием УЗО. Анализ данных показывает, что УЗ воздействие позволяет получить содержание углерода в продуктах флотационного обогащения, недостижимое при стандартных условиях обогащения. На основании полученных экспериментальных данных выявлена эффективность применения предварительной ультразвуковой (УЗ) обработки суспензии перед флотацией для диспергирования графитово-силикатных агрегатов.

Ключевые слова: графитизированные черносланцевые породы, ультразвуковая обработка, частота, графитовая флотация, сульфидная флотация.

На краткосрочную перспективу (2014-2020 гг.) обоснованы приоритетные направления развития поисковых исследований в области комплексной и глубокой переработки природного и техногенного минерального сырья в Российской Федерации, включающие в себя: совершенствование физических и физико-химических методов и методологии прогнозной минералого-технологической оценки труднообогатимого и нетрадиционного сырья; создание высокоэффективных энергосберегающих технологий рудоподготовки и селективной дезинтеграции тонковкрап-ленных руд сложного вещественного состава; повышение контрастности технологических свойств минералов на основе применения физико-химических и энергетических ме-

толов воздействия, в том числе ультразвука; создание новых экологически безопасных технологических процессов комплексной переработки сырья на основе сочетания собственно обогащения и гидрометаллургии, а также разработки сухих технологий обогащения [1].

В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния предварительной ультразвуковой обработки (УЗО) графитизированных черносланце-вых пород на технологические показатели флотационного обогащения. Основным разрушающим фактором при воздействии ультразвука на графитизированные породы является кавитация - образование в жидкости пульсирующих пузырьков, заполненных паром, газом и их смесью. В общем случае кавитация может создаваться как за счёт действия ультразвуковой волны большой интенсивности (акустическая кавитация), так и за счёт сильного локального понижения давления в жидкости вследствие больших скоростей течения (гидродинамическая кавитация) [2].

Цель ультразвуковой обработки суспензии перед флотацией графитсодержащих материалов - диспергирование графитово-силикатных агрегатов, снятие поверхностной графитистой пленки с сульфидных минералов.

Экспериментальные исследования процесса флотационного извлечения ценных компонентов были проведены на исходной пробе Тургеневского проявления графитизи-рованных сланцев, предварительно подвергнутой ультразвуковой обработке на приборе УЗДН 2Т с варьированием режимов. Пробы, прошедшие ультразвуковую обработку, поступали на флотацию с использованием комплекса реагентов. Для сравнения проводилась флотация материала без предварительной ультразвуковой обработки пульпы. Для аналитического контроля результатов флотационного обогащения проводились спектрохимический и спектральный анализы.

Исследование по флотационному обогащению с предварительным ультразвуковым воздействием проводились по схеме (рис. 1).

Поисковые эксперименты по предварительной УЗО пульпы проводились при продолжительности воздействия 5, 7 и 10 мин.

ультразвуковая обработка Графнтнзированнын слапси (-0,15 мм)

керосин сосновое масло,

Основная графитовая флотация (20 мин)

кЧ'|КН11П

с ее II оное масло

Графн I ним и концепт [|:п

контро.тмкш

|..... I I мм

I : 1'||'.| м| | кц

сульфидная ф.шыцнн 14""^

II перечистка

Прим.

Прпцукт

Графитовый концентрат

Пром. Продукт 2

сульфидный концентрат

Рис. 1. Схема флотационных исследований

СийО^

б) 1II ИЧЧ.1И

+ |Т)ОаМИДОНЫ Й ксантогенйты (1:1) сосновое масло

Наблюдается тенденция, при которой происходит рост содержания углерода в продуктах обогащения при применении предварительной УЗО. Причем, при обработке ультразвуком частотой 22 кГц существенный прирост содержания углерода происходит в пром. продукте 2, а частотой 44 кГц - в пром. продукте 1. Данные по содержанию углерода в продуктах флотационного обогащения графитизированных сланцев при различной частоте предварительной ультразвуковой обработки и продолжительности воздействия приведены на рис. 2.

О 5 7 ю

продолжительность во ¡деиевпя, мин

Рис. 2. Содержание углерода в продуктах флотационного обогащения графитсодержашего материала Тургеневского месторождения

О 5 7 10

Продолжительность УЗ обработки, шин

Рис. 3. Влияние продолжительности УЗО на содержание углерода в сульфидном концентрате

Анализ данных показывает, что УЗО частотой 44 кГц продолжительностью 5 мин. позволяет получить прирост содержания углерода в пром.продукте 2 с 4,75 % до 22,94 %. При УЗ обработке частотой 22 кГц происходит рост содержания углерода в пром.продукте 1 с 19,48 % до 23,64 %.

Влияние времени обработки УЗ на содержание углерода в сульфидном концентрате показано на рисунке 3.

Снижение содержания углерода в сульфидном концентрате в пробах, подвергнувшихся УЗО, подтверждает удаление поверхностной графитистой пленки с сульфидных минералов под действием УЗО.

Вывод

Анализ данных показывает, что УЗ воздействие позволяет получить содержание углерода в продуктах флотационного обогащения, недостижимое при стандартных условиях обогащения. На основании полученных экспериментальных данных выявлена эффективность применения предварительной ультразвуковой (УЗ) обработки суспензии перед флотацией для диспергирования графитово-силикатных агрегатов, снятия поверхностной графитистой пленки с сульфидных минералов.

Использование ультразвукового воздействия позволяет достичь благоприятного перераспределения углерода в графитовый концентрат флотации и снижением его извлечения в сульфидный концентрат по сравнению с вариантом без предварительной обработки реагента.

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы Президиума РАН № 15-1-2-060

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чантурия Б.А. Приоритетные направления исследований в области переработки минерального сырья / В. А. Чантурия, Л. А. Вайсберг, А П.. Козлов // Обогащение руд. - № 2. - 2014. - С. 3-9.

2. Черных С. И. К вопросу изучения влияния ультразвука, магнитных полей и электрического тока на флотацию золота / С. И. Черных, О. И. Рыбакова, Н. М. Лебедев, Т. И. Жирнова // Цветная металлургия. - № 6. -2003. - 15 с. 5Ш

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Александрова Т.Н. - доктор технических наук, заведующий кафедрой, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», igd@rambler.ru,

Литвинова Н.М. - кандидат технических наук, заведующий лабораторией, nauka22@yandex.ru,

Рассказова А.В. - младший научный сотрудник, annbot87@mail.ru, Богомяков Р.В. - младший научный сотрудник, roma. bogomyakov@mail .ru, Институт горного дела ДВО РАН.

А

UDC 622.765.4

INFLUENCE OF ULTRASONIC TREATMENT TO TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF CARBON-CONTAINING MATERIAL FLOATATION

Aleksandrova T.N., Dr. Sc. of Engineering, head of a chair, National mineral resources university «Mining», Russia,

Litvinova N.M., Ph.D. of Engineering, head of laboratory, FEB RAS Mining Institute, Russia,

Rasskazova A.V., junior researcher, FEB RAS Mining Institute, Russia, BogomyakovR.V., junior researcher, FEB RAS Mining Institute, Russia.

The results of experimental research of preliminary ultrasonic treatment (UST) of graphitized black shale rock are presented in this work; the influence of UST to technological parameters of floatation is established. It was determined that the carbon content decreases in sulfide concentrate after UST; this fact confirms the removal of carbon film from sulfide minerals as the result of UST treatment. Data analysis reveals that UST allows to obtain carbon content in flotation concentrate unachievable for standard concentration conditions. On the basis of obtained data the effectiveness of UST of pulp before the floatation for dispersion of carbon-silicate aggregations was confirmed.

Key words: graphitized black shale rock, ultrasonic treatment, frequency, grafite floatation, sulfide floatation.

ACKNOWLEDGEMENTS

The work was financially supported by Program of Presidium of RAS № 15-I-2-060.

REFERENCES

1. Chanturiya, V.A. Prioritetnye napravleniya issledovanij v oblasti pererabotki miner-al'nogo syrya (Research priorities in the field of processing of mineral raw materials) / V.A. Chanturiya, L.A. Vajsberg, A P..Kozlov // Obogashhenie rud. No 2. 2014. pp. 3-9.

2. Chernyx, S.I. K voprosu izucheniya vliyaniya ul'trazvuka, magnitnyx polej i elek-tricheskogo toka na flotaciyu zolota (To study the effect of ultrasound, magnetic fields and electric current on the flotation of gold) / S. I. Chernyx, O. I. Rybakova, N. M. Lebedev, T.I. Zhirnova // Cvetnaya metallurgiya. No 6. 2003. 15 p.