Реферат: Самыгин В. Д., Шехирев Д. В., Филиппов Л. О., Бочаров В. А, Григорьев П. В., Игнаткина В. А

Алгоритм расчета схем селективной флотации1
Самыгин В.Д., Шехирев Д.В., Филиппов Л.О., Бочаров В.А, Григорьев П.В., Игнаткина В.А. (МИСиС)

Разработка оптимальных схем селективной флотации является сложной и трудоемкой задачей.

Развитие теории разделения с одной стороны [1,2,3,4], а также методов исследования вещественного состава минеральных комплексов с другой [5,6] создали предпосылки для разработки методологии построения оптимальных комбинированных технологических схем для комплексной переработки сырья. Основные достижения в этой области связаны с применением методов анализа изображения для определения фракций частиц, отличающихся крупностью и минеральным составом. По уравнению Белоглазова из кинетических данных определялась константа скорости флотации частиц каждой фракции [6].

Целью работы явилось разработка аналитико–экспериментальной методологии построения комбинированных схем флотации, учитывающей необходимость получения максимального эффекта разделения для фракций, способных обогащаться флотационным методом, а для других рудных фракций (обычно промпродуктовых) подбор наиболее экономичного способа химико-металлургической переработки.

Максимальный эффекта разделения, как известно [2], может быть получен в схемах фракционной флотации путем сохранения постоянного соотношения коэффициентов массопереноса фракций разделяемых минералов во всех операциях каскадов

В предлагаемой методологии используется вместо константы скорости флотации по Белоглазову новый параметр - коэффициент массопереноса, по которому распределены фракции разделяемого минерального комплекса. Применение коэффициента массопереноса вместо константы скорости флотации Белоглазова позволяет осуществлять масштабирование процесса разделения во флотомашинах различного типоразмера, а также свойства пенного слоя.

Для поиска оптимальной структуры схемы в качестве исходных данных использованы следующие характеристики вещественного состава руды и продуктов обогащения. В семи классах крупности определены: химический, минеральный и сростковый составы по меди, цинку и железу и их минералам. Использовались следующие методы анализов: растровая электронная микроскопия, методы ситового, седиментационного, химического, спектрального, а также оптико-геометрический анализ изображений с использованием системы "Видео-Мастер".

Алгоритм поиска включает:

определение распределения фракций на три сорта: которые можно разделять флотацией (ФФ); из которых целесообразно выделять ценный компонент только гидро- или- пирометаллургическими методами (в сростках, обогащенных тонкодисперсными и коллоидными вкраплениями ценных минералов), и из которых при существующем уровне техники и технологии извлечение ценного компонента не целесообразно;

расчет коэффициентов массопереноса из результатов кинетического флотационного опыта, проведенного в стандартизованных условиях;

определение числа характерных фракций с примерно одинаковой разницей в скорости массопереноса разделяемых минеральных комплексов (РМК), на которые можно разделить флотационные фракции (ФФ);

определение числа и структуры каскадов; число каскадов равно числу потоков массы, содержащих характерные фракции минеральных комплексов с одинаковой разницей в коэффициентах массопереноса, а структура каскада обуславливается заданными показателями обогащения;

анализ эффективности работы существующей технологической схемы;

минимизацию числа каскадов по кривым обогащения разделяемых минеральных комплексов и по технико- экономическому критерию;

выбор флотационного оборудования, используя масштабный переход;

оптимизацию режима пеносъема;

возможность применения различных воздействий на поверхность разделяемых минералов для увеличения их контрастности применением новых селективных реагентов, температурной обработки и сульфидирования.

Разработана оптимальная структура комбинированной технологической схемы переработки сульфидных руд (на примере медно-цинковыхУрала), предусматривающей: выделение на стадии измельчения и обогащения фракционных концентратов и сульфидных продуктов, переработку концентратов по классическим технологиям пиро- или гидрометаллургии, а промпродуктов – по вновь разработанным гидрометаллургическим процессам в сочетании с приемами обогащения.

Полученные технологические результаты сопоставимы с мировым уровнем. Аналогичные руды Японии («Курокко»), Канады («Фокс» и «Руттан») перерабатывают с большими потерями металлов [8].

Литература.

Тихонов О.Н. «Закономерность эффективного разделения минералов в процессах обогащения полезных ископаемых». –М.: Недра, 1984, с. 208.

2.Самыгин В.Д. Развитие теории разделения минеральных комплексов в флотационной системе. Проблемы комплексной переработки минерального сырья и охраны окружающей среды.( Плаксинские чтения, доклады международного совещания, г.Петрозаводск 15–18 сентября). ННЦ ГП – ИГД им. А.А. Скончинского, 1999. с.170–186.

3. J.B.Rubinstein V.D.Sаmygin Effect of particle and bubble size on flotation kinetics.; In "Frothing in flotation" , v.II, Gordon and breath. Publishing house, London, NY, 1998, p. 51-80.

4 Sаmygin V.D., Shehirev D.V., Filipov L.O.Mathematical modelling of the process of separation of the raw materials in the column flotation; In: XVIII Int. Min. Processing Cong.Sydney, Australia,1993 , p.1357

5. П.Ламберг, Ю.Лиипо. Использование анализа изображения при моделировании флотации сульфидных медно-никелевых руд. // Обогащение руд-Цветные металлы, 2001, Июнь, Специальный выпуск., с.44-47.

6. Lastra R., Petruk W., Wilson J. Image-analysis techniques and applications to mineral processing. In Cabri, L., J., and Vaughan, D.J., Modern Approaches to Ore and Environmental Mineralogy, Mineral. Assoc. Canada, Short Course Series, 1998. Vol. 27, p. 327-366.

7 П.Койвистойнен. Экономическая эффективность при использовании концепции двух концентратов. // Обогащение руд-Цветные металлы, 2001, Июнь, Специальный выпуск., с.3-6.

8 .В.А.Бочаров, Н.Д.Поспелов, И.С.Томова. «Обогащение медно-цинковых руд за рубежом». ЦИИНЦветмет,М. 1980, 71с. с ил.

1 работа выполнена при содействии РФФИ