Пенная флотация: пенная флотация — это… Что такое пенная флотация?

Пенная флотация: пенная флотация — это… Что такое пенная флотация?

Содержание

вакуумная, напорная, эрлифтная, импеллерная, безнапорная, пневматическая, электрофлотация, струйная, пенная

Существует несколько видов флотации, которые используют для очистки стоков. От типа загрязняющих веществ зависит выбор того или иного метода флотации. Методы различаются способами разделения жидкой и твердой фаз и конструктивным устройством установок.

Принципиальными отличиями методов флотации являются размеры пузырьков, образуемых в процессе насыщения жидкости воздухом. Также различаются способы подачи воздуха и жидкости во флотационную камеру.

Флотация с выделением воздуха из раствора

Наиболее распространенный способ флотации, при котором образуются пузырьки воздуха с наименьшим размером. Это позволяет использовать его для очистки стоков с тонкодисперсными примесями. В сточной жидкости создается пересыщенный раствор газа и выделяющиеся из него микропузырьки флотируют растворенные загрязнения. Для интенсивности процесса флотации необходимо соотношение 1-5 % воздуха, которое выделяется из сточной жидкости, к ее объему.

К данному способу флотации относятся вакуумная, напорная и эрлифтная флотации.

Вакуумная флотация

В герметичной флотационной камере создается разреженное давление. Растворенный в воде воздух начинает интенсивно выделяться и образует микропузырьки, которые уносят загрязнения в слой пены. Для получения максимального эффекта очистки концентрация загрязняющих веществ в растворе стоков должна быть невысокой.

Используется редко из-за конструктивных и эксплуатационных трудностей. Достоинством является низкая вероятность разрушения сформированных флотокомплексов, и, соответственно, минимальные затраты энергии на весь процесс образования пузырьков необходимого размера.

Напорная флотация

В сточную жидкость под высоким давлением подается воздух, затем происходит резкое понижение давления, что приводит к выделению пузырьков. В результате образуются пузырьки газа с низкой крупностью, что позволяет извлекать из стоков мелкодисперсные примеси. Процесс регулируется перенасыщением загрязнений в стоках при их базовой концентрации 3-4 г/л. Для повышения степени очистки применяют коагулянты. Используется при очистке стоков от нефти и нефтепродуктов, жиров, масел, волокон, бытовых сточных вод.

Эрлифтная флотация

Роль источника аэрации играет эрлифт, с помощью которого происходит подача воздуха и перемешивание водного раствора стоков. Из-за отсутствия контакта частей оборудования со сточной жидкостью подходит для агрессивных и токсичных сред и используется в химической промышленности. Отличается простотой установки и низкими энергозатратами.

Биологическая и химическая флотация

Метод используется для уплотнения осадков и снижения их влажности. За счет деятельности микроорганизмов происходит интенсивная аэрация стоков и частицы осадка, прикрепленные к пузырькам образовавшихся газов, поднимаются в слой пены, где уплотняются и обезвоживаются. Влажность осадка снижается до 80 %.

При добавлении некоторых химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязнителями в растворе, также образуются газы (О2, СО2, Cl2). Это свойство используют при обработке стоков хлорной известью с добавлением коагулянтов.

Флотация с механическим диспергированием воздуха

В очищаемой жидкости формируются вихревые потоки за счет перемешивания струи поступающего воздуха. В результате воздушная струя дробится на пузырьки заданной крупности.

В зависимости от вида загрязнений и необходимой степени очистки применяют импеллерную, безнапорную и пневматическую флотации.

Импеллерная флотация

Подходит для очистки высококонцентрированных сточных вод с дисперсными загрязнениями: нефть и нефтепродукты, жиры. Интенсивное перемешивание стоков с помощью импеллерных насосов создает пузырьки газа достаточного размера.

Безнапорная флотация

Метод используется для очистки стоков от жира и шерсти. Центробежный насос создает вихревые потоки в очищаемой жидкости. В результате поступающий воздух дробится на отдельные пузырьки, которые имеют достаточную крупность из-за малой скорости потока и быстро поднимаются к поверхности. Для очистки стоков от тонкодисперсных частиц такой метод не подходит.

Пневматическая флотация

Подходит для использования в агрессивных средах. Воздух в сточную жидкость поступает через сопла, которые расположены на дне флотационной камеры. Образование пузырьков регулируется скоростью аэрации.

Флотация с использованием пористых материалов

Пузырьки воздуха образуются с помощью мелкопористых установок, через которые воздух поступает во флотационную камеру. К ним относятся керамические пластины, трубы, насадки, колпачки с величиной отверстий 5-20 мкм, которые располагаются на дне камеры. Размер пузырьков регулируется подбором соответствующих установок. Преимуществом метода является низкие энергозатраты.

Электрофлотация

Сточная жидкость является многокомпонентным раствором-электролитом. На этом основан принцип электрофлотации, который заключается в пропускании через стоки постоянного электрического тока. В результате электролиза раствор насыщается пузырьками газа. В процессе флотации принимают участие пузырьки водорода, которые образуются на катоде. На крупность пузырьков влияет краевой угол смачивания, конфигурации электрода и его конструкция. При замещении пластинчатого катода проволочным уменьшается размер пузырьков и повышается их флотационная способность.

Эффективность флотации повышается, если применять растворимые электроды. Чаще всего используют алюминиевые или железные. Принцип заключается в растворении металла на аноде и поступлении в раствор очищаемой жидкости катионов металла, которые образуют в нем гидроокиси в виде хлопьев. Такие соединения наиболее часто используют как коагулянты и их присутствие совместно с пузырьками газа в узком промежутке между электродами способствует образованию прочных флотокомплексов, приводит к интенсивной коагуляции загрязнений, оптимизации процессов сорбции и адгезии.

Струйная флотация

Формирование пузырьков в сточной жидкости возникает под действием падающей с высоты струи, которая увлекает с собой воздух и инжектирует его в сточных водах. Газ проникает на глубину до 1 метра, тем самым создавая большую турбулентность, и распадается на микропузырьки. Пузырьки всплывают на поверхность и уносят с собой загрязнители в слой пены.

Пенная флотация

Используется для очистки сточных вод от ПАВ в химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленностях. Метод основан на способности ПАВ образовывать с пузырьками газа флотокомплексы и создавать прочную пену, в которой накапливаются флотируемые вещества.

Стабильность пены зависит от температуры раствора и крупности пузырьков. Поверхностное натяжение жидкости на границе раздела фаз газ — жидкость на прямую влияет на их размер. Эффективность очистки определяется рН среды раствора, его температурой, интенсивностью поступления воздуха.

Вместе с ПАВ из стоков удаляются эмульгированные вещества и твердые частицы, а также частично растворенные вещества.

Ионная флотация

Ионная флотация подразумевает введение в очищаемый раствор ПАВ во время его аэрации. В результате образуются ионы с противоположным знаком относительно загрязняющего вещества. Полученные агрегаты прилипают к газовым пузырькам и формируют флотокомплексы в виде небольшого слоя нестабильной пены.

Методом ионной флотации извлекают из сточных вод ионы металлов (Мо, W, V, Pt и проч.).

Преимуществом метода следует считать его высокую селективность, когда при соответствующих условиях возможно разделить ионы различных элементов, имеющих одинаковые заряды.

Пленочная и масляная флотации

Для очистки стоков практически не применяются, используются в горнодобывающей промышленности. При очистке стоков применяют для удаления твердых шламов, металлургических шлаков, рудных и нерудных компонентов.

Сущность пленочной флотации состоит в том, что обработанную реагентами измельченную руду насыпают на поверхность воды, где не смачиваемые частицы образуют пленку на поверхности, а остальные оседают на дно. Имеет низкую производительность.

В процессе масляной флотации происходит всплывание частиц, заключенных в масляные оболочки. Предварительно измельченную руду смачивают водой с масляной эмульсией. Для очистки стоков метод является экономически невыгодным.

Флотационное оборудование. Масляная/пленочная/пенная флотация. Сменные детали

На текущий момент принципы флотации хорошо изучены и широко применяются в мире. Мы можем предложить оборудование для всех типов флотации:

  • Масляная флотация;
  • Плёночная флотация;
  • Пенная флотация.

Именно пенная флотация является наиболее востребованным процессом на сегодняшний день.

Основное флотационное оборудование – это машины, в которых происходит разделение взвешенных в жидкости мелких полезных частиц и отходов, отводимых со дна.

Типы флотационных машин:

1-напорная машина флотации.

Насыщение раствора с помощью принудительной подачи сжатого воздуха в сатуратор (сосуд, в котором происходит насыщение раствора воздухом). Машина также комплектуется бустерным насосом, компрессором, сатуратором, устройство подачи пены.

Такая машина приспособлена для использования с широким рядом реагентов.

Особенности напорных машин:

  • Компактность;
  • Производительность до 550 м3/ч.
  • Машина может быть изготовлена в герметичном исполнении, что снижает загазованность помещения.
  • Отвод отходов самотеком;
  • Возможность применения азота вместо воздуха для работы со взрывоопасными смесями.

2-радиальная напорная машина флотации.

Основным отличием от напорной машины является конструкция основной флотационной емкости. Цилиндрическая емкость большого объема с внутрикорпусными устройствами (вентили, перегородки, распределители) позволяет достичь огромных показателей по производительности.

Особенности радиальных напорных машин:

  • Удаление пены радиальным скребком;
  • Производительность до 1650 м3/ч;
  • Диаметр емкости до 18000 мм.

3-Импеллерная (механическая) машина флотации.

Для подготовки пены, подачи и распределения воздуха в жидкость импеллер (распределитель с лопатками). Механические машины отливаются более эффективным использованием реагентов благодаря усовершенствованной конструкции элементов внутри машины. А процесс очистки происходит без применения выносного оборудования.

Особенности импеллерной машины:

  • Стабильная работа в условиях переменной подачи очищаемого продукта;
  • Малые габаритные размеры и низкая металлоемкость;
  • Производительность до 550 м3/ч.

4-Комбинированная машина флотации.

Данная машина сочетает в себе свойства импеллерной и напорной установок. Применяется на площадках с ограниченной площадью. Для подготовки пены используется воздушный поток под давлением, который распределяется при помощи внутренних перегородок/труба, при этом перемешивание происходит с помощью приводного импеллера.

Сферы применения флотационных машин

  • Нефтехимия и нефтепереработка;
  • Горнодобывающая и горно-обогатительная промышленность;
  • Металлургия;
  • Водоочистка;
  • Очистка промышленных стоков.

Мы готовы поставить данное флотационное оборудование в комплексе со вспомогательным: дробилки и дезинтеграторы для измельчения руды, дозировочные системы реагентов, очистное оборудование для очистки полезной руды от реагентов, контроль качества продукта на выходе из установки, а также трубную обвязку для всех компонентов.

И при этом мы готовы разработать и включить в объем поставки автоматическую систему управления всем процессом. Включая электрообвязку, КИП, распределительные шкафы, шкафы управления, программное обеспечение.

Процесс — пенная флотация — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Процесс — пенная флотация

Cтраница 1

Процесс пенной флотации основан на способности гидрофобных частиц прилипать к пузырькам газа и всплывать. Этот процесс достаточно широко применяется при очистке производственных сточных вод с целью выделения таких специфических загрязнений, как жиры, нефть, нефтепродукты, бумажное волокно.
 [1]

Сущность процесса пенной флотации состоит в том, что частицы водных дисперсий, имеющих гидрофобную поверхность, способны прилипать к пузырькам газа и выноситься с ними в слой пены.
 [2]

В процессе пенной флотации происходит не только извлечение ПАВ, но и одновременное удаление из воды суспендированных или эмульгированных частиц, а также частичное удаление растворенных веществ. При извлечении 90 — 95 % детергента объем продукта после разрушения пены значительно меньше объема исходной сточной воды.
 [3]

В процессе пенной флотации имеет место прилипание минеральных частиц к пузырьку воздуха. В ходе пленочной флотации происходит удержание частиц свободной поверхностью водной среды. В этих процессах определяющим является адгезионное взаимодействие и смачивание на границе раздела твердое тело — жидкость — газ и твердое тело — жидкость — жидкость.
 [4]

В процессе пенной флотации частицы одних минералов прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются вместе с ими на поверхность водной суспензии, пульпы. Частицы другого состава ие прилипают к пузырькам и падают на дно.
 [6]

В процессе пенной флотации частицы одних минералов прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются вместе с ними на поверхность водной суспензии, пульпы. Частицы другого состава е прилипают к пузырькам — и падают на дно.
 [8]

В процессе пенной флотации частицы одних минералов прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются вместе с ими на поверхность водной суспензии, пульпы. Частицы другого состава ее прилипают к пузырькам и падают на дно.
 [10]

Наиболее распространен процесс пенной флотации. Через водную суспензию измельченной руды пропускают пузырьки воздуха. Частицы, плохо смачиваемые водой, закрепляются на пузырьках и выносятся на поверхность. Гидрофильные частицы не прилипают к пузырькам воздуха и оседают на дно.
 [11]

Для осуществления процесса пенной флотации необходимо, чтобы воздух частично вытеснял воду с поверхности минерала; для процесса масляной флотации необходимо, чтобы масло вытесняло воду; пленочная флотация возможна в том случае, если вода не может полностью вытеснить воздух с минеральной поверхности.
 [12]

Для ведения процесса пенной флотации в сточной воде должны присутствовать поверхностно-активные вещества, обладающие достаточной пенообразующей способностью.
 [13]

Добавки неорганических солей на процесс пенной флотации ал-килсульфатов влияют сложным образом. С одной стороны, как уже отмечалось ранее, они увеличивают устойчивость пен, с другой — увеличение концентрации электролита в растворе приводит к уменьшению времени установления адсорбционного равновесия на границе раздела фаз воздух — газ.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3




Измерение уровня и плотности во флотомашине

Применение

В добыче цветных металлов ключевую роль играет обогатительная установка, представляющая собой ряд флотационных камер. Пенная флотация происходит каскадом от камеры к камере. Для ведения максимально эффективного процесса извлечения и увеличения производительности нужно поддерживать необходимую постоянную высоту слоя пены в каждой камере. Слишком тонкий слой пены не может выносить на поверхность достаточное количество диспергированных или взвешенных частиц. Слишком толстый пенный слой указывает на замедленное действие химических реагентов, что также снижает производительность.

Уровень пульпы традиционно измеряется посредством достаточно сложной системы, состоящей из поплавка со стержнем с закрепленной на нем плоской мишенью, на которую сверху направлен ультразвуковой уровнемер. В свою очередь, толщина слоя пены определяется путём вычитания показаний уровня пульпы из значения высоты переливного порога камеры флотации.

Плотность пульпы контролируется либо по таблице концентраций исходных компонентов смеси, либо посредством дополнительного радиоизотопного плотномера. Чтобы поплавок держался на определенной высоте относительно поверхности измеряемой среды, поплавковую систему подбирают и настраивают для некоторой ожидаемой усредненной плотности пульпы, но из-за неизбежных изменений плотности в ходе процесса поплавок может погружаться ниже или всплывать выше опорной линии. Вследствие того, что поплавок стоит на очень неспокойной поверхности пульпы под пеной, изменения высоты положения мишени быстрые, что приводит к некорректным показаниям датчика. К тому же поплавок, погруженный в липкую пену, приходится периодически очищать от накопившихся на нем отложений. Со временем накопление осадка пены на стержне может затруднить перемещение поплавковой системы с мишенью вверх и вниз. Все это приводит к значительным отклонениям показаний уровня, снижению эффективности процесса и необходимости частого обслуживания системы измерения.

Данные процесса

Задача измерения: Измерение уровня и плотности
Место измерения: Флотомашина
Диапазон измерения: до 1 метра
Среда: Взвешенные твердые частицы в жидкости
Рабочая температура: +15 … +25 °C
Рабочее давление: +80 … +200 мбар
Основные проблемы: Изменение плотности, налипания, абразивное воздействие, турбулентность

Решение

VEGA предлагает инновационное решение для данного применения, позволяющее измерять общий уровень жидкой фазы (пульпы) и тем самым определять высоту слоя пены с помощью удобного в обслуживании устройства без механически подвижных частей, способного дополнительно контролировать плотность и температуру смеси в реальном времени.

Преобразователи давления типа VEGABAR 80 в конфигурации для электронного измерения разности давлений обеспечивают именно такое решение. Система из двух соединенных между собой независимых преобразователей гидростатического давления легко размещается во флотационной емкости и монтируется сверху. Электронная разность давлений исключает то внешнее влияние на измерение, которому подвержены традиционные средства измерения перепада давления. В системе электронного измерения разности давлений VEGA два датчика «ведущий» и «ведомый» соединены между собой коротким кабелем цифровой шины IIC. От ведущего датчика выходной сигнал 4 … 20 мА с цифровым сигналом HART по двухпроводной линии передает измеренные значения на систему управления.

Гидростатический метод измерения уровня с погружными датчиками давления позволяет получать гораздо больше информации. Система электронной разности давлений непрерывно рассчитывает плотность пульпы и использует её для коррекции выдаваемого значения общего уровня. Интегрированные в измерительную ячейку датчики дополнительно обеспечивают измерение температуры измеряемой среды. Измерение уровня с компенсацией плотности позволяет контролировать уровень пульпы, а из него – высоту пены.

Ведущий датчик может быть оснащён дополнительным аналоговым токовым выходом 4 … 20 мА, а цифровой сигнал HART обеспечивает передачу одновременно до 4 контролируемых параметров, например:


— уровень пульпы

— толщина пены

— плотность пульпы

— температура пульпы


Керамические мембраны измерительных ячеек подвесных датчиков гидростатического давления VEGABAR 86 прочные и стойкие к абразивному износу. Перемешивание в емкости и переменные условия на поверхности не влияют на измерение. Отсутствие подвижных частей исключает необходимость частого обслуживания.

Рекомендуемые приборы


VEGABAR 86

Электронное измерение разности давлений для определения уровня с компенсацией плотности

Диапазон измерения давления: 0 …25 бар
Рабочая температура: -20 … 100°C

▪ Надежное измерение для максимальной эффективности флотации

▪ Высокая стойкость керамической измерительной ячейки CERTEC® к абразивному износу

▪ Одновременное измерение плотности, уровня и температуры


Преимущества

— Надежное измерение без капилляров, импульсных линий и механически подвижных частей
— Высокая эффективность процесса благодаря поддержанию оптимального уровня пены
— Низкие эксплуатационные расходы, износостойкость при работе с керамическими измерительными элементами

Способ пенной флотации (варианты)

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники

[0001] В широком смысле раскрываемый объект изобретения относится к составам и способам, которые применяют для извлечения ценных минералов из минеральных рудных тел. В частности, раскрываемый объект изобретения относится к способам пенной флотации, в которых в качестве собирателя ценного минерала применяют органическую аммониевую соль серосодержащей кислоты.

Уровень техники

[0002] Пенная флотация является процессом, который широко используют для обогащения руд, содержащих полезные минералы, часто называемые “ценными минералами”. Ценным минералом(-ами) называют металл, металлы, минерал или минералы, которые являются первичным объектом процесса флотации, т.е. те металлы и минералы, из которых желательно удалить примеси.

[0003] Стандартный способ пенной флотации включает смешивание водного шлама, который содержит тонко измельченные частицы руды, с пенообразующим или вспенивающим веществом для получения пены. Частицы руды, которые содержат ценный минерал(-лы), преимущественно прилипают к пене, что обусловлено сродством между пеной и обнаженным минералом на поверхности частиц руды. Полученные в результате обогащенные минералы затем собирают путем их отделения от пены. Для проведения отделения в процесс пенной флотации обычно добавляют химические реагенты, называемые “собирателями”. Некоторые теоретические и практические результаты свидетельствуют о том, что успех способа флотации в случае сульфидных руд неблагородных металлов или руд драгоценных металлов зависит от собирателей, которые обеспечивают селективную гидрофобизацию ценного минерала, отделяемого от других минералов. Смотрите, например, Патент США No. 4584097, который в полном объеме включен в данный текст посредством ссылки.

[0004] Другие реагенты, такие как “пенообразователи”, можно добавлять в процесс для того, чтобы обеспечить подходящую основную пенную фазу для захвата гидрофобных ценных минералов и облегчения их отделения и извлечения. Некоторые другие реагенты, называемые “модификаторами”, можно применять для того, чтобы повысить отделение и извлечение нужных минералов и/или металлов. Модификаторы, которые могут содержать регуляторы pH, можно применять для изменения и регулирования уровня pH рудной пульпы с целью повышения отделения и извлечения нужных минералов и/или металлов. В некоторых случаях вещества, называемые “активаторами”, такие как сульфат меди, можно использовать для активации определенного ценного сульфидного минерала с целью повысить покрытие данного сульфидного минерала собирателем.

[0005] Пенная флотация особенно удобна для отделения тонко измельченных ценных минералов от пустой породы или для отделения ценных минералов друг от друга. По причине крупных масштабов, в которых обычно проводится добыча полезных ископаемых, и большой разницы между количеством нужных минералов и пустой руды даже относительно небольшое повышение эффективности отделения обеспечивает значительное увеличение продуктивности. Вдобавок, большое количество химических веществ, которые используются при добыче и обогащении полезных ископаемых, создают существенную проблему в отношении здоровья и безопасности человека и окружающей среды. Соответственно в данной отрасли постоянно ведется поиск эффективных альтернатив, в которых бы повышалась безопасность, и в то же время уменьшалось влияние на окружающую среду.

[0006] В настоящее время большое разнообразие органических серосодержащих веществ, таких как ксантогенаты, дитиофосфаты, дитиокарбаматы и т.д., применяют в качестве собирателей при флотационном извлечении ценных минералов из сульфидных руд и руд драгоценных металлов. Существующее мнение относительно подобных веществ состоит в том, что как свободную кислоту, так и любую соль этой кислоты можно применять для флотации, и что все соли и свободная кислота являются эквивалентными и приводят к практически одинаковому результату. Более того, большинство собирателей на основе органических серосодержащих солей являются водными и представляют собой натриевые или калиевые соли серосодержащей кислоты. Таким образом, упоминание названий собирателей, таких как ксантогенат или дитиофосфат, относится к натриевой или калиевой соли.

[0007] Широко используемый собиратель — ксантогеновая кислота — является ионным соединением, которое производят и транспортируют в виде твердых натриевых или калиевых солей ксантогеновой кислоты и применяют в виде водных растворов на промышленной площадке. Несмотря на то, что они оказались полезными в горнопромышленных процессах, ксантогенаты окисляются и гидролизируются в присутствии воды, высвобождая при этом вредные побочные продукты и приводя к снижению металлургической производительности, такой как снижение извлечения и/или содержания ценного минерала. Твердый ксантогенат может создать опасность возникновения пожара. Другие стандартные водорастворимые ионные собиратели в разной степени создают аналогичные опасности и приводят к снижению металлургической производительности. Дополнительная опасность возникает, когда подобные водные собиратели смешивают с другими собирателями, при этом могут образовываться некоторые токсичные газы или выделяться осадки, которые снижают активность наличествующего собирателя или образуют другие нежелательные продукты реакции, которые также приводят к снижению металлургической производительности.

[0008] Многие современные собиратели и их составы содержат воду, что уменьшает наличествующее количество активного собирателя и значительно повышает затраты на транспортировку. Учитывая недавнее повышение цен на топливо, затратоэффективная транспортировка и энергосбережение являются важными факторами в разработке альтернатив современным собирателям.

[0009] На основании вышеизложенного можно заключить, что в данной области техники существует потребность в разработке стабильных составов собирателей, которые обеспечивают улучшенную металлургическую производительность, снижение затрат, а также уменьшение опасности для человека и окружающей среды. Авторы настоящего изобретения полагают, что раскрытый и заявленный в данном тексте объект изобретения является решением этих потребностей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Описанные здесь собиратели ценных минералов на основе органических аминных солей органических серосодержащих кислот являются экономически целесообразными и экологически безопасными альтернативами по сравнению с водными ионными собирателями, такими как соли щелочных металлов или органические серосодержащие кислоты. Следовательно, составы собирателей согласно настоящему изобретению обладают многими преимуществами, включая более удобное обращение, а также снижение затрат на доставку составов на отдаленные металлургические предприятия. Как более детально показано ниже, составы собирателей согласно настоящему изобретению неожиданно привели к улучшенному извлечению ценных минералов.

[0011] Соответственно в одном из вариантов реализации настоящее изобретение относится к процессам пенной флотации для извлечения ценных минералов из минеральных рудных тел путем: добавления обогащающего количества собирателя на по меньшей мере одном этапе процесса пенной флотации, причем собиратель является органической первичной или вторичной аммониевой солью серосодержащей кислоты, выбранной из группы, состоящей из гидрокарбил дитиофосфорных кислот, гидрокарбил монотиофосфорных кислот, меркаптобензотиазолов, гидрокарбил ксантогеновых кислот, гидрокарбил дитиокарбаминовых кислот, гидрокарбил тиогликолевых кислот и гидрокарбил тритиоугольных кислот.

[0012] В дополнительном варианте реализации настоящее изобретение относится к способам пенной флотации для извлечения по меньшей мере одного ценного минерала из минерального рудного тела, при этом его этапы включают: измельчение руды, содержащей по меньшей мере один ценный минерал, для образования измельченной руды; образование шлама, содержащего измельченную руду; смешивание эффективного количества по меньшей мере одного собирателя ценного минерала, как описано в данном тексте, с по меньшей мере одной из измельченных руд, шламом, и их комбинации; образование пены со шламом и извлечение по меньшей мере одного ценного минерала из пены.

[0013] Эти и другие объекты, признаки и преимущества данного изобретения станут понятны из следующего детального описания некоторых вариантов реализации изобретения, приведенных в сочетании с прилагаемыми Примерами.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0014] В широком смысле раскрываемый объект изобретения относится к способам и собирателям, применяемым в извлечении ценных минералов из руды. В большинстве случаев руды содержат, среди прочего, как “ценные”, так и “неценные” минералы. В этом случае “ценным” минералом(-лами) называется металл, металлы, минерал или минералы, которые являются первичным объектом процесса флотации, т.е. это те металлы и минералы, из которых желательно удалить примеси. Примеры представляющих интерес металлов включают, но не ограничиваются этим, золото, серебро, медь, кобальт, никель, свинец, цинк, молибден и металлы группы платины, такие как платина и палладий, а также их комбинации. Термин “неценные” минералы относится к металлу, металлам, минералу или минералам, которые необходимо удалить из ценного минерала, то есть к примесям в ценном минерале. Неценные минералы не обязательно отбраковываются и могут считаться ценными минералами в последующем процессе.

[0015] Так как описанные здесь способы и собиратели можно применить к любой руде, раскрываемый объект изобретения, как правило, относится к сульфидным рудам основных металлов и рудам драгоценных металлов. Примеры таких руд включают, но не ограничиваются этим, Cu-Mo руды, Cu-Au руды, первичные Au руды, руды металлов группы платины (МГП), Cu руды, Ni руды и комплексные полиметаллические руды, содержащие Pb, Zn, Cu и Ag.

[0016] В одном из вариантов реализации изобретения собиратель содержит соединение органической аммониевой соли согласно Формуле I:

Формула I

где:

AN является анионом органической серосодержащей кислоты, выбранной из группы, состоящей из гидрокарбил дитиофосфорных кислот, гидрокарбил монотиофосфорных кислот, меркаптобензотиазолов, гидрокарбил ксантогеновых кислот, гидрокарбил дитиокарбаминовых кислот, гидрокарбил тиогликолевых кислот и гидрокарбил тритиоугольных кислот; Ra является гидрокарбильной группой, содержащей от 1 до 16 атомов углерода, в некоторых случаях замещенной -OH группой и/или одной или более -(YR’)n-YR» группами, где n=0 до 3, Y является O, NR»’ или S, R’ является алкиленовой или ариленовой группой, содержащей от 1 до 12 атомов углерода, R» и R»’ являются независимо друг от друга водородом или гидрокарбильной группой, содержащей от 1 до 12 атомов углерода; а Rb является водородом или гидрокарбильной группой, содержащей от 1 до 16 атомов углерода, в некоторых случаях замещенной -OH группой и/или одной или более -(YR’)n-YR» группами, где n=0 до 3, Y является O, NR»’ или S, R’ является алкиленовой или ариленовой группой, содержащей от 1 до 12 атомов углерода, R» и R»’ являются независимо друг от друга водородом или гидрокарбильной группой, содержащей от 1 до 12 атомов углерода; и где Ra и Rb могут быть связаны и образовывать циклическое соединение.

[0017] Органический серосодержащий собиратель получен из серосодержащих органических кислот, которые содержат по меньшей мере одну ионогенную -SH или -OH группу, которая присоединена к атому углерода или атому фосфора. Аммониевая соль является первичной или вторичной органической аммониевой солью.

[0018] В одном предпочтительном варианте реализации изобретения собиратель является в значительной степени свободным от воды и в значительной степени свободным от неорганических солей. Фраза “в значительной степени свободные от воды” включает в себя составы, которые содержат менее чем 10% воды по массе. Например, составы, которые считаются в значительной степени свободными от воды, могут содержать менее чем 10% воды по массе, например 7 масс. %; 5 масс. %; 4 масс. %; 3,5 масс. %, 3,0 масс. %, 2,75 масс. %, 2,5 масс. %, 2,0 масс. %, 1,5 масс. %, 1,0 масс. %, 0,5 масс. %, 0,1 масс. %, 100 м.д. и так далее.

[0019] Употребляемая здесь фраза “в значительной степени свободные от неорганических солей” включает в себя составы собирателей, которые содержат менее чем 5% неорганической соли по массе. Например, составы собирателей, которые считаются в значительной степени свободными от неорганической соли, могут содержать менее чем 5% неорганической соли по массе, например 4 масс. %; 3,5 мас.%, 3,0 масс. %, 2,75 масс. %, 2,5 масс. %, 2,0 масс. %, 1,5 масс. %, 1,0 масс. %, 0,5 масс. %, 0,1 масс. %, 100 м.д. и так далее.

[0020] Употребляемые здесь термины “гидрокарбильная группа”, “углеводородная группа”, “гидрокарбил” и “углеводород” включают в себя соединения, содержащие атомы водорода и углерода, в некоторых случаях замещенные одной или более группами, такими как -OH группы и/или одной или более -(YR’)n-YR» группами, где n=0 до 3, Y является O, NR»’ или S, R’ является алкиленовой или ариленовой группой, содержащей от 1 до 12 атомов углерода, R» и R»’ являются независимо друг от друга Н или гидрокарбильной группой, содержащей от 1 до 12 атомов углерода. При употреблении здесь множественное число термина кислота, т.е. кислоты, указывает на то, что соединение может быть замещенным или незамещенным. Употребляемый здесь термин “замещенный” включает в себя замещение элемента, такого как водород, другим атомом или группой, содержащей один или более атомов, или гетероатомом, или группой, содержащей один или более гетероатомов.

[0021] В некоторых вариантах реализации органического аммониевого катиона собирателя согласно Формуле I группа Ra является гидрокарбильной группой, содержащей 1-16 атомов углерода, в некоторых случаях замещенной -OH группой. Вместе с тем предполагается, что группа Ra также может являться гидрокарбильной группой, содержащей 1-10 атомов углерода, или гидрокарбильной группой, содержащей 1-6 атомов углерода, в некоторых случаях замещенной -OH группой. Ra предпочтительно является алкильной группой или арильной группой и более предпочтительно — алкильной группой. Более предпочтительно, когда Ra является алкильной группой, содержащей от 1 до 6, наиболее предпочтительно — от 1 до 4 атомов углерода.

[0022] Rb группа органического аммониевого катиона может являться водородом или гидрокарбильной группой, содержащей 1-16 атомов углерода, в некоторых случаях замещенной одной или более группами, такими как -OH группы и/или одной или более -(YR’)n-YR» группами, где n=0 до 3, Y является O, NR»’ или S, R’ является алкиленовой или ариленовой группой, содержащей от 1 до 12 атомов углерода, R» и R»’ являются независимо друг от друга Н или гидрокарбильной группой, содержащей от 1 до 12 атомов углерода.

[0023] В некоторых вариантах реализации изобретения Rb является водородом.

[0024] В другом варианте реализации Rb является гидрокарбильной группой, содержащей 1-10 атомов углерода, более предпочтительно — содержащей 1-6 атомов углерода. Rb предпочтительно является алкильной группой, содержащей от 1 до 10, более предпочтительно — от 1 до 6 и наиболее предпочтительно — от 1 до 4 атомов углерода.

[0025] Органический катион аммония (N+Н2RaRb) по Формуле I может быть выбран из дигидрокарбил аминов и моногидрокарбил аминов, а также их смеси. Органический катион аммония (N+Н2RaRb) по Формуле I предпочтительно имеет молекулярную массу, которая не превышает 200, более предпочтительно — не превышающую 150 и наиболее предпочтительно — не превышающую 130. Органический катион аммония (N+Н2RaRb) по Формуле I предпочтительно имеет молекулярную массу, составляющую по меньшей мере 32.

[0026] Конкретные примеры аммониевых солей включают, но не ограничиваются этим, соли метиламмония, этиламмония, пропиламмония, бутиламмония, этаноламмония, диэтаноламмония, пропаноламмония, дипропаноламмония, диметиламмония, диэтиламмония, дипропиламмония, дибутиламмония, этилендиаммония, 1,3-диаммония пропана, гексаметилендиаммония, диэтилентриаммония, дифениламмония и их смеси.

[0027] В некоторых вариантах реализации изобретения органическая серосодержащая кислота собирателя выбрана из гидрокарбил дитиофосфорных кислот, гидрокарбил монотиофосфорных кислот, гидрокарбил ксантогеновых кислот, гидрокарбил тиогликолевых кислот и гидрокарбил тритиоугольных кислот.

[0028] Гидрокарбил дитиофосфорные кислоты, как правило, соответствуют общей формуле:

где R1 и R2 являются гидрокарбильными группами с условием, что R1 и R2 могут быть связанными и образовывать циклическое соединение. R1 и R2 предпочтительно являются независимо друг от друга C2-C12 гидрокарбильными группами. Предпочтительно R1 и R2 независимо являются C2-C8 гидрокарбильными группами, более предпочтительно — C2-C4 гидрокарбильными группами. Примеры конкретных дигидрокарбил дитиофосфорных кислот включают диизобутил дитиофосфорную кислоту, диэтил дитиофосфорную кислоту, диизоамил дитиофосфорную кислоту, диизопропил дитиофосфорную кислоту, дикрезил дитиофосфорную кислоту, ди-втор-бутил дитиофосфорную кислоту, ди-2-этилгексил дитиофосфорную кислоту, этил втор-бутил дитиофосфорную кислоту и этиламилдитиофосфорную кислоту.

[0029] Гидрокарбил монотиофосфорные кислоты, как правило, соответствуют общей формуле:

где R1 и R2 являются независимо друг от друга C2-C12 гидрокарбильными группами с условием, что R1 и R2 могут быть связанными и образовывать циклическое соединение. Предпочтительно R1 и R2 являются независимо друг от друга C2-C8 гидрокарбильной группой, более предпочтительно — C2-C4 гидрокарбильной группой. Примеры конкретных гидрокарбил монотиофосфорных кислот включают диизобутил монотиофосфорную кислоту, диэтилмонотиофосфорную кислоту, диизоамил монотиофосфорную кислоту, диизопропил монотиофосфорную кислоту, дикрезил монотиофосфорную кислоту, ди-втор-бутил монотиофосфорную кислоту, ди-2-этилгексил монотиофосфорную кислоту и этил втор-бутил монотиофосфорную кислоту.

[0030] Гидрокарбил дитиокарбаминовые кислоты обычно выбраны из группы дигидрокарбил дитиокарбаминовых кислот и моногидрокарбил дитиокарбаминовых кислот и соответствуют общей формуле:

где R1 является H или C1-C12 гидрокарбильной группой, а R2 независимо от нее — C1-C12 гидрокарбильной группой с условием, что R1 и R2 могут быть связанными и образовывать циклическое соединение. Предпочтительно R1 и R2 независимо являются Н или C2-C8 гидрокарбильной группой. Более предпочтительно R1 и R2 являются независимо друг от друга Н или C2-C4 гидрокарбильной группой. Примеры включают диизобутил дитиокарбаминовую кислоту, ди-н-бутил дитиокарбаминовую кислоту, диэтил дитиокарбаминовую кислоту, диизопропил дитиокарбаминовую кислоту, дибензил дитиокарбаминовую кислоту, дифенил дитиокарбаминовую кислоту, диоктил дитиокарбаминовую кислоту, монобутил дитиокарбаминовую кислоту, моноэтил дитиокарбаминовую кислоту, бутилфенил дитиокарбаминовую кислоту, этилбутил дитиокарбаминовую кислоту и им подобные.

[0031] Гидрокарбил ксантогеновые кислоты, как правило, соответствуют общей формуле:

где R1 является C2-C12 гидрокарбильной группой. Предпочтительно R1 является от C2 до C5 гидрокарбильной группой. Примеры конкретных гидрокарбил ксантогеновых кислот включают этил ксантогеновую кислоту, н-бутил ксантогеновую кислоту, изобутил ксантогеновую кислоту, н-пропил ксантогеновую кислоту, изопропил ксантогеновую кислоту, втор-бутил ксантогеновую кислоту, н-амил ксантогеновую кислоту, изоамил ксантогеновую кислоту, 2-этилгексил ксантогеновую кислоту, фенил ксантогеновую кислоту, бензил ксантогеновую кислоту.

[0032] Гидрокарбил тритиоугольные кислоты, как правило, соответствуют общей формуле

где R1 является C2-C12 гидрокарбильной группой. Предпочтительно R1 является C4-C12 гидрокарбильной группой. Примеры конкретных гидрокарбил тритиоугольных кислот включают бутил тритиоугольную кислоту и додецил тритиоугольную кислоту.

[0033] Гидрокарбил тиогликолевые кислоты, как правило, соответствуют общей формуле

где R1 является C2-C12 гидрокарбильной группой. Предпочтительно R1 является от C4 до C8 гидрокарбильной группой. Примеры конкретных гидрокарбил тиогликолевых кислот включают бутил тиогликолевую кислоту, октил тиогликолевую и додецил тиогликолевую кислоту.

[0034] Меркаптобензотиазолы, как правило, соответствуют общей формуле

где R1 является H или -O-(C1-C12 гидрокарбильной) группой или C1-C12 гидрокарбильной группой. Предпочтительно R1 является Н или от C1 до C6 гидрокарбильной группой. Примеры конкретных меркаптобензотиазолов включают 6-гексил 2-меркаптобензотиазол и 6-этокси 2-меркаптобензотиазол. Предпочтительные меркаптобензотиазолы выбраны из 2-меркаптобензотиазола и 6-гидрокарбил-2-меркаптобензотиазолов.

[0035] В предпочтительном варианте реализации изобретения органический серосодержащий собиратель выбран из группы, состоящей из первичных и вторичных аммониевых солей гидрокарбил дитиофосфорных кислот, гидрокарбил монотиофосфорных кислот и гидрокарбил ксантогеновых кислот. Особенно предпочтительными являются первичные и вторичные аммониевые соли гидрокарбил дитиофосфорных кислот.

[0036] Примеры собирателей, состоящих из органической аммониевой соли органической серосодержащей кислоты, включают, но не ограничиваются этим, диметиламмониевую соль диизобутил дитиофосфорной кислоты, этиламмониевую соль диизобутил дитиофосфорной кислоты, диэтиламмониевую соль диизобутил дитиофосфорной кислоты, диэтаноламмониевую соль диизобутил дитиофосфорной кислоты, диэтиламмониевую соль изобутил ксантогеновой кислоты, метиламмониевую соль монотиофосфорной кислоты, диметиламмониевую соль диизобутил монотиофосфорной кислоты, метиламмониевую соль этил ксантогеновой кислоты, метиламмониевую соль изоамил ксантогеновой кислоты, этиламмониевую соль бутил тритиоугольной кислоты, диметиламмониевую соль бутил тритиоугольной кислоты, метиламмониевую соль бутил тиогликолевой кислоты, диметиламмониевую соль изопропил ксантогеновой кислоты, диметиламмониевую соль меркаптобензотиазола, этиламмониевую соль меркаптобензотиазола, гексаметилен диаммониевую соль меркаптобензотиазола, диэтаноламмониевую соль меркаптобензотиазола, диметиламмониевую соль диэтил дитиокарбаминовой кислоты, диэтиламмониевую соль диэтил дитиокарбаминовой кислоты, этиламмониевую соль диэтил дитиокарбаминовой кислоты, гексаметилен диаммониевую соль N-пропил N-этил дитиокарбаминовой кислоты и диэтаноламмониевую соль N-аллил N-этил дитиокарбаминовой кислоты.

[0037] Описанные здесь соединения органической аммониевой соли органической серосодержащей кислоты оказались полезными в качестве собирателей ценного минерала и могут использоваться в способах извлечения по меньшей мере одного ценного минерала из руды. В общем случае органические аммониевые соли органических серосодержащих кислот используют в качестве собирателей в способах пенной флотации путем добавления обогащающего количества собирателя (т.е. количества собирателя, достаточного для эффективного отделения ценных минералов от неценных минералов) на одном или более этапах процесса пенной флотации.

[0038] Описанные здесь составы собирателей можно добавлять в процесс пенной флотации в виде органической аммониевой соли органической серосодержащей кислоты либо они могут быть частью состава, дополнительно содержащего одно или более соединений, полезных для пенной флотации. В общем случае собиратели согласно настоящему изобретению, как описано в данном тексте, присутствуют в составе собирателя в количествах и пропорциях, которые являются экономически целесообразными, а также эффективными для извлечения ценных материалов. Как описано в данном тексте, количество собирателя, которое присутствует в составе собирателя, может варьироваться от 1 масс. % до 99 масс. % относительно общей массы состава собирателя. В одном из вариантов реализации изобретения количество собирателей, как описано в данном тексте, присутствует в составе собирателя в количестве между около 30 масс. % и около 70 масс. % относительно общей массы состава собирателя.

[0039] Кроме описанных здесь собирателей в некоторых вариантах реализации изобретения составы собирателей в некоторых случаях могут содержать один или более собирателей, отличных от первичных и вторичных аммониевых солей органических серосодержащих кислот согласно изобретению, как описано в данном тексте. Подобные дополнительные собиратели могут являться любыми известными собирателями, такими как анионные собиратели и нейтральные собиратели.

[0040] В общем случае описанные выше первичные и вторичные аммониевые соли серосодержащих собирателей демонстрируют прекрасную физическую совместимость с нейтральными (так называемыми масляными собирателями) собирателями. Физическая стабильность составов собирателей, которые содержат собиратель согласно изобретению, как описано в данном тексте, совместно с нейтральным собирателем, делает возможным простое обращение с ними. Более того, такие составы собирателей являются химически стабильными и не выделяют токсичных газов или испарений, а также не требуют применения опасных разбавителей и связующих веществ.

[0041] Ссылаясь на вышесказанное, в некоторых вариантах реализации составы собирателей согласно настоящему изобретению в некоторых случаях могут содержать одну или более добавок. Многие из таких добавок известны специалистам в области техники пенной флотации и не нуждаются в дополнительном детальном описании в данном тексте. Отдельные добавки могут содержать, к примеру, одно или более углеводородных масел, поверхностно-активных веществ, алифатических спиртов, гликолей, гликольэфиров и неводных растворителей. Также предусматриваются комбинации вышеупомянутых добавок.

[0042] Количество и тип добавок, присутствующих в составе собирателя, будет варьироваться в зависимости от одной или более следующих переменных: типа собирателей, количества собирателей, типа руды, ценного минерала и тому подобного, а также их комбинаций. Специалист в данной области техники сможет определить эти величины на основе проведения стандартных экспериментов. В одном из вариантов реализаций изобретения общее количество добавок, присутствующих в составе собирателя, составляет между около 1 масс. % и около 95 масс. % относительно общей массы состава собирателя. В другом варианте реализации изобретения общее количество добавок, присутствующих в составе собирателя, составляет между около 1 масс. % и около 50 масс. % относительно общей массы состава собирателя.

[0043] Один из примеров способа пенной флотации включает дробление руды до образования дробленой руды (называемое здесь этапом “предварительного измельчения” или “первичного измельчения”) и дальнейшее измельчение частиц дробленой руды на мельнице до образования измельченной руды. Образуется шлам из воды и измельченной руды. Совместно этапы измельчения руды и образования шлама можно назвать “этапом измельчения”. Далее содержащий измельченную руду шлам проходит “этап кондиционирования”, во время которого измельченную руду кондиционируют в контактном чане. Измельченную руду подвергают процессу флотации путем прохождения воздуха через шлам во флотационной машине или ряде флотационных машин для осуществления флотации нужных минералов в пене. Нужные минералы, т.е. ценные минералы, выбирают (“извлекают”) из пены в желобах флотомашин (что называется “этапом флотации”).

[0044] Как это понятно специалисту в данной области техники, способ пенной флотации может включать более одного этапа измельчения, кондиционирования и флотации. Таким образом, флотационный концентрат, полученный на первом этапе (связанном с “машинами предварительной флотации” или “машинами первичной флотации”), можно дополнительно измельчить и повторно флотировать в цикле, который связан с “очищающими машинами”. В очищающих машинах концентрат, полученный на первом этапе, можно подвергать этапам дополнительного измельчения, кондиционирования и флотации. Как вариант, концентрат, полученный на первом этапе, можно повторно флотировать без дополнительного измельчения.

[0045] Остатки из очищающих машин можно повторно флотировать в цикле, связанном с “машинами вторичной флотации”. Предусматривается, что раскрываемый объект изобретения включает добавление модификаторов пенной фазы, одновалентных ионных модифицирующих усиливающих веществ и составов собирателей на любом этапе процесса, т.е. добавление модификатора пенной фазы (и/или одновалентного ионного модифицирующего усиливающего вещества и/или состава собирателя) в отдельных случаях можно проводить перед вторым (или третьим) этапом измельчения, этапом кондиционирования или этапом флотации.

[0046] Флотационные реагенты, которые содержат органические аммониевые соли описанных здесь органических серосодержащих собирателей, а также, к примеру, пенообразователи, регуляторы pH, модификаторы пенной фазы, дисперсанты, депрессоры и им подобные вещества, можно добавлять в дробленую руду, измельченную руду и/или шлам во время процесса на любом этапе процесса пенной флотации. Обычно описанные здесь флотационные реагенты, такие как органические аммониевые соли серосодержащих собирателей, в особенности те, которые соответствуют Формуле I, добавляют в процесс пенной флотации на одном или более этапах процесса. Например, органическую аммониевую соль серосодержащего собирателя можно добавлять на этапе измельчения, этапе кондиционирования или в комбинации. Используемый здесь термин “добавлять” или любая его вариация означает любой способ, который можно применить для того, чтобы совместить два или более элементов или соединений, и включает в себя перемешивание, смешивание, комбинирование, включение, сопряжение и тому подобное. Аналогично, используемый здесь термин “перемешивать” или любая его вариация означает любой способ, который можно применить для того, чтобы совместить два или более элементов или соединений, и включает в себя добавление, перемешивание, смешивание, комбинирование, включение, сопряжение и тому подобное.

[0047] Органическую аммониевую соль описанных здесь серосодержащих собирателей добавляют в процессы извлечения ценного минерала из руды в количестве, которое является эффективным (“эффективное количество” или “обогащающее количество”) для извлечения ценного минерала. Эффективное количество органической аммониевой соли серосодержащего собирателя может зависеть от множества факторов, включая применяемый способ, используемую руду, состав органической аммониевой соли серосодержащего собирателя и тому подобное. В одном из вариантов реализации изобретения эффективное количество органической аммониевой соли серосодержащего собирателя, которое добавляют в процесс, составляет от около 0,5 грамм на тонну (г/т) до около 500 г/т. В другом варианте реализации изобретения эффективное количество органической аммониевой соли серосодержащего собирателя, которое добавляют в процесс, составляет от около 1 г/т до около 200 г/т. В еще одном варианте реализации изобретения эффективное количество органической аммониевой соли серосодержащего собирателя, которое добавляют в процесс, составляет от около 2 г/т до около 100 г/т. В дополнительном варианте реализации изобретения эффективное количество органической аммониевой соли серосодержащего собирателя, которое добавляют в процесс, составляет от около 5 г/т до около 50 г/т. В другом варианте реализации изобретения эффективное количество органической аммониевой соли серосодержащего собирателя составляет от около 5 г/т до около 20 г/т.

[0048] Описанные здесь органические аммониевые соли серосодержащих собирателей или содержащие их составы собирателей обычно добавляют в процесс в жидком состоянии. При производстве некоторые из составов могут находиться в твердом состоянии, но их можно легко перевести в жидкое состояние путем растворения в подходящем растворителе или разбавителе.

[0049] Кроме органических аммониевых солей описанных здесь серосодержащих собирателей или содержащих их составов собирателей в процесс пенной флотации можно по отдельности или одновременно добавлять другие собиратели.

ПРИМЕРЫ

[0050] Следующие примеры приведены для того, чтобы помочь специалисту в данной области техники более глубоко понять некоторые варианты реализации настоящего изобретения. Эти примеры предназначены для иллюстративных целей и не должны трактоваться как такие, которые ограничивают объем различных вариантов реализации настоящего изобретения.

[0051] Если другое специально не оговорено, в приведенных ниже Примерах используются следующие условные обозначения: “процент”, “%”, “массовый %” и “масс. %” обозначают массовые проценты, “г” обозначает грамм, “°C” обозначает градусы по Цельсию, “г/т” обозначает грамм на тонну, “мин” обозначает минуты, “изв” и “Изв” обозначают извлечение ценного минерала в концентрате, “С изв” обозначает сквозное извлечение всех сульфидных минералов, “соб” обозначает собиратель, “об/мин” означает обороты в минуту, “кг” — килограмм, “м.д.” — миллионные доли относительно массы (также является эквивалентом г/т), “мл” — миллилитр и “л” — литр.

Пример 1. Приготовление этиламмониевой соли диизобутил дитиофосфорной кислоты

[0052] Приготовление этиламмониевой соли диизобутил дитиофосфорной кислоты проводят следующим образом: 130 граммов (0,54 моля) диизобутил дитиофосфорной кислоты помещают в реактор высокого давления с рубашкой. Систему газируют азотом на протяжении 20 мин и в капельную воронку добавляют 26 граммов (0,58 моля) разжиженного этиламина, и затем всю систему герметизируют в азотной среде. Потом, контролируя состояние системы с помощью измерителя давления и термометра, по капле добавляют этиламин. Температуру реакции поддерживают ниже 50°C, а давление — ниже 10 фунтов на квадратный дюйм (“psi”). После того, как добавление завершено, систему нагревают через рубашку до 50°C с помощью нагревающего термостата. Температуру реакции поддерживают на уровне 50°C на протяжении 1 часа. После этого продукт сливают. Для того чтобы определить кислотность и процентное содержание дитиофосфорной кислоты, измеряли кислотное число (в норме — до 30) и йодный индекс (между 40-44). Чистоту продукта (в диапазоне между 88-95%) измеряют с помощью жидкостной хроматографии с масс-спектроскопией (“ЖХ-МС”) и ядерного магнитного резонанса (“ЯМР”).

Пример 2. Приготовление диэтиламмониевой соли диизобутил дитиофосфорной кислоты

[0053] Приготовление диэтиламмониевой соли диизобутил дитиофосфорной кислоты проводят следующим образом: 130 граммов (0,54 моля) диизобутил дитиофосфорной кислоты помещают в реактор высокого давления с рубашкой. Систему газируют азотом на протяжении 20 мин и в капельную воронку добавляют 43 грамма (0,58 моля) диэтиламина, и затем всю систему герметизируют в азотной среде. Потом, контролируя состояние системы с помощью измерителя давления и термометра, по капле добавляют диэтиламин и поддерживают температуру реакции ниже 50°C, а давление — ниже 10 фунт/кв. дюйм. После того, как добавление завершено, систему нагревают через рубашку до 50°C с помощью нагревающего термостата. Температуру реакции поддерживают на уровне 50°C на протяжении 1 часа. После этого продукт сливают. Для того чтобы определить кислотность и процентное содержание дитиофосфорной кислоты, измеряли кислотное число (в норме — до 30) и йодный индекс (между 40-44). Чистоту продукта (в диапазоне между 88-95%) измеряют с помощью ЖХ-МС и НМР.

Примеры 3-5: Извлечение ценных минералов из рудного тела, содержащего основной металл (медь)

[0054] Рудное тело, содержащее Cu (0,56%), обогащают путем пенной флотации. В каждом испытании 1000 г рудного образца измельчают на протяжении 8,5 мин в мельнице со стержнем из мягкой стали с 10 кг стержневой нагрузки и приблизительно 667 мл воды, что приводит к образованию шлама из измельченной руды с гранулометрическим составом, в котором размер приблизительно 80% частиц не превышает 106 микронов. Для достижения требуемого уровня pH приблизительно в 10,5 на этапе флотации в мельницу добавляют известь. После измельчения шлам перемещают в 2,5 л флотационную машину Денвер и добавляют воду, чтобы довести плотность твердой фазы до 33%. Шлам перемешивают в машине при 1200 об/мин. Собиратель добавляют одноразово в пропорции 5 г активного собирателя на тонну руды на этапе кондиционирования. Во всех испытаниях применяемым пенообразователем является пенообразователь PBM 604, который производит Cytec Industries Inc., США, и который добавляют в дозировке 30 г/т. Флотацию проводят на протяжении 9 минут. Результаты представлены в Таблице 1.

Таблица 1
Cu руда
Пример №* Дозировка, г/т Тип собирателя Cu Изв., %
3C 5 Na-ДИБДТФ 83,1
4 5 ЭА-ДИБДТФ 84,5
5 5 ДЭА-ДИБДТФ 85,3
*С: Сравнительный
Na-ДИБДТФ: Натриевая соль диизобутил дитиофосфорной кислоты
ЭА-ДИБДТФ: Этил аминная соль диизобутил дитиофосфорной кислоты
ДЭА-ДИБДТФ: Диэтил аминная соль диизобутил дитиофосфорной кислоты

[0055] Различные термины, которые были употреблены выше и по всему тексту раскрытия сущности изобретения, приведены для того, чтобы помочь читателю. Если не указано иное, все употребляемые здесь термины данной области техники, обозначения и другая научная терминология имеют те значения, которые обычно подразумеваются специалистами в области минеральной и/или горнопромышленной химии. При употреблении в тексте и в прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают ссылки на множественное число, если другое четко не предусмотрено контекстом. Все используемые в описании и формуле изобретения числа, выражающие количество ингредиентов, условия реакций и так далее, нужно понимать как такие, что во всех возможных случаях могут меняться в пределах, заданных термином “около”. Аналогично все числа, приведенные в диапазоне, на который указывает слово “между”, включают верхнюю и нижнюю границы этого диапазона. Соответственно, если не указано иное, все числовые параметры, приведенные в описании и прилагаемой формуле изобретения, являются приблизительными и могут варьироваться в зависимости от тех свойств, которые требуется получить с помощью настоящего изобретения. Каждый числовой параметр, по меньшей мере, должен трактоваться в свете количества значащих цифр и стандартных методов округления, что не ограничивает доктрину эквивалентов объемом формулы изобретения.

[0056] В тексте данной заявки были приведены ссылки на различные патенты и/или научную литературу. Раскрытие сущности этих публикаций включено в данный текст посредством ссылки в полном объеме, как если бы это было прописано здесь. В случае противоречивых терминов предпочтение отдается терминам данного документа. На основании вышеприведенных описания и примеров специалист в данной области техники сможет практически использовать изобретение заявленным образом без проведения ненужных экспериментов.

[0057] Хотя в вышеизложенном описании были описаны и отмечены основные отличительные признаки предмета настоящего изобретения, понятно, что специалистом в данной области техники могут быть сделаны различные исключения, замещения и изменения как в содержании составов, так и в их применении, без отступления от объема предмета настоящего изобретения. Следовательно, объем настоящего изобретения не должен ограничиваться вышеизложенным описанием, но должен определяться прилагаемой формулой изобретения.

Колонная и камерная флотация | SGS Россия

Опытные технические специалисты компании SGS разрабатывают технологический регламент по проектированию цикла флотации, проводят полупромышленные испытания, аудиторские проверки, выполняют проектирование оборудования и его поставку, включая:

  • Аппараты камерной флотации 
  • Колонные флотомашины

Эти надежные технологии разработаны для быстрой и эффективной реализации целей наших клиентов, а также предоставляют им возможности проведения различных видов флотации для увеличения рентабельности.

Колонная флотация

Колонные флотомашины работают по тому же основному принципу, что и механические флотокамеры, — разделение частиц минералов проходит в перемешиваемом и/или аэрированном водно-минеральном растворе, при этом поверхность выбранных минералов становится гидрофобной (водоотталкивающей) при обработке определенными флотационнными реагентами. Однако при колонной флотации механическое перемешивание не применяется. По этому же принципу проводится разделение в емкости(известном как колонна), высота которой значительно превышает ширину (или поперечный разрез) камеры. Воздух подается в пульпу в колонне через распределители, в результате чего создается встречный поток пузырьков воздуха.

По сравнению с традиционными механическими камерами колонная флотация проводится медленнее, однако позволяет достичь улучшенной кинетики.

Преимуществами колонной флотации являются:

  • Улучшенные технологические показатели;
  • улучшение контроля;
  • снижение энергопотребления;
  • снижение площади под очистной установкой; 
  • сокращение капитальных затрат.

Камерная флотация

Аппарат камерной флотации — устройство для аэрирования пульпы без подвижных деталей. Камера состоит из двух основных компонентов.

  • Контактор — это камера, в которой под давлением смешивается пульпа и флотационный воздух. Давление поддерживается дросселем, размещенным на разгрузочном конце контактора.  
  • Выгружаемый из контактора поток поступает в нижнюю часть камеры для разделения, в которой флотационные агрегаты (частицы и пузырьки воздуха) образовывают пенный слой, всплывающий на поверхность и удаляющийся из контактора. Несобранные частицы удаляются через линию нижнего продукта. Как и в случае колонной флотации, пена может быть промыта водой, то есть флотационая камера может также использоваться в качестве флотационной перечистной машины.

Флотационная камера используется в первую очередь в схемах основной флотации флотации. Она характеризуется компактностью, высокой эффективностью, простотой эксплуатации, низкими энергозатратами и издержками на техническое обслуживание. Ниже представлен список других преимуществ и возможностей для экономии капитала, которые вы получаете, остановив свой выбор на установке флотационной машине камерного типа.

  • Значительное снижение пульсаций в цикле основной флотации благодаря наличию щламосборников.  
  • Улучшенный контроль высоты пены.   
  • Сниженное энергопотребление в мельницах доизмельчения.
  • Сокращение капитальных и эксплуатационных затрат в цикле перечистки.
  • Низкий объем работ по техническому обслуживанию.
  • Простые в использовании контрольно-измерительные приборы.
  • Возможность экономии энергии в циклах основной флотации.
  • Упрощенные процедуры отбора проб и анализа в потоке
  • Сокращение затрат на оборудование с учетом монтажа и площади занимаемой поверхности.

Компания SGS является самой опытной и надежной организацией в индустрии обогащения полезных ископаемых. Мы имеем опыт разработки технологических регламентов и проведение полупромышленных испытаний для тысяч проектов по флотации. Наши эксперты улучшат производительность ваших флотационных машин благодаря проверенным технологиям колонной и камерной флотации.

Современные способы флотации

Сейчас самым распространенным методом обогащения руд является пенная флотация. Она относительно дешева и очень эффективна. Этим способом обогащают более двадцати разных типов руд, перерабатывая около миллиарда тонн в год. Впервые это метод был разработан в 1877-м году для получения графитового концентрата.

Пенная флотация осуществляется в пульпе — трехфазной смеси, состоящей из твердых частиц, газа и жидкости. Для начала горную породу с полезным содержанием измельчают, делая твердую фазу смеси; чем тяжелее порода, тем сильнее измельчение. Жидкая фаза состоит из воды, специально добавленных флотирующих реагентов и различных растворенных в воде примесей. Газовая фаза — это пузырьки воздуха или газа, принудительно подаваемые в смесь и образующиеся в результате химических реакций.

Метод пенной флотации основан на способности пузырьков газа плотно прилипать к гидрофобным (отталкивающим воду) частичкам горной породы. При этом плотность частички с прилипшими пузырьками оказывается меньше, чем плотность жидкой среды и частичка всплывает (флотирует) вверх. Таким образом образуется верхний слой частичек породы, который в дальнейшем собирается или удаляется.


Существует несколько видов пенной флотации

  • Вакуумная флотация. Жидкость насыщают газом настолько, чтобы при понижении давления из нее начинали выделяться пузырьки. Эти пузырьки слипаются с несмачиваемыми частичками и поднимают их на поверхность.
  • Гравитационная флотация. Процесс, использующий непосредственно флотацию и действие гравитационных или центробежных сил. Метод позволяет работать с очень мелкими пылеобразными частицами, которые в обычных условиях только мешают и не поддаются разделению.
  • Ионная флотация. Применяется для очистки промышленных стоков и выделения полезных веществ из сильно разбавленных растворов. Для этого используют химические флотореагенты. Они вступают в реакцию с веществами раствора или мелкодисперсионными примесями и поднимают минеральные или коллоидные частички с помощью пузырьков газа в пену или пленку.
  • Электрофлотация. Пузырьки газа получают в результате разложения воды на кислород и водород под действием электротока.
  • Процесс с выделением углекислого газа. В качестве газовой среды применяется углекислый газ, получающийся в результате химического взаимодействия.

Различают флотацию прямую и обратную. В прямом процессе с поверхности пульпы удаляют полезные вещества, а отходы собираются на дне. При обратном процессе отходы всплывают и удаляется, а полезные минералы собираются со дна флотационной машины.

Флотирующие реактивы

Флотирующие реагенты добавляются в смесь для селективного разделения тонко измельченной горной породы. С помощью различных химических веществ, добавляемых в пульпу, регулируют процессы взаимодействия пузырьков и частиц породы: какие частицы станут гидрофобными в данной жидкости, а какие — гидрофильными (хорошо смачиваемыми). Добавляя различные реагенты, увеличивают или понижают поверхностное натяжение на границе раздела жидкость-газ, стабилизируют пену и размер пузырьков, усиливают или ослабляют адсорбцию. В результате удается добиться разделения сложных многокомпонентных руд с близкими показателями плотности отдельных минералов, и получать из одной руды сразу несколько концентратов.

Флотирующие вещества добавляются в очень небольших количествах, от нескольких граммов до нескольких килограммов на одну тонну руды. Вода обычно очищается и вовлекается во вторичный оборот.

В качестве флотирующих реагентов используются вещества различного происхождения и назначения:

  • ПАВ, пенообразователи и пеногасители;
  • уменьшающие или увеличивающие способность частичек смачиваться жидкостью вещества;
  • углеводороды;
  • вещества, содержащие аминогруппы, гидроксильные и карбоксильные группы;
  • сульфгидрильные, оксигидрильные реактивы и многие другие.

Для выделения нужных компонентов из породы используются полиэтиленгликоли, производные изопропиловых, пентиловых и этиловых соединений, крахмал, алифатические первичные и вторичные амины, жидкое стекло, карбоновые кислоты, аммониевые соли, производные нефти, жиры и сложные эфиры, высшие жирные кислоты и мыла, одноатомные алифатические и терпеновые спирты, кислоты, щелочи, соли.

Как работает пенная флотация

Пенная флотация

Чарльз Кубач, Mine-Engineer.Com

Процесс пенной флотации обычно описывается как физико-химическое действие, при котором минеральная частица притягивается, прикрепляется к поверхности пузыря и переносится на поверхность. ячейка, из которой она перетекает в разгрузочный желоб, обычно с помощью лопастей, вращающихся в направлении желоба (который обычно представляет собой желоб, предназначенный для транспортировки суспензии в резервуар, где он перекачивается для дальнейшей обработки, например, обезвоживание или выщелачивание.Выгрузка хвостов на обычных флотационных машинах происходит на противоположном конце камеры от подачи, обеспечивая прохождение суспензии по всей длине камеры мимо нескольких рядов, содержащих крыльчатки-диффузоры, перед тем, как выгрузить в виде хвостов.

В пенную флотацию вовлечено несколько типов химикатов, и еще несколько могут быть задействованы. Во-первых, промотор или пенообразователь. Это химическое вещество просто создает пузыри достаточной прочности, чтобы подняться на поверхность, не разбиваясь.Размер пузырьков также важен, и наблюдается тенденция к образованию мелких пузырьков, поскольку они дают большую площадь поверхности (быстрее контактируют с минеральными твердыми частицами) и обладают большей стабильностью. Затем реагенты-коллекторы — это первичные химические вещества, которые образуют связь между определенным минералом на поверхности пузырька. Коллекторы адсорбируются на поверхности минерала или вызывают химическую реакцию с минералом, позволяя ему оставаться прикрепленным к стиральной машине. Спирты и слабые кислоты — два химических типа собирателей, обычно используемых при обогащении минералов.

Существуют также менее используемые реагенты, такие как депрессоры, для подавления соединений, чтобы они не прилипали к пузырькам, химические вещества, регулирующие pH, и активирующие агенты. Активирующие агенты по существу помогают соединению коллектора с определенным минералом, который трудно плавать.

Такие компании, как Cytec, Nalco и Chevron Phillips Chemical Company, являются основными производителями всех типов флотационных химикатов.

В идеале, реагенты должны добавляться в резервуар для кондиционирования с мешалкой перед отправкой во флотационную камеру, но во многих случаях они просто добавляются в сырье, прежде чем оно попадет в камеру, в зависимости от кинетики клетки и крыльчатки перемешать.

Руда должна быть соответствующим образом измельчена до размера частиц, чтобы высвободить минералы, обычно 100 меш или мельче (150 микрон). Затем он смешивается с водой до идеального процента твердых веществ (обычно от 5% до 20%), что обеспечивает наилучшее извлечение минералов. Это определяется в лабораторных камерах периодической флотации, где проводится ряд тестов для определения каждого определяющего фактора процесса.

Типы флотационных машин также сильно различаются, но все они очень похожи в том, что они вводят воздух под водой и рассеивают его в камере.Некоторые используют воздуходувки, воздушные компрессоры или действие крыльчатки флотации, создавая под ней пустоту и втягивая воздух в машину через стояк, в котором также находится вал крыльчатки. Именно в деталях метода введения химикатов, воздуха и минералов в воду они отличаются.

И, в качестве комментария, я был свидетелем большего количества вудуских и ложных заявлений об эффективности в конструкции машины пенной флотации, чем что-либо еще со времен «змеиного масла» на Старом Западе.Как правило, разумно придерживаться хорошей марки, которая широко используется при флотации желаемого минерала.

Одним из основных достижений стало использование колонной флотации в качестве более чистой флотационной камеры в медной промышленности (и некоторых других отраслях). Он производит более чистый продукт и, как правило, более эффективен в качестве более чистой камеры, чем обычные флотационные камеры. Колонные флотомашины начали появляться на заводах в конце 1970-х — начале 1980-х годов и получили широкое распространение к 1990-м годам.Основная тенденция, связанная с обычными флотомашинами, заключалась в том, что чем больше, тем лучше, и в последние несколько десятилетий на рынок вышли более крупные устройства.

Вернуться в меню технологической установки

Свяжитесь с нами
Copyright ©
1994-2017
Mine-Engineer.Com
Все права защищены

Пенная флотация для 21 века

E&MJ объясняет, как целостный подход к оптимизации флотации, включающий оборудование, технологии и ноу-хау, может предоставить схемы, пригодные для горных работ завтрашнего дня.

Карли Леонида, европейский редактор

Пенная флотация является основным направлением обогащения полезных ископаемых более 100 лет.За это время, и особенно за последние 20-30 лет, были достигнуты значительные успехи в разработке и применении механических элементов для систем флотации, например, новые механизмы, желоба, увеличенные объемы камер, улучшенные насосы и т. Д. Благодаря новым уровням эффективности, на отдельной основе, они недостаточны для обеспечения высоких показателей извлечения и содержания, необходимых для будущих горных работ.

Чтобы справиться с большей производительностью, связанной с истощением (низкосортных) залежей металлов, обеспечить максимальную эффективность энергопотребления и снизить требования к техническому обслуживанию, рудники и производители теперь ищут сочетание цифровых технологий, целевых формул реагентов и инновационных установок. для существующего оборудования.

Именно сумма этих компонентов позволит рудникам поддерживать добычу и поддерживать низкие эксплуатационные расходы в будущем.

Talking Trends

Тьерри Монредон, глобальный менеджер по флотации в Metso, рассказал E&MJ о текущих тенденциях в разработке и применении флотационного оборудования.

«Одной из ключевых тенденций является использование комбинации механических ячеек и флотационных колонн с колоннами в качестве последней ступени очистки, поскольку они обеспечивают повышенное извлечение и более высокое содержание в этой роли», — сказал он.За последние несколько лет мы видели, как механические элементы используются для более грубых операций и задач по очистке, а также, как правило, для первой ступени очистки. Затем выполняется последний этап очистки с помощью колонн.

«Обычно мы видим повышение содержания на 1%, когда колонны устанавливаются в качестве последней ступени очистки вместе с использованием пенных камер».

Монредон сказал, что эта тенденция особенно заметна в отношении цветных металлов во всем мире. «Если я возьму, например, некоторые проекты, над которыми мы работали в Индии, — сказал он.«В последнем проекте горнодобывающая компания хотела только механические ячейки. Следующий концентратор, если они получат одобрение для проекта, будет использовать сочетание механических ячеек и колонн ».

И увидим ли мы в ближайшее время клетки побольше?

«Я думаю, что мы вышли на плато с точки зрения размеров. 600-метровые камеры класса 3 были установлены в нескольких местах, но это определенно будет максимальным размером, используемым в будущем в течение некоторого времени », — сказал он.

«Часто дешевле иметь два банка по 300 м 3 ячеек вместо одного банка по 600 м 3 ячеек.Стоимость оборудования — основная причина того, что людей не интересуют большие диаметры на данном этапе ».

В настоящее время именно предприятия с низким содержанием и высокой производительностью, например, медные рудники, остановили свой выбор на ячейках 600-м 3 .

«Содержание снижается, и для максимальной эффективности эти операции должны иметь высокую пропускную способность», — сказал Монредон. «В этих случаях использование флотомашин большого диаметра является обязательным, но, опять же, 600 м 3 — это действительно предел.Это ясно для меня, для нашей компании, и я считаю, что это то, что мы видели и на примере наших конкурентов ».

Монредон объяснил, что не только существующие конструкции ячеек достигли максимальной эффективности на высоте 600 м. 3 , но и больший диаметр потребует большей площади основания и большего пространства внутри концентратора; пространство, которое часто в цене.

«Когда вы смотрите на сборку здания и окружения, которое вам нужно, вокруг флотационного оборудования. Если посмотреть на общую стоимость, то с оборудованием большего диаметра оно становится намного дороже », — сказал он.«Возможно, несколько лет назад он [объем ячейки более 600 м 3 ] рассматривался для очень крупных операций, таких как нефтеносные пески, но сегодня этот рынок практически исчез. Основным спросом на крупные флотационные установки сегодня является железная руда и медь. Обычно только медь поднимается на высоту 600 м 3 ».

Новый механизм от Metso

Флагманский продукт Metso для флотации, флотационная камера RCS, представляет собой универсальную флотационную машину, подходящую для таких применений, как черновая обработка, очистка и продувка.Ячейки RCS используют запатентованный Metso механизм Deep Vane (DV) для плавания различных минералов и доступны в объемах от 0,8 м 3 до 600 м 3 . Их дополняет линейка флотационных колонок Microcel, камер VisioFroth и оптимизирующей системы управления OCS-4D.

Монредон сказал, что VisioFroth, в частности, сыграл ключевую роль в повышении извлекаемости и содержания рудников. Камера обеспечивает онлайн-измерение производительности флотации, включая такие параметры, как скорость пузырьков, размер и стабильность, что позволяет оптимизировать управление потоком концентратора и использование реагентов.Камеру можно использовать как автономный прибор или в сочетании с методами расширенного управления технологическим процессом (APC) для оптимизации уставок на всем концентраторе.

«Это не ново, — пояснил он. «Но все больше и больше людей хотят покупать это оборудование вместе с оригинальным оборудованием, а не приобретать его отдельно на более позднем этапе. Цель состоит в том, чтобы добиться максимального восстановления с первого дня, имея такое дополнительное оборудование.

«Но кроме камер и систем оптимизации, которые поставляются с флотационным оборудованием… На самом деле, это все знания о том, что увеличивает извлечение.”

Команда Metso в настоящее время работает над новым механизмом для своих флотационных камер RCS. Он все еще находится на стадии разработки и еще не протестирован. «У нас уйдет около 12-18 месяцев, прежде чем мы что-нибудь об этом выпустим», — сказал Монредон E&MJ . «Это то, над чем мы работаем уже около года.

«В течение последних пяти лет оба наших основных конкурента занимались этим типом модернизации, поэтому можно сказать, что, возможно, мы отстаем. Но мы считаем, что это позволит нам быть впереди, имея один из последних продуктов.”

Metso также установит оборудование для флотации на свинцово-цинковом предприятии в Индии в ближайшем будущем, и Monredon ожидает, что растущий интерес к переработке хвостов на предприятиях по всему миру может стимулировать продажи флотационного пространства в ближайшие 12-24. месяцы. Чтобы сделать этот подход физически возможным, для многих операций потребуется отдельный завод по переработке вместе с соответствующим оборудованием для обогащения.

«Требуемое оборудование зависит от того, где теряются ценные минералы», — пояснил он.«Это крупный материал или мелочь? Если он находится в крупном потоке, вам придется провести повторное измельчение, а затем снова флотацию …

«Для того, чтобы это произошло в глобальном масштабе, потребуется немного больше времени. Мы видели, как это происходит с золотом, и ожидаем, что этому примеру последуют другие операции по производству меди и железной руды ».

А как насчет флотации твердых частиц — это жизнеспособный вариант для шахт, которые стремятся оптимизировать свою производительность при одновременном снижении эксплуатационных расходов?

Monredon ясно дает понять: «На данном этапе это еще не проверенная технология», — сказал он.«Мы не можем обеспечить достаточное извлечение очень крупных частиц.

«Это может быть вариант для очень специфических приложений, но в более крупном масштабе это пока невозможно».

Если все пойдет по плану, портфель Metso скоро будет объединен с высоко оцененным ассортиментом флотационного оборудования и услуг конкурента Outotec. Ожидается, что сделка по слиянию двух компаний будет завершена в следующем году после одобрения регулирующими органами, а генеральный директор Metso Пекка Ваурамо назвал анализаторы пены Outotec Courier выдающимся продуктом, объявляя о слиянии.

FLSmidth смешивает все

FLSmidth была одним из самых загруженных поставщиков флотационного оборудования за последние 12 месяцев. В октябре компания выпустила две новые концепции флотации. Смешанная система флотацииROW и новый пакет обновления для сбора пены.

mixedROW делает то, что написано на банке. Он сочетает в себе преимущества технологии нагнетания воздуха nextSTEP от FLSmidth и самовсасывания WEMCO в одном наборе ячеек. Флотационные камеры с технологией принудительной подачи воздуха nextSTEP компании FLSmidth расположены в начале ряда, где они могут извлекать крупнозернистый материал с минимальным потреблением энергии.Ячейки, в которых используется технология самовсасывания WEMCO, затем помещаются в конец ряда для максимального извлечения как крупных, так и мелких частиц. Поднятое положение ротора внутри ячеек WEMCO также помогает снизить потребление энергии, поскольку пена может перемещаться только на небольшое расстояние.

Благодаря этой стратегической установке ячейки, mixedROW может снизить потребление энергии, используемой в процессе флотации, на 15-40%, увеличивая при этом извлечение до 5%. FLSmidth сообщила, что у MixROW самые низкие потери напора на рынке, так как его система дротиковых клапанов позволяет эффективно переносить суспензию из одного резервуара в другой без значительных потерь.

Дротиковые клапаны также оказались полезными в новом пакете модернизации для восстановления системы FLSmidth.

Д-р Дариуш Лелински, глобальный менеджер по продукции флотации FLSmidth, объяснил, как появилась упаковка, в недавнем интервью журналу для клиентов компании.

«Вероятно, не будет преувеличением сказать, что потенциал увеличения скорости извлечения пены — с точки зрения того, что может обеспечить более эффективный контроль уровня, времени пребывания в пене и скорости вытягивания — был признан отраслью всего несколько лет назад. » он сказал.

«Это связано с тем, что предполагалось отсутствие потерь при транспортировке от жидкого навоза к желобу. Всего несколько лет назад было установлено, что потери обычно составляют 50%, а для крупных частиц могут достигать 90%. Это означает, что 50% (в среднем по всем размерам) частиц должны быть снова захвачены после отделения в пенистой фазе ».

Чтобы решить эту проблему, FLSmidth приступила к увеличению вероятности выхода из пенистой фазы с использованием комбинации инструментов и технологий.Результатом стал пакет обновления для восстановления пены. При этом используются измерение уровня суспензии, модернизированные дротиковые клапаны и новые приводы от Festo, которые были разработаны специально для FLSmidth, чтобы обеспечить максимальный контроль пенистой фазы. Это также позволяет быстрее реагировать на изменения потока и плотности суспензии.

В комплект также входят новые регулируемые радиальные вспениватели FLSmidth (ARFC). Это позволяет увеличить извлечение или содержание независимо от количества пены, образовавшейся в верхней части машины.Компания заявила, что они допускают гораздо более высокую скорость вытягивания или более глубокую пену, чему в настоящее время препятствует геометрия верхней части большинства флотационных машин.

Традиционный способ улучшения извлечения пены — это изменение высоты пены, скученности и количества радиальных желобов.

Лелински объяснил, что все это возможно с новым пакетом: «Самая трудная часть — это сбор пены в конце ряда. Гидрофобных частиц недостаточно для образования стабильной глубокой пены, и большой процент этих частиц остается невосстановленным.Наш пакет позволяет не только извлекать эти частицы, но и контролировать необходимый баланс между извлечением и содержанием в этой части цикла флотации. Таким образом, в целом вы получаете лучшие результаты, но это также дает вам еще одну степень контроля процесса не только во время трудностей с образованием пены, но и во время нормальной работы, что дает большую гибкость в выборе соотношения содержания и извлечения », — сказал он.

Новый датчик уровня, который с помощью зонда MultiSense контролирует положение жидкого навоза и пены, был разработан в сотрудничестве с HyControl, и в комплект поставки также входит усовершенствованная пенная камера, разработанная компанией Stone Three, лидером на рынке оборудования для технического зрения.

«Мы рады доставить этот полный пакет нашим клиентам. Все элементы, работающие вместе в сочетании с радиальными уплотнителями пены, означают, что этот пакет обеспечит лучшее извлечение при том же содержании или повышенном содержании при том же извлечении, что делает этот пакет лучше, чем сумма всех частей », — добавил Лелински.

Усердная работа FLSmidth в области флотации не осталась незамеченной. В сентябре компания была признана ведущим поставщиком флотомашин в Чили на мероприятии, организованном Чилийской ассоциацией поставщиков горнодобывающей промышленности (APRIMIN).Награда была вручена независимой консалтинговой компанией Phibrand по результатам опроса горнодобывающих компаний.

Андрес Коста, президент FLSmidth в Южной Америке, был в восторге от
: «Мы очень гордимся этим признанием, потому что оно дано нашими клиентами. Это настоящий знак того, что мы оправдываем их ожидания ».

FLSmidth также была признана одним из ведущих поставщиков в категории насосов, что позволяет нам перейти к следующей области оптимизации флотации.

Не забывайте откачивание пены

Это все хорошо и выгодно инвестировать в решения по увеличению извлечения при флотации, но если не будут учтены допущения в конструкции сопутствующего насосного оборудования, могут возникнуть проблемы.

Лес Харви, региональный менеджер по продукции для шламовых насосов Weir Minerals, рассказал E&MJ о проблемах, с которыми сталкиваются рудники.

«Понимание того, что происходит в системе насосов и трубопроводов, является ключом к внедрению инноваций», — сказал он.«Данные, которые мы собираем, и наш опыт в этой области позволяют нам лучше понять проблемы, с которыми сталкиваются наши клиенты. Вооруженные этим пониманием, мы можем вносить изменения в конструкцию и создавать новые продукты, чтобы помочь нашим клиентам улучшить работу и облегчить некоторые из их проблем с помощью перекачивания пены.

«По мере того, как мы получаем доступ к большему количеству данных, мы можем надежно моделировать взаимодействие и производительность насоса и шлама. Это позволяет нам постоянно улучшать наше понимание поведения жидкости и суспензии в различных областях применения, включая перекачивание пены.”

Харви сказал, что команда Weir заметила закономерность среди клиентов, которые испытывают проблемы с их пенными насосами.

«Используя больше флокулянтов и других химикатов, предназначенных для улучшения извлечения полезных ископаемых, они усугубляют существующие проблемы в проектировании схем и снижают ожидаемую отдачу», — пояснил он.

Одна из основных проблем при перекачивании пены — это воздух в насосе. Воздух стремится центрифугироваться к ушку крыльчатки, где он может скапливаться в воздушной пробке.Помимо снижения эффективности насоса, это также уменьшает поток через насос и увеличивает уровень суспензии во всасывающем бункере. Повышенный уровень суспензии может протолкнуть воздушный карман через насос, вызывая помпаж и вибрацию, которые могут повредить подшипники насоса, рабочее колесо и вал.

Харви объяснил: «Лучший способ управлять воздухом в пенном насосе — это приобрести пенный насос с системой непрерывного удаления воздуха (CARS), которая есть в наших насосах Warman AHF, MF и LF.”

Система позволяет воздуху перемещаться из проушины рабочего колеса в сборную камеру в задней части насоса через вентиляционное отверстие в рабочем колесе. Затем индуктор потока удаляет воздух через вентиляционную трубу. Также важно расположить выпускную трубу насоса в верхней части насоса или под углом 45 °, чтобы позволить воздуху, оставшемуся в верхней части корпуса, выйти.

«В настоящее время мы работаем с несколькими клиентами, пересматривая нашу технологию CARS, чтобы улучшить производительность наших насосов Warman в приложениях с большим объемом воздуха в пене», — сказал Харви E&MJ .«Это сложные приложения, требующие глубокого понимания поведения шлама во всей насосной и трубопроводной системе».

Другая распространенная проблема возникает, когда бункеры, предназначенные для перекачивания жидкого навоза, используются при перекачивании пены. В бункерах для жидкого навоза требуется турбулентность, чтобы предотвратить оседание минералов, но турбулентность в пенном насосе препятствует выходу воздуха и может привести к засорению.

Цистерны

, разработанные специально для перекачивания пены, обеспечивают непрерывное круговое движение, при котором твердые и жидкие частицы отправляются за пределы отстойника для дальнейшей транспортировки, а воздушные центрифуги направляются в центр, откуда их можно удалить.Это движение можно стимулировать, вводя суспензию из верхней части резервуара под тангенциальным углом, а конические конструкции, а не конструкции с плоским или закругленным дном, дополнительно улучшают поток минералов.

Харви объяснил, что для предотвращения засоров всасывающая труба, соединяющая резервуар с насосом, должна быть большого диаметра и иметь наклон вниз по направлению к насосу. Такая конструкция позволяет выходящему воздуху отделяться и возвращаться обратно по трубе, где он может выйти из отстойника, а не скапливаться в засорах.

«Чем короче впускная труба, тем труднее образовываться засоры. Однако, помимо ремонтного золотника и запорного клапана, неплохо оставить достаточно места для порта нагнетания воды, который полезен для смыва любых отложений твердых частиц », — добавил он.

«Чтобы упростить техническое обслуживание, на всасывающей стороне насоса между насосом и стопорным клапаном может быть установлен сбросной клапан. Это позволит вам слить шлам из системы насоса и нагнетательного трубопровода при остановке насоса для обслуживания.”

Умная химия

Третья часть головоломки, которую часто упускают из виду, — это реагенты, используемые для вспенивания и сбора ценных минералов.

Хотя извлечение крупных частиц может быть ахиллесовой пятой для многих производителей флотационного оборудования, реагенты, необходимые для этих применений, уже некоторое время доступны. E&MJ встретился с командой специалиста по реагентам Solvay, чтобы узнать больше.

«Извлечение крупных частиц обеспечивает жизнеспособный вариант для снижения затрат на измельчение, достижения более высокой производительности предприятия и улучшения управления отходами и водными ресурсами», — сказал E&MJ Тарун Бхамбани, главный научный сотрудник по переработке полезных ископаемых в Solvay.

«Мы давно знаем, как разрабатывать реагенты для флотации крупных частиц. Однако физика традиционных флотационных камер представляет собой ограничение в использовании этих реагентов для достижения флотации этих частиц. За последние два десятилетия производители флотационных ячеек умело преодолели некоторые из этих физических ограничений и разработали ячейки, которые могут эффективно плавать с частицами размером> 300 мкм. Это позволило нам использовать этот новый химический состав, который сейчас производится в серии AERO CP и оценивается в заводском масштабе.”

Сложность руды часто связана с более низким содержанием руды, и рудникам требуются надежные реагенты для обработки различных минералов и типов руды, проходящих через установку. Бхамбани объяснил, что металлурги Solvay тратят много времени на оптимизацию и повторную оптимизацию наборов реагентов клиентов, используя коллекторы, пенообразователи и модификаторы, чтобы помочь справиться со сложностью.

«Кроме того, мы видим, что проблемные виды, такие как мышьяк, тальк, глины и другие, встречаются чаще», — сказал он. «Это может повлиять на процесс, в основном за счет снижения содержания в концентрате, и заводы могут понести финансовые штрафы, если некоторые из них присутствуют.Использование селективных коллекторов, вспенивателей и модификаторов имеет решающее значение для повышения эффективности разделения руды клиента с целью максимизации чистой прибыли от плавильного завода ».

Менеджер по маркетингу обогащения полезных ископаемых, Eammon Guitard, добавил, что Solvay видит все больше запросов на индивидуальные смеси реагентов, устойчивые к ряду типов руд.

«Каждый минерал имеет разную степень сродства к различным реагентам, и каждый реагент имеет разную степень сродства к различным минералам», — сказал он E&MJ .«Состав реагента должен быть достаточно устойчивым, чтобы воздействовать на все ценные минералы, но не нацеливаться на неценные как можно лучше».

По этой причине на предприятиях почти всегда используются составы нескольких коллекторов и тщательно подобранные дозировки и точки добавления.

Еще одна важная область интереса — рецептура вспенивателя; пенообразователями и пенистой фазой часто пренебрегают, но они могут существенно повлиять на металлургические характеристики.

«Мы видим растущее число запросов на исследование производительности вспенивателей на предприятиях наших клиентов», — сказал Пауло Мартинс, менеджер по развитию бизнеса Solvay по вспенивателям.«Мы обнаружили, что лабораторные испытания не являются хорошим показателем производительности вспенивателя в рабочем масштабе, но при испытании новых вспенивателей на заводе производственные предприятия сталкиваются с рисками, поскольку трудно определить правильный состав вспенивателя в реальном времени. Эта сложность затрудняет для шахт эффективную оценку продукции в процессе эксплуатации.

«Из-за этих проблем для горнодобывающих предприятий крайне важно объединиться с поставщиками реагентов, которые глубоко понимают химию флотации, применяя целостные подходы, которые оценивают роль химических, физических и операционных переменных в результатах флотации.”

Выбор устройства для приготовления капучино может быть сложным процессом, и в результате многие операции сегодня используют неоптимальные формулы. Solvay упрощает этот процесс, оцифровав свою методологию FLOTATION MATRIX 100. Он ориентирован на оптимизацию флотации и включает в себя основанный на логике инструмент выбора продукта для определения соответствующего химического состава строительных блоков.

Компания также разработала современное дозирующее оборудование, которое позволяет более точно смешивать и контролировать химические составы для вспенивания строительных блоков, а также вносить корректировки в реальном времени на основе результатов, полученных на заводе.В свою очередь, заводы получают выгоду от улучшенной стабильности работы и металлургических показателей.

Ключ сотрудничества к оптимизации

Solvay недавно работал с крупным горнодобывающим предприятием в Северной Америке над разработкой вспенивателя под названием OREPREP F-717. Команды представили свою работу на встрече SME 2019 в Денвере в феврале.

«Основная идея наших проектов по вспениванию начинается с определения основных производственных потребностей. OREPREP F-717 был специально разработан, чтобы обеспечить стабильные условия для более грубых операций, с лучшей мобильностью и, в то же время, улучшить извлечение крупных частиц и решить проблему спорадического вспенивания », — сказал Гитар E&MJ .«Если применить упрощенный подход, эти цели будут антагонистическими, но более глубокое понимание химии в сочетании с деталями завода позволило нам разработать решение».

Благодаря новому вспенивателю команды сразу заметили увеличение извлечения крупных частиц и улучшение контроля контура на руднике.

Solvay продолжает разрабатывать новые реагенты и концепции, основанные на конкретных отраслевых потребностях и задачах. Команда сообщила, что один из самых больших запросов, которые они в настоящее время получают от клиентов, — это улучшенные решения для замены гидросульфида натрия (NaSH) при разделении Cu-Mo.

Существует несколько проблем с NaSH, включая запах, риск воздействия высокотоксичного газообразного сероводорода, недостатки производительности при обработке сложных руд и логистические проблемы при работе с большими объемами.

Эсау Аринаитве, директор по инновациям в переработке полезных ископаемых в Solvay, пояснил: «Замена вариантов на основе NaSH нетоксичными и эффективными по дозе полимерами — это давний поиск, и наша команда по исследованиям и разработкам рассматривает несколько вариантов.

«Компания Solvay представила свою технологию депрессантов AERO 7260 HFP несколько лет назад как более безопасную и устойчивую альтернативу NaSH.Он может заменить до 60% используемого NaSH и в настоящее время используется в коммерческих целях во всем мире. Для наших клиентов этого было недостаточно, так как цель заключалась в замене 100% используемого NaSH. Нашей последней инновацией являются депрессанты серии AERO NR 7360, которые призваны заменить 70–100% NaSH, используемого при разделении Cu-Mo ».

Аринаитве сказал, что эти депрессанты являются химически стабильными, высокоэффективными сульфидными депрессантами, что делает их более безопасными, практичными и устойчивыми альтернативами для разделения Cu-Mo, поскольку они существенно снижают и / или полностью исключают потребление NaSH.Технология все еще находится на стадии тестирования с целью коммерциализации в начале 2020 года.

Другие реагенты, для которых также разрабатываются неопасные, эффективные по дозировке и рентабельные альтернативы, включают NaCN, дихромат и метабисульфит (MBS), и Solvay также стремится повысить эффективность работы с помощью новых реагентов. Например, компания разрабатывает реагенты для флотации мелких частиц и следующее поколение селективных целевых коллекторов.


Эриес: на два шага вперед

Eriez тем временем разработал альтернативу механическим флотомашинам большого объема.

Эрик Бейн Васмунд, глобальный управляющий директор Eriez Flotation Division, объяснил, что большие механические камеры являются основой более грубой флотации почти во всех процессах объемной флотации. Увеличение размера отдельных ячеек и уменьшение количества приводит к небольшому улучшению занимаемой площади и эксплуатационных расходов, но не улучшает основную металлургию.

«Обычные механические ячейки имеют преимущество в увеличении масштаба, потому что они имеют ось симметрии, но недостатком является то, что металлургические результаты всегда будут неоптимальными, потому что этап, требующий высокой энергии, и этап, требующий низкой энергии, происходят в одном и том же объеме ячейки. ,» он сказал.

Более высокая энергия перемешивания означает лучшее извлечение мелкозернистой руды, но меньшее извлечение крупной руды. Компания Eriez решила эту проблему, разработав двухступенчатое устройство флотации, называемое Stack Cell. Две ступени означают, что есть две отдельные функциональные камеры. Первый этап обеспечивает высокую энергию, которая оптимальна для контакта и прикрепления пузырьков и частиц. Вторая ступень имеет низкую энергию, которая оптимальна для пузырьковой флотации с минимальным обратным падением. Разделяя стадии, в первую ячейку можно ввести высокую энергию сдвига, не передавая эту энергию во вторую стадию, где это может отрицательно повлиять на восстановление.

«Заводские испытания StackCell на различных сульфидных рудах металлов, включая никель и медь, показали, что StackCell может достичь эквивалентного содержания и извлечения примерно за 20% времени, необходимого для обычных механических ячеек», — добавил Васмунд.

Пенная флотационная камера с датчиком, исполнительными механизмами и системой управления. …

Контекст 1

… мы предлагаем систему для управления процессом пенной флотации, включающую сенсорный прибор для непрерывного измерения поверхностного натяжения пульпы и, с другой стороны, контроллер для управления процессом флотации. на основе модели контура флотации.Схематическая иллюстрация установки управления флотацией показана на рисунке 4. Поверхностное натяжение представляет иллюстративную дополнительную информацию о химическом составе поверхности в процессе флотации и, как таковая, позволяет уточнять модель пульпы, используемую MPC для управления процессом флотации. …

Контекст 2

… смешивание суспензии во флотационной камере может привести к неоднородному распределению частиц, воды и поверхностно-активных веществ, может быть полезно установить более одной сенсорной системы ( измерение динамического поверхностного натяжения, температуры, вязкости, pH и т. д.). Преимущество размещения нескольких однотипных сенсорных систем в разных местах позволяет лучше понять, что происходит на судне. Эта процедура позволяет усреднить сигналы и, таким образом, обеспечить более эффективное управление с обратной связью. Компания ABB разработала стратегию управления для контура флотации на основе модели управления с прогнозированием (MPC) с использованием смешанных логических динамических систем и проверила ее в контуре флотации цинка, как описано в [17]. Цель заключалась в том, чтобы максимизировать стоимость производства или выход за счет оптимального использования имеющихся схемотехнических средств, т.е.е. исполнительные механизмы, датчики и контуры управления нижнего уровня. В вышеупомянутой статье использовалась модель из первых принципов, основанная на физическом понимании. Поскольку были доступны лишь ограниченные знания о фазе пульпы в ячейке, модель пульпы была ограничена сохранением объема и массы и предполагала идеальное перемешивание. В общем, для управления установкой пенной флотации доступна только ограниченная информация об измерениях на месте о химическом составе поверхности твердой / жидкой смеси. Отсутствие знаний о химии поверхности не позволяет работать и управлять установкой с оптимальной эффективностью.Однако, используя дополнительные входные параметры, такие как поверхностное натяжение суспензии, и сопутствующее расширение и модернизацию модели, срок службы и прибыльность установки могут быть значительно увеличены. Для MPC требуется от трех до четырех основных ингредиентов: динамическая модель процесса, измерения или оценки переменных внутреннего состояния (таких как состав фазы пульпы в каждой ячейке), целевая функция, которую необходимо оптимизировать, и, возможно, ограничения. Как правило, эффективность управления повышается с увеличением точности модели процесса.Однако это происходит за счет более высоких требований к контрольно-измерительным приборам, поскольку сложность модели процесса и типы, номера и расположение датчиков должны совпадать. Здесь мы предлагаем систему для управления процессом пенной флотации, включающую сенсорный прибор для непрерывного измерения поверхностного натяжения пульпы и, с другой стороны, контроллер для управления процессом флотации на основе модели контура флотации. Схематическое изображение установки контроля флотации показано на рисунке 4.Поверхностное натяжение представляет собой иллюстративную дополнительную информацию о химическом составе поверхности в процессе флотации и, как таковое, позволяет уточнять модель пульпы, используемую MPC для управления процессом флотации. Непрерывное или многократное измерение поверхностного натяжения (например, каждые несколько минут) непосредственно во флотационной камере или в обход флотационной камеры позволяет получать ценные образцы измерений в реальном времени как основу для будущих действий по управлению технологическим процессом. В сочетании с различными сигналами других датчиков определяются управляющие воздействия или уставки для регулируемых переменных, таких как скорость воздушного потока, уровень и толщина пенного слоя, а также добавление химикатов.Полученные параметры далее используются для вывода одного или нескольких значений, которые необходимы для активного управления процессом, поддерживая или повышая его эффективность. Потенциальным контролирующим действием может быть добавление контролируемой дозировки химикатов, регулирующих поверхностное натяжение флотационной ванны. Мы обнаружили признаки того, что обогащение фосфатом для флотационной установки в Кахати, Бразилия, может быть значительно улучшено, если поверхностное натяжение поддерживается на оптимальном уровне, например, с помощью контроля дозировки коллектора.Доступны подходящие инструменты для сбора информации, необходимой для принятия управленческих решений, и мы предлагаем объединить эти системы измерения с оптимизатором на основе модели, который управляет контуром флотации наиболее рентабельным способом. Доказательство принципа работы этой комбинированной системы прибор-контроллер будет продемонстрировано в непрерывной лабораторной флотации …

Пенная флотация и выщелачивание в резервуаре

В нашем последнем посте о горнодобывающей промышленности мы рассмотрели несколько приложений, в которых используется сжатый воздух низкого давления. как часть каждого процесса.В этом посте мы рассмотрим два применения — пенную флотацию и выщелачивание в резервуарах. Мы рассмотрим каждое приложение, как сжатый воздух используется в технологических процессах и какой тип оборудования для сжатия низкого давления может использоваться.

Что такое пенная флотация?

Первым приложением, рассматриваемым в этом посте, является пенная флотация, которая является наиболее широко используемым методом обогащения руды. Обогащение руды — это процесс, в котором ценные минералы отделяются от бесполезного материала, известного как пустая порода, или других ценных минералов.Это ключевой процесс при извлечении большей части мировых запасов меди, свинца, молибдена, никеля, элементов платиновой группы, серебра и цинка, а также при обработке некоторых золотых и оловянных руд.

Как работает пенная флотация?

Пенная флотация — это процесс отделения минералов от пустой породы за счет использования различий в их гидрофобности (степени их притяжения к воде) и улучшается за счет использования поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активные вещества — это химические вещества, которые действуют как смачивающие вещества, прикрепляясь к частицам и повышая их привлекательность для пузырьков воздуха.Первый шаг в процессе флотации включает дробление руды. Затем порошок смешивается с водой и химикатами, и полученная пульпа подается во флотационные камеры.

После попадания во флотационную камеру физическое разделение желаемых частиц будет завершено на основе способности пузырьков воздуха выборочно прилипать к определенным минеральным поверхностям в суспензии. Частицы, прикрепленные к пузырькам воздуха, выносятся на поверхность и удаляются. Воздуходувки обеспечивают необходимый воздух для создания мелких пузырьков, используемых в этом процессе, обычно при давлении менее 1 бар.

Какие типы воздуходувок низкого давления лучше всего подходят для пенной флотации?

Раньше для этого процесса традиционно использовались многоступенчатые нагнетатели, но шнековые нагнетатели низкого давления, такие как линия ZS компании Atlas Copco, становятся все более популярными для этого процесса. Винтовые воздуходувки ZS могут работать при более высоком давлении, чем традиционные многоступенчатые нагнетатели, а также имеют преимущество более широкого диапазона регулирования. Винтовые воздуходувки ZS также можно устанавливать на открытом воздухе — даже со встроенным частотно-регулируемым приводом и элементами управления.

Что такое выщелачивание и как оно работает?

Наше следующее применение — выщелачивание путем цианирования, или процесс растворения золота с помощью раствора цианида, который является наиболее распространенным методом выщелачивания золота из рудного материала. Выщелачивание — это процесс, при котором жидкое вещество извлекает или растворяет минералы или другие материалы из твердого материала. Выщелачивание в резервуарах осуществляется в нескольких резервуарах, установленных последовательно, где золотая руда смешивается с раствором цианида, известняком и активированным углем и аэрируется пузырьками воздуха.

Активированный уголь — очень важный компонент в процессе извлечения растворенного золота, поскольку он адсорбирует растворенное золото из комплекса пульпы выщелачивания золота через свои поры. К сожалению, активированный уголь подвержен загрязнению неорганическими и органическими веществами. Обрастание означает, что на угле абсорбируется материал, отличный от золота, что снижает эффективность адсорбции ценного металла. Поэтому очень важно подавать в резервуары цианирования воздух высокого качества, не содержащий масел.

Какие воздуходувки лучше всего подходят для выщелачивания?

Компрессоры низкого давления ZE и ZA компании Atlas Copco обеспечивают безмасляный воздух для удовлетворения требований этого приложения при давлении более 20 фунтов на квадратный дюйм.Линия ZE / A предлагает сверхмощный воздушный фильтр, обеспечивающий чистый воздух даже в самых суровых условиях. Наконец, Atlas Copco предлагает лучшую в отрасли 5-летнюю гарантию на компрессионный элемент, чтобы доказать его неоспоримую надежность.

Независимо от области применения Atlas Copco предлагает оборудование низкого давления, отвечающее высоким требованиям горнодобывающей промышленности. Машины низкого давления Atlas Copco — наиболее эффективные и надежные устройства для отрасли, в которой это необходимо.Имея полную линейку нагнетательного оборудования, мы можем помочь выбрать правильный нагнетатель для конкретного применения и предложить лучшее решение, основанное на потребностях клиента.

Разделение пластмасс пенной флотацией. Роль размера, формы и плотности частиц

За последние несколько лет были разработаны новые методы разделения пластмасс в горнодобывающей промышленности. Пенная флотация является одним из таких методов, который основан на различии гидрофобности между частицами.В отличие от минералов, большинство пластиков по своей природе гидрофобны, что требует добавления химикатов, которые способствуют селективной смачиваемости одного из его компонентов для флотационного разделения. Флотируемость шести гранулированных постпотребительских пластиков — полистирола (PS), полиметилметакрилата (PMMA), полиэтилентерефталата (PET-S, PET-D) и поливинилхлорида (PVC-M, PVC-D) — в присутствии дубильных веществ. кислоты (смачивающий агент) и производительность флотационного разделения пяти двухкомпонентных смесей пластмасс — ПС / ПММА, ПС / ПЭТ-С, ПС / ПЭТ-Д, ПС / ПВХ-М и ПС / ПВХ-Д — были оценен.Кроме того, также было проанализировано влияние краевого угла смачивания, плотности, размера и формы частиц. Результаты показали, что все пластмассы были по своей природе гидрофобными, при этом полистирол проявлял наивысшую плавучесть. Угол смачивания и восстановление плавучести шести пластмасс уменьшались с увеличением концентрации дубильной кислоты, что приводило к депрессии пластмасс при очень низких концентрациях. Флотируемость различалась также размером и формой пластиковых частиц. Для пластиков правильной формы (PS, PMMA и PVC-D) плавучесть уменьшалась с увеличением размера частиц, в то время как для пластинчатых частиц (PET-D) плавучесть была немного выше для более крупных частиц.Таким образом, пластиковые частицы небольшого размера, пластинчатой ​​формы и низкой плотности обладают большей плавучестью. Качество разделения варьировалось в зависимости от типа смеси, в зависимости не только от гидрофобности пластика, но также от размера, плотности и формы частиц, то есть веса частиц. Флотационное разделение пластмасс может быть улучшено за счет различий в гидрофобности. Кроме того, флотационное разделение улучшается, если наиболее гидрофобный пластик, который плавает, имеет пластинчатую форму и более низкую плотность, а наиболее гидрофильный пластик, который тонет, имеет правильную форму и более высокую плотность.Полученные результаты показывают, что пенная флотация является потенциальным методом разделения пластмасс, в частности пластмасс с размером частиц более 2,0 мм.


Ключевые слова:

Форма частиц; Размер частицы; Пластиковая флотация; Разделение.

7 факторов, влияющих на процесс пенной флотации

1 Размер измельчаемых частиц

Обе крупные частицы руды (более 0.1 мм) и мелкие частицы руды (менее 0,006 мм) влияют на эффективность флотации и извлечение полезных ископаемых.
В случае флотации крупные частицы из-за большого веса нелегко подвесить во флотационной машине, и вероятность столкновения с пузырьками снижается. Кроме того, после того, как крупные частицы прилипают к пузырькам воздуха, они легко отделяются от пузырьков воздуха из-за большой силы выпадения. Следовательно, крупные частицы обладают плохим эффектом флотации в обычных условиях процесса.

В процессе флотационной сепарации мелких частиц объем мелких частиц невелик, и вероятность столкновения с пузырьками мала. Качество мелкого зерна невелико, и когда оно сталкивается с пузырьком, трудно преодолеть сопротивление гидратного слоя между частицей руды и пузырьком, и трудно прилипнуть к пузырьку.

Содержание крупнозернистого мономера должно быть меньше верхнего предела размера частиц минерала флотации.В настоящее время верхний предел размера флотационных частиц обычно составляет 0,25-0,3 мм для сульфидных минералов; 0,5-1 мм для природной серы; а верхний предел размера частиц угля составляет 1-2 мм. 3. Избегайте загрязнения как можно больше. Когда размер частиц флотации меньше 0,01 мм, индекс флотации значительно снизится.

Наиболее подходящая тонкость помола должна быть определена путем тестирования и обращения к данным производственной практики. Для некоторых руд часто используется стадия измельчения и стадия выбора, чтобы избежать чрезмерного измельчения руды, так что диссоциированные частицы руды выбираются вовремя.

2 Избыточный шлам руды

Если пенная машина содержит много шлама руды, это окажет ряд неблагоприятных воздействий на переработку полезных ископаемых флотомашинами. Основные факторы влияния следующие:
1 Легко смешивается с пенным продуктом, так что качество концентрата снижается.
2 Легко покрывает крупнозернистую поверхность, влияя на флотацию крупных частиц.
3 Адсорбция большого количества агентов, увеличение потребления наркотиков.
4 Мякоть липкая, ухудшены условия аэрации.

3 Реагент для флотации

Тип и количество агента, добавляемого в процессе флотации, место дозирования и метод дозирования вместе называются системой лекарств, также известной как рецепт. Это существенно влияет на показатели флотации.

При обогащении руды необходимо пройти тест на селективность руды, чтобы определить тип и количество агента, и на практике количество, место и режим дозирования должны постоянно пересматриваться и улучшаться.

4 Аэрация и перемешивание

Помимо кислорода, азота и инертных газов, в воздухе есть углекислый газ и водяной пар.
Газ оказывает избирательное воздействие на поверхность минерала, кислород является наиболее важным фактором, влияющим на поверхность минералов. Кислород благоприятно влияет на гидрофобность сульфидных руд / сульфиновой флотации, однако, если время воздействия слишком велико, поверхность минерала вернется к гидрофильности. Когда условия адсорбции газа являются подходящими, поверхность минерала осушается, обработка минералов флотацией может производиться даже без флотационного агента.Шахта Galena может всплывать только под действием ксантогената через первоначальное действие кислорода.

Перемешивание суспензии может способствовать суспендированию частиц руды и равномерному диспергированию в резервуаре, тем самым способствуя хорошему диспергированию воздуха и его равномерному распределению в резервуаре, а также может способствовать улучшенному растворению воздуха в резервуаре высокого давления. область резервуара, и усилить осадки в области низкого давления.
Усиленная аэрация и перемешивание являются преимуществом для флотационной сепарации, но не чрезмерно, поскольку чрезмерная аэрация и перемешивание могут иметь следующие недостатки:
(1) Способствует слиянию пузырьков
(2) Низкое качество концентрата
(3) Повышенное энергопотребление
(4) Повышенный износ различных частей флотационной машины
(5) Объем суспензии в резервуаре уменьшен (это связано с тем, что объем резервуара увеличивается на долю, занимаемую пузырьком)
(6) Чрезмерно перемешивание также может привести к выпадению частиц руды, прикрепленных к пузырькам.
Оптимальная степень аэрации и перемешивания при производстве должна определяться экспериментальным путем в зависимости от типа и конструктивных характеристик флотационной машины.

Надувание и перемешивание во флотационной машине выполняются одновременно. Их усиление полезно для увеличения индекса флотации, но если он будет определен слишком сильно, это вызовет такие недостатки, как слияние пузырей, ухудшение качества, повышенное потребление электроэнергии и механический износ.Следовательно, аэрация и перемешивание должны быть подходящими.

5 Концентрация пульпы

Концентрация пульпы может влиять на следующие технико-экономические показатели:
(1) Степень извлечения . Когда концентрация суспензии мала, степень извлечения низкая. По мере увеличения концентрации суспензии скорость извлечения также увеличивается, но скорость извлечения превышает предел. Основная причина в том, что концентрация слишком высока, что нарушает аэрацию флотационной машины.
(2) Качество концентратов . Общее правило состоит в том, что качество концентрата выше при флотации более бедной суспензии, а качество концентрата снижается при флотации более богатой суспензии.
(3) Потребление фармацевтических препаратов . Когда суспензия более густая, количество обработки на тонну руды меньше, а когда концентрация суспензии меньше, количество обработки на тонну руды увеличивается.
(4) производственная мощность флотационного оборудования.По мере увеличения концентрации суспензии производительность машины пенной флотации, рассчитанная в соответствии с объемом обработки, также увеличивается.
(5) Расход воды и электроэнергии . Чем толще пульпа, тем меньше расход воды и электроэнергии на тонну переработанной руды.
Короче говоря, когда концентрация суспензии густая, это благоприятно сказывается на процессе флотации. Однако, если суспензия и пузырьки не будут течь свободно, аэрация ухудшится, что приведет к снижению качества и извлечения.В этом случае различные рудные секции флотации должны определять соответствующую концентрацию пульпы в соответствии с природой руды и соответствующими техническими требованиями.

6 Взаимодействие плотности пульпы, условий флотации и свойств руды

Наиболее подходящая концентрация пульпы в руде во время процесса флотации зависит от свойств руды и условий флотационной обработки. Общие правила как поток:
(1) Плотность пульпы . Минерал с высокой плотностью флотации использует более густую суспензию, в то время как минерал с небольшой плотностью флотации использует более жидкую суспензию.Флотация крупнозернистых материалов с более густым шламом, флотация мелкозернистых и илистых материалов с более тонкой рудой.
(2) Значение PH целлюлозы . PH пульпы относится к концентрации OH– и H + в суспензии, которая обычно выражается значением pH. Различные минералы имеют «плавающий» и «неплавающий» pH при использовании различных флотационных агентов для флотации. PH критического значения pH. Контролируя критический pH, можно контролировать эффективную сортировку различных минералов.Следовательно, регулирование значения pH суспензии является одной из важных мер по контролю процесса флотации.
(3) Время плавания . Время всплытия напрямую влияет на качество индикатора. Время слишком велико, качество концентрата снижено; время слишком короткое, а содержание хвостов повышается. Следовательно, время флотации, необходимое для различных минералов, должно определяться экспериментально.
(4) Качество воды . Плавающая вода не должна содержать большого количества взвешенных частиц, а также не может содержать растворимых веществ и различных микроорганизмов, которые могут взаимодействовать с минералами или флотационными реагентами.На эту проблему следует особо обратить внимание при использовании подпорной, карьерной и озерной воды.
(5) Температура пульпы . Флотацию обычно проводят при комнатной температуре, но иногда необходимо нагреть суспензию, чтобы получить хороший эффект сортировки. Конкретный нагрев или его отсутствие необходимо определять в зависимости от реальной ситуации. Если он нагревается, лучше всего адаптироваться к местным условиям и максимально использовать отходящее тепло и выхлопные газы.

7 Качество целлюлозы

Основные эффекты оценки качества целлюлозы на процесс пенной флотации в металлургии следующие:
(1) Степень извлечения .В определенном диапазоне, когда массовая доля пульпы низкая, степень извлечения низкая; увеличивается массовая доля пульпы и соответственно увеличивается степень извлечения. Однако массовая доля шлама не должна быть слишком большой. Если он слишком большой, флотомашине трудно нормально надуть суспензию, что, в свою очередь, снижает скорость извлечения.

(2) Марка концентрата . Общее правило заключается в том, что содержание в концентрате выше, когда флотация руды проводится в более бедной суспензии, а содержание в концентрате снижается, когда она флотируется в более густой суспензии.

(3) Дозировка средства . Флотационный агент должен поддерживать определенную массовую долю в пульпе, чтобы иметь хороший эффект флотации. Когда пульпа становится толще, массовая доля лекарственного средства соответственно увеличивается, то есть требуемая массовая доля лекарственного средства может быть достигнута с меньшим количеством химикатов, и соответственно уменьшается количество лекарственного средства на одну желтовато-коричневую руду. И наоборот, когда мякоть тоньше, количество агента увеличивается.

Это все 7 основных переменных, влияющих на пенную флотацию.Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о промышленном золотодобывающем оборудовании, получить бесплатную пенную флотацию PDF, схему процесса флотации и соответствующие отраслевые примеры пенной флотации золота, пенной флотации цинка, флотации меди, флотации руды.

Поскольку содержание полезных компонентов в руде, нуждающейся в флотационной обработке, становится все ниже и ниже, размер частиц пропитки становится все мельче, а состав становится все более сложным и трудным для разделения.Поэтому чрезвычайно важно, как спроектировать эффективный поток флотации минералов.

Принципы пенной флотации | SpringerLink

Раздел

  • 7
    Цитаты

  • 725
    Загрузки

Реферат

Для достижения селективной флотации минеральных частиц, будь то их удаление в виде пены или менее используемый метод агломерации, должны быть адекватно разработаны специфические характеристики одного или нескольких присутствующих минеральных видов.Если они вызывают достаточно заметные различия в поведении в присутствии воздуха, их можно использовать. Если частица должна удерживаться в минерализованной пене, она должна быть измельчена до тонкости, при которой сила тяжести вниз недостаточна для преодоления ее прилипания к границе раздела воздух-вода. Обычное коммерческое разделение влечет за собой подъем сульфида тяжелого металла из относительно легкой пустой породы под действием пузырьков воздуха, поднимающихся через пульпу. Эта плавучесть является результатом прилипания частицы к сравнительно большому пузырю.Сила сцепления, с которой частица цепляется за границу раздела воздух-вода, противостоит гравитационному сопротивлению, обусловленному ее массой. Для успешного использования различий в поверхностных свойствах большинство рудных минералов необходимо измельчить с размером ячеек более 48–65 меш. Легкий минерал, такой как уголь (плотность около 1,4), можно плавать с размером ячеек 10 меш, при условии, что пузырьковая система, на которой он переносится, образует тихий слой пены. Случайные изменения направления, ускорения и столкновения могут вырвать слишком большую частицу из пузыря.На другом конце диапазона размеров флотации поверхностные характеристики всех частиц в пульпе на больше, чем , при очень мелких размерах. Где-то ниже 10 мкм, а для большинства руд от 3 до 5 мкм становится все труднее контролировать и использовать различия в свойствах поверхности с точностью, необходимой для удаления пустой породы и всплытия концентрата. Обычно применяется флотация в пределах от 60 меш до 5 мкм. Это совершенно независимо от любого рассмотрения «разрыва» или сетки освобождения.

Ключевые слова

Угол смачивания Минеральная поверхность Силикат натрия Пенная флотационная камера

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами. Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Список литературы

  1. 1.

    Рикард Т.А. (1916).

    Процесс флотации

    , Mining & Scientific Press.

    Google Scholar

  2. 2.

    (1961). Ежеквартальное издание Colorado School of Mines Vol. 56, № 3 (т. 1 и 2).

    Google Scholar

  3. 3.

    (162).

    Пенная флотация, 50-я годовщина. Том

    , A.I.M.M.E.

    Google Scholar

  4. 4.

    дель Гуидице, Г. Р. М. (1934).

    Пер. А.I.M.M.E

    .

    Google Scholar

  5. 5.

    Годен А. М. (1957).

    Флотация

    , Макгроу-Хилл.

    Google Scholar

  6. 6.

    Меллгрен О. и Субба Рао М. Г. (1963).

    Пер. I.M.M. (Лондон)

    , 72.

    Google Scholar

  7. 7.

    Дзеневич Дж. И Прайор Э. Дж. (1950).

    Пер. I.M.M. (Лондон)

    , 59.

    Google Scholar

  8. 8.

    Сазерленд, К. Л., и Уорк, И. У. (1955).

    Принципы плавания

    , Aust. I.M.M.

    Google Scholar

  9. 9.

    Янг, А. (1805).

    Фил. Пер. Рой. Soc

    ., 84.

    Google Scholar

  10. 10.

    Leja, J., and Poling, G. W. (1960).

    Внутр. Мин. Proc. Конгресс

    , I.M.M. (Лондон).

    Google Scholar

  11. 11.

    Gaudin, A. M., et al. (1963).

    6-й межд. Мин. Proc. Конгресс (Канны)

    , Пергамон.

    Google Scholar

  12. 12.

    Cooke, S.R.B., and Digre, M.

    Trans. A.I.M.M.E

    ., 184.

    Google Scholar

  13. 13.

    Sun, S. C., and Troxell, R. C.

    Trans. A.I.M.M.E

    ., 196.

    Google Scholar

  14. 14.

    Прайор, Э. Дж., И Лиу, К. Б. (1948).

    Пер. I.M.M. (Лондон)

    ’окт.

    Google Scholar

  15. 15.

    Moilliett, J. L., Collie, B., and Black, W. (1961).

    Поверхностная активность

    , Spon.

    Google Scholar

  16. 16.

    Адам, Н. К. (1941).

    Физика и химия поверхностей

    , O.U.

    Google Scholar

  17. 17.

    Моди, Х. Дж., И Фюрстенау, Д. У. (1960).

    Пер. A.I.M.M.E

    ., 217.

    Google Scholar

  18. 18.

    Эйгелес, М.А. (1950).

    Металлургиздат

    .

    Google Scholar

  19. 19.

    Годен А. М. и Турнесак Г. (1954).

    Первый Всемирный конгресс по детергенции

    , Париж.

    Google Scholar

  20. 20.

    Таггарт, А. Ф. (1945).

    Справочник по обогащению минералов

    , Wiley.

    Google Scholar

  21. 21.

    Кивало П. и Лехмусваара Э. (1957).

    Внутр.Мин. Proc. Конгресс

    , Стокгольм.

    Google Scholar

  22. 22.

    Br. Патент 708475; Патент США 2698088.

    Google Scholar

  23. 23.

    Таггарт А. Ф. и Арбитер Н. (1946).

    Пер. A.I.M.M.E

    ., 169.

    Google Scholar

  24. 24.

    Bruyn, P. L. de. (1955).

    Пер. A.I.M.M.E

    ., 202.

    Google Scholar

  25. 25.

    Хайнс П. Р. (1959).

    Пер. A.I.M.M.E

    ., 214.

    Google Scholar

  26. 26.

    Tucker, K., et al.

    Пер. A.I.M.M.E

    ., 183.

    Google Scholar

  27. 27.

    Сиджвик, Н. В. (1950).

    Химические элементы и их соединения

    , O.U.P.

    Google Scholar

  28. 28.

    Sollengerger, C., and Greenwatt, R. B. (1957).

    Пер. I.M.M. (Лондон)

    , 65.

    Google Scholar

  29. 29.

    Классен В.И., Мокроусов В.А.

    Введение в теорию флотации

    , Баттерворт.

    Google Scholar

  30. 30.

    Дерягин Б.В., Духин С.С.

    Пер. I.M.M. (Лондон)

    , 70.

    Google Scholar

  31. 31.U.S. Патент 2,990, (58).

    Google Scholar

  32. 32.

    Грин Э. У. и Дюк Дж. Б. (1962).

    Пер.S.M.E

    ., A.I.M.M.E., декабрь

    Google Scholar

  33. 33.

    Себба, Ф. (1959).

    Nature

    , октябрь 184 г.

    Google Scholar

  34. 34.

    Себба, Ф. (1963).

    Королевская горная школа Jnl

    .

    Google Scholar

  35. 35.

    Себба, Ф. (1962).

    Ионная флотация

    , Эльзевир.

    Google Scholar

  36. 36.

    Haeck, J., (1964).

    Химический словарь

    , Черчилль.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.