Актуальность работы. Основу современной минерально-сырьевой базы России составляют труднообогатимые руды со сложным вещественным составом и пониженным содержанием ценных компонентов. Типичным примером этого являются сплошные колчеданные руды — главный источник производства меди. Данные руды содержат золото, которое извлекают как попутный компонент, что существенно влияет на рентабельность переработки руд. Повышение извлечения ценных компонентов из руд и качества концентратов остается актуальной проблемой обогатительных технологий. Ее решение может быть достигнуто путем разработки новых схем переработки руд и совершенствования флотации — основного процесса обогащения сульфидных руд (В.А. Чантурия, 2008).
В. З. Козин
А. Б. Солоденко
Однако индивидуальность и своеобразие руд вносят изменения в общие закономерности разделительных процессов, что потребовало дать теоретическое объяснение механизму и раскрыть причины высокой эффективности процесса флотации термонагруженными пузырьками с целью обоснования перспектив ее применения при переработке медных колчеданных руд.
Цель работы — разработка технологии обогащения колчеданных медно-цинковых руд на основе совершенствования схемы и режима разделения минералов, обеспечивающих проведение процесса с максимальным технико-экономическим эффектом.
Идея работы заключается в том, что разделение минералов методом гравитации и флотации в операции, выдающей черновой концентрат, осуществляют после формирования материала с высоким уровнем обогатимости, а для интенсификации флотации используют мелкие термонагруженные пузырьки, полученные из составного паровоздушного потока с присадкой пенообразователя.
Объект исследования: сплошные колчеданные руды Урупского месторождения.
Предмет исследования: гравитационно-флотационная технология извлечения золота и меди из золотосодержащих руд цветных металлов.
Методы исследований: минералогический, гранулометрический, седиментацион-ный, химический, пробирный и атомно-абсорбционный методы анализовоценка смачиваемости минеральной поверхности путем измерения времени индукции пузырька воздуха. Натурные эксперименты по обогащению руд методом гравитации и флотации проводили с использованием стандартных установок, а также математических методов планирования эксперимента. При проведении технологических исследований в промышленных условиях использованы отраслевые методики, принятые для фабричной практики переработки руд. Автором разработан метод измерения размера пузырьков, основанный на возбуждении в витках катушки ЭДС индукции при изменении магнитного потока через поверхность витков при образовании в объеме магнитной жидкости, заполняющей катушку, всплывающего пузырька.
Технологический процесс молярных работ
... волос приобрел одинаковую жесткость. Шпатели и линейки. При производстве малярных работ для разравнивания шпаклевки применяют металлические и деревянные шпатели, разнообразные по форме. Применяют эти шпатели для нанесения ... выполненных маховой кистью или ручником. Флейц можно применять и для окрашивания. В процессе работы это кисти периодически вытирать. Макловицы - бывают круглые диаметром 120 м и ...
Защищаемые научные положения:
1. Механизм процесса флотации с применением энергетического и физико-химического воздействий на газовую фазу и причины, обусловливающие его высокую эффективность:
- механизм процесса флотации пузырьками, образованными из термонагруженного потока воздуха с присадкой пенообразователя, заключающийся в интенсификации всех стадий процесса взаимодействия частицы с пузырьком;
- из термонагруженного потока воздуха с присадкой пенообразователя образуются мелкие пузырьки, вероятность столкновения с которыми частиц всех классов крупности выше;
- селективность прилипания увеличивается за счет роста предельной толщины межфазной пленки между частицей и пузырьком вследствие уменьшения времени релаксации адсорбционного слоя под действием температуры;
— — влияние температуры на прочность контакта частицы с пузырьком заключается: в отторжении с поверхности пузырька частиц с уменьшением размера пузырька и ростом избыточного капиллярного давления газа в немв упрочнении контакта за счет роста величины депрессии поверхностного натяжения вследствие уменьшения величины максимального динамического поверхностного натяжения.
2. Результаты физико-математического моделирования и экспериментального исследования процесса тепломассообмена при барботировании паровоздушной смеси в жидкость, доказывающие его связь с результатом флотации.
3. Способ и устройство измерения размера пузырьков, основанный на анализе спектра индукционного сигнала, возбуждаемого в витках катушки, заполненной ферромагнитной жидкостью, пузырьком воздуха.
4. Математическая модель радиального перемещения тяжелых частиц в рабочей зоне центробежного сепаратора, полученная с использованием аппроксимации кривой Рэ-лея в диапазоне средних чисел Рейнольдса.
5. Результаты разработки и исследования технологии обогащения труднообогати-мых колчеданных медных руд методом флотации с попутным извлечением золота методом гравитации.
Новизна научных положений.
1. Выявлены механизм процесса флотации пузырьками, полученными из составного паровоздушного потока с присадкой пенообразователя, и обусловливающие его факторы, а также причины высокой эффективности процесса, анализ которых показал, что тепломассообмен пузырьков с окружающей жидкостью инициирует все стадии процесса взаимодействия частицы с пузырьком — их столкновения, закрепления и удержания частицы пузырьком до выноса в пенный слой.
2. Установлены закономерности, показывающие, что скорости процессов тепломассообмена паровоздушных пузырьков с окружающей жидкостью и их взаимодействия с частицей в динамических условиях, моделирующих промышленный процесс, примерно равны, что делает их взаимозависимыми, а стенка пузырька совершает затухающие колебания за счет фазовых переходов [«https:// «, 10].
Технологический процесс работы участковой станции (2)
... технологического процесса работы участковой станции, суточного плана-графика работы станции. станция путь поезд маневровый 1. Общие вопросы работы станции 1.1 Технико-эксплуатационная характеристика станции Н Рисунок 1 - Схема участков, примыкающих к станции Н. Рисунок 2 - Схема участковой станции ...
3. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что величина индукционного сигнала в катушке зависит от размеров проходящего через катушку пузырька и его смещения относительно оси катушки.
4. Получена математическая модель, связывающая скорость радиального перемещения частиц на границе раздела тяжелой жидкости и воды в центробежном сепараторе с физическими свойствами частиц и среды разделения.
5. Предложен принцип построения технологических схем, заключающийся в эффективном формировании в начале процесса материала с высоким уровнем обогатимости методом гравитации и флотации за счет смешения грубого концентрата с исходным питанием. Утверждение, что введение гравитационных методов обогащения для извлечения золота в циклах измельчения и флотации снижает потери золота с хвостами на 5−7% абс.
Практическое значение работы заключается в том, что на основании теоретических и экспериментальных исследований разработана и испытана в промышленных условиях рациональная технология извлечения металлов из труднообогатимой медной руды на основе нового принципа построения схемы и физико-химического воздействия на газовую фазу при флотации, обеспечивающая повышение извлечения меди и золота. Результаты работы приняты для промышленного использования, что позволяет получить значительный экономический эффект. Полученные результаты используются в учебном процессе СКГМИ (ГТУ) в качестве методического материала при чтении лекций по темам «Флотационные методы обогащения», «Гравитационные методы обогащения», при проведении спецкурса по специальности «Обогащение полезных ископаемых».
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, изложенных в работе, подтверждается большим объемом экспериментальных исследований, проведенных в лабораторных и промышленных условиях, использованием фундаментальных законов теплофизики и теории разделительных процессов, удовлетворительной сходимостью теоретических и экспериментальных результатов, использованием методов математической статистики.
Личный вклад автора заключается в проведении аналитического обзора научно-технической информации о существующих методах переработки медных колчеданных руд, выполнении экспериментальных исследований по изучению закономерностей флотации составным паровоздушным потоком с присадкой пенообразователя, разработке технологии, анализе и обобщении полученных результатов, формулировании выводов.
Апробация работы. Основные результаты работы и ее отдельные положения докладывались на Уральском горно-промышленном форуме «Горное дело, оборудование, технологии» (Екатеринбург, 2009 г.), научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2009;2010 гг.), VII Международной научной конференции «Устойчивое развитие горных территорий» (Владикавказ, 2010 г.), 1-ой Региональной междисциплинарной конференции молодых ученых «Наука обществу» (Владикавказ, 2010 г.), VIII конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, 2011 г.), ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ, Владикавказ, 2009;2011 гг., технических совещаниях ЗАО «Урупский ГОК» (2009;2011 гг.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 научных работ, в том числе 10 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а также 1 патенте РФ на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников из 142 наименований и приложений. Работа изложена на 161 страницах машинописного текста, содержит 73 рисунка, 59 таблиц.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ/РАБОТА Тема работы Обогащение углей обогатительной ...
... обогащение в тяжелых средах (жидкостях и суспензиях); отсадка; обогащение в струе воды, текущей по наклонной плоскости (концентрационные столы); обогащение в ... (коллекторы), пенообразователи (вспениватели) и регуляторы среды. При флотации углей наибольшее значение имеют собиратели и ... качества, которое обеспечивает надежную и эффективную работу. Технологическая схема и планировка фабрики обеспечивают ...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
И ВЫВОДЫ.
Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой дано новое решение актуальной научной задачи повышения извлечения меди и золота из медно-колчеданных руд на основе применения конфигурации схемы, обеспечивающей в операциях, выдающих черновой концентрат, формирование материала с высоким уровнем обогатимости, и обоснован механизм флотации мелкими термона-груженными пузырьками, полученными из составного паровоздушного потока с присадкой пенообразователя, применяемых для интенсификации флотации. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:
1. Предложена и научно обоснована технология гравитационно-флотационного обогащения золотосодержащих медно-колчеданных руд, отличающаяся комплексным решением проблемы извлечения меди и золота. Показано, что применение для их переработки схем классической конфигурации малоэффективно за счет смешения в разделительном каскаде технологически неоднородных продуктов.
2. Прямыми экспериментами на руде Урупского месторождения доказано, что дополнительный эффект разделения компонентов получается при использовании схем гравитации и флотации, построенных на принципе повышения содержания извлекаемого компонента в начале процесса за счет легкоразделяемых фракций части грубого концентрата. Дополнительный эффект обусловлен:
- повышением извлечения ценного компонента из материала с высоким его содержанием;
- индивидуальным режимом обогащения фракций, отличающихся обогатимостью;
- переводом отсадочной машины на замкнутый цикл работы, а 1А части флото-машин операции основной флотации — на работу в открытом цикле.
3. Выявлен механизм процесса флотации пузырьками, полученными из составного паровоздушного потока с присадкой пенообразователя, а также основные факторы (размер пузырьков и устойчивость смачивающих пленок) и причины высокой эффективности процесса: пробег пузырька до полной конденсации пара в нем составляет ~10″ 3 м, что доказывает наличие связи результата флотации с тепломассообменом между пузырьком и жидкостьюуменьшение межфазного натяжения приводит к образованию мелких пузырьков, вероятность столкновения с которыми частиц вышепри уменьшении размера пузырька от 2 до 1 мм время индукции уменьшается -7×102 раз, коэффициент теплоотдачи уменьшается -1,3 раза, течение жидкости, вызванное напряжением сдвига на поверхности смачивающей пленки, стабилизирует ее толщину. Уменьшение величины максимального динамического поверхностного натяжения является причиной роста величины депрессии поверхностного натяжения, ответственной за упрочнение контакта частицы с пузырьком.
4. Разработан способ и устройство измерения размера пузырьков, основанный на возбуждении в витках катушки ЭДС индукции при изменении магнитного потока через поверхность витков при появлении в ферромагнитной жидкости, заполняющей катушку, немагнитного включения — пузырька воздуха. Показано, что в условиях, моделирующих процесс паровоздушной флотации, размер пузырьков уменьшается в 2,02,5 раза.
5. Разработана технология извлечения золота в цикле измельчение-классификация методом гравитации при обогащении медно-колчеданных руд Уруп-ского месторождения, повышающая извлечение золота на 4,77%, в том числе за счет: применения отсадочной машины для обогащения песков корогкоконусного гидроциклона — на 0,85%, применения замкнутого цикла работы камер отсадочной машинына 1,77 5, применения струйного принципа движения продуктов при доводке тяжелой фракции отсадки на концентрационных столах — на 2,15%.
Выпускной работы: Разработать технологию рудоподготовки свинцово-цинковой ...
... СВИНЦОВО-ЦИНКОВОЙ РУДЫ И МЕТОДОВ ЕЕ ПЕРЕРАБОТКИ 1.1. Характеристика руды ... обогащения руд, металлургической переработки руд и концентратов; 3. обеспечение более комплексного использования сырья и полноты извлечения ... и обоснованы применением наиболее эффективных ... золото, уран, медь, природный газ, вольфрам, калийные соли, фосфориты, каолины, Узбекистан по подтвержденным запасам и перспективным рудам ...
Разработана технологическая схема и режим флотационной технологии обогащения хвостов гравитации руд Урупского месторождения, обеспечивающая прирост извлечения в меди и золота при увеличении качественны показателей флотации.
6. Разработана математическая модель, описывающая характер движения минералов на границе раздела воды и квазиутяжеленной ферромагнитной жидкости (на углеводородной основе) в центробежном сепараторе, спроектированном для доводки золотосодержащих гравиоконцентратов.
7. Опытно-промышленными испытаниями на действующей фабрике подтверждена эффективность разработанной гравитационно-флотационной технологии извлечения меди и золота. Расчетами экономической эффективности разработанной технологии определено, что при полной реализации проекта повышение извлечения меди составит 1,98% и золота 2,47%, что позволит получить прирост стоимости товарной продукции в размере 81,04 млн руб. в год, от реализации которой чистая прибыль составит 47,37 млн руб. в год при сроке окупаемости проекта — 0,44 года.
