Исследование, разработка и внедрение аэрационных устройств для повышения эффективности действия флотационных реагентов

Новожилов, Андрей Валерьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Исследование, разработка и внедрение аэрационных устройств для повышения эффективности действия флотационных реагентов
ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Исследование, разработка и внедрение аэрационных устройств для повышения эффективности действия флотационных реагентов"

На правах рукописи

НОВОЖИЛОВ Андрей Валерьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ АЭРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ФЛОТАЦИОННЫХ РЕАГЕНТОВ

(на примере апатит-нефелиновых руд)

Специальность 25.00.13 "Обогащение полезных ископаемых"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2004

Работа выполнена в Горном институте Кольского научного центра Российской академии наук

Научный руководитель

доктор технических наук Гершенкоп Александр Шлемович Официальные оппоненты:

доктор технических наук Десятое Анатолий Матвеевич кандидат технических наук Якушкин Валерий Петрович

Ведущая организация - ОАО «Ковдорский ГОК»

Защита состоится « 17 » июня 2004 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 217.041.01 в Государственном научно-исследовательском институте цветных металлов «ГИНЦВЕТМЕТ» (129515, г. Москва, ул. Академика Королева, 13), тел. 215-39-82, факс (095) 215-34-53

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Гинцветмета. Автореферат разослан мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

И.И. Херсонская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Проблемой флотационного разделения руд занимаются многие ученые и работники производства как у нас в стране, так и за рубежом. Для решения этой проблемы развиваются три основных направления.

1. Разработка и внедрение специальных технологических схем и приемов для эффективного извлечения зерен полезных компонентов (раздельная обработка песков и шламов, коллективно-селективные схемы, межцикловая флотация, флотоклассификация и др.).

2. Синтез новых флотационных реагентов и разработка реагентных режимов, позволяющих существенно интенсифицировать процесс флотационного разделения различного типа руд.

3. Разработка и создание новых конструкций флотационных аппаратов, в которых обеспечиваются благоприятные условия для эффективного улавливания ценных компонентов.

Перечисленные направления интенсификации флотационного разделения минеральных суспензий дополняют друг друга и обеспечивают повышение технологических показателей.

Актуальность. При решении задач интенсификации флотационного процесса переработки апатит-нефелиновых руд при снижении их качества особую роль играет снижение эксплуатационных затрат на производство апатитового и нефелинового концентратов. Поэтому в современных условиях повышение эффективности работы флотационной техники, расширение диапазона крупности флотируемых частиц, улучшающих качественные характеристики конечного продукта, снижающих затраты на стадиях измельчения руды, фильтрации и сушки продуктов обогащения является актуальной задачей.

Цель работы заключается в создании аэрационных устройств для приготовления и дозирования реагентов в виде активированных водных дисперсий воздуха (АВДВ) с целью интенсификации флотационного разделения минералов, входящих в состав апатитовых руд во флотационных машинах известных конструкций.

Идея работы состоит в использовании закономерностей образования, течения и устойчивости активированной водной дисперсии воздуха (АВДВ) для предварительной аэрации и дозирования поверхностно-активных реагентов в процесс флотации при комплексной переработке апатит-нефелиновых руд.

Методики исследования. Работа выполнена с применением комплекса экспериментальных и аналитических исследований и включает: методику по изучению флотируемости руд в АВДВ, математическое моделирование с использованием статистических методов, методы определения течения газожидкостных систем (гранулометрический состав, газосодержание, скорость подъема пузырьков), измерение сорбции реагентов на минералах методом оп-

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.Пт| 09

^ у а

ределение удельной поверхности порошков минералов методом тепловой десорбции аргона, лабораторные, полупромышленные и опытно-промышленные испытания образцов флотационной машины, гранулометрический, минералогический и химический анализы продуктов обогащения.

Научная новизна:

- Показано, что разность градиент концентраций поверхностно-активных веществ на взаимодействующих фазах, достигаемая путем предварительной адсорбции ПАВ на газовых пузырьках ускоряет взаимодействие собирателей гетерополярного типа с поверхностью флотируемых минералов и способствует образованию флотационных комплексов.

-Установлены закономерности условий образования и аэрогидродинамических характеристик АВДВ в зависимости от общего газосодержания, концентрации флотореагентов в исходном растворе, его расхода и других факторов.

Предложен способ приготовления активированных дисперсий, обеспечивающий их устойчивое течение в заданном пузырьковом режиме.

- Разработана методика, расчета основных конструктивно -технологических параметров узла приготовления АВДВ, в основу которой положены выявленные зависимости критериев Рейнольдса и Фруда от расхода газовой фазы, концентрации ПАВ и гидродинамических характеристик течения активированных газожидкостных смесей.

Практическая значимость.

Разработаны эффективные конструкции аэрационных устройств для приготовления и дозирования АВДВ, позволяющие интенсифицировать процесс флотационного разделения минералов.

Созданы опытно-промышленные образцы аэрационных устройств для приготовления и дозирования АВДВ в камеры действующей флотационной техники.

Разработана технология обогащения бедных апатитсодержащих руд с применением аэрационных устройств для приготовления и дозирования АВДВ, позволяющая в сравнении со стандартной схемой сократить затраты при переработке 1 т руды на 20% за счет вывода в голове процесса около 60% отвальных хвостов при грубом помоле в 1 стадии измельчения.

Разработана технология переработки текущих отходов апатитовой флотации, позволяющая повысить извлечение пятиокиси фосфора в апатитовый концентрат на 1.8%. Экономический эффект от внедрения этой технологии на апатитово-нефелиновой фабрике № 2 ОАО "Апатит" составит 11287,6 тыс. рублей.

Разработана и испытана в промышленных условиях технология получения, нефелиновых концентратов, позволяющая сократить фронт

флотации на 30% и увеличить диапазон крупности материала, который можно направлять в процесс.

На защиту выносятся. Принципы создания аппаратов для приготовления и дозирования АВДВ в камеры действующих на обогатительных фабриках флотационных машин

Методика расчета основных конструктивно-технологических параметров аэрирующих устройств для приготовления АВДВ.

Конструкции аэрационных устройств для приготовления и дозирования АВДВ.

Результаты полупромышленных и промышленных испытаний новой флотационной техники при переработке апатитовых руд с целью получения апатитовых и нефелиновых концентратов.

В выполнении настоящих исследований, особенно в обеспечении работ, связанных с проведением полупромышленных и промышленных испытаний, принимали участие сотрудники ЦЛ ОАО «Апатит», Горного института КНЦ РАН. Всем им автор выражает искреннюю благодарность.

Апробация работы: Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на:

Научно-технической конференции «Развитие экологически безопасных технологий переработки минерального сырья», посвященной памяти И.Н.Плаксина, Апатиты, 1994 г.,

II конгрессе обогатителей стран СНГ, Москва 1999 г., Международной конференции «Проблемы комплексной переработки минерального сырья и охраны окружающей среды», Москва

1999 г.,

Международной научной конференции, посвященной 275-летию образования Российской академии наук, Апатиты 1999,

IV конгрессе обогатителей стран СНГ, Московский институт стали и сплавов, Москва, 2003 г.,

Международном совещании «Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых» (Плаксинские чтения - 2003, г. Петрозаводск). Публикации.

По результатам выполненной работы опубликовано 10 статей, получен 1 патент РФ на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и содержит 181 стр., включая 41 рис., 18 таблиц и список использованных источников из 218 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В Горном институте КНЦ РАН совместно с ОАО «Апатит» разрабатываются способы флотационного обогащения руд в активированных водных дисперсиях воздуха (АВДВ). Они основаны на способностях газовых пузырьков, предварительно приготовленных в растворах флотационных реагентов, активно взаимодействовать с твердыми частицами и образовывать с ними прочные флотационные комплексы. Реализация способов развивается в двух самостоятельных направлениях. С одной стороны, создаются принципиально новые пневматические флотационные машины, в которых разделение пульпы происходит исключительно в потоке активированной дисперсии. С другой стороны, для интенсификации существующих флотационных технологий разрабатываются специальные устройства для приготовления и дозирования АВДВ в рабочие камеры флотационных аппаратов известных конструкций.

Способ флотационного разделения руд в АВДВ предусматривает для повышения эффективности флотации приготовленную водную дисперсию воздуха в присутствии флотореагентов перед последующим ее направлением в минеральную суспензию выдерживать до образования предельного адсорбционного слоя реагентов на границе раздела газ-жидкость.

На основании литературного обзора способов интенсификации флотационного процесса сформулированы следующие задачи диссертационной работы:

Выявить особенности процесса разделения минералов при активации поверхности пузырьков собирателями, используя водные дисперсии воздуха.

Изучить условия образования и гидродинамические характеристики АВДВ в зависимости от общего газосодержания, концентрации флотационных реагентов в исходном растворе, его расхода, расхода газовой фазы и других факторов.

Сформировать основные принципы приготовления дисперсий, обеспечивающие их устойчивое течение в заданном «пузырьковом» режиме по рабочим каналам требуемой направленности.

Определить основные конструктивно-технологические параметры узла образования АВДВ.

Изучить закономерности флотационного процесса в присутствии активированных водных дисперсий воздуха.

Оптимизировать конструктивно-технологические параметры аэра-ционных устройств для приготовления и дозирования АВДВ.

Создать и испытать аэрационные устройства для приготовления и дозирования АВДВ во флотационные машины известных конструкций с целью обеспечения разделения минеральной суспензии в восходящих

потоках активированной газожидкостной смеси. Определить область применения новой флотационной техники.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ, КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АЭРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ

Принципиально способ флотации руд в АВДВ отличается от известной флотации тем, что в нем поверхностно-активные флотореаген-ты, в том числе собиратели, взаимодействуют с минеральными частицами в основном через их адсорбционные пленки, предварительно образованные на газовых пузырьках. При этом характерная особенность способа заключается в том, что он осуществляется в результате взаимодействия двух потоков, одним из которых является минеральная суспензия, а другим - активированная водная дисперсия воздуха. В этих условиях весьма важно, чтобы при подготовке дисперсии обеспечивалась величина адсорбции реагентов на газовой поверхности, близкая к ее предельному (равновесному) значению.

Теоретически возможно образование таких равновесных газожидкостных систем, в которых поверхность индивидуальных пузырьков сплошь покрыта конденсированным слоем молекул ПАВ и изолируется ими от жидкой фазы.

При флотации система из менее устойчивого состояния (разобщенные пузырьки и подготовленные к флотации частицы, и наоборот, активированные пузырьки и разобщенные частицы) переходят в более устойчивое (минерал-пузырек). Возможность осуществления такого процесса может быть установлена на основании второго закона термодинамики. Согласно этому закону, всякий процесс или реакция могут протекать самопроизвольно только в направлении, соответствующем уменьшению свободной энергии данной системы.

Факт миграции молекул ПАВ с поверхности пузырьков на твердую фазу подтвержден экспериментально. Как видно из рис. 1 (получен по результатам флотации чистых разностей апатита активированными пузырьками), увеличение адсорбции олеата натрия на газовой поверхности приводит к повышению его адсорбции на сфлотирован-ных частицах апатита.

Для увеличения разницы в концентрации реагентов на взаимодействующих фазах и повышения за счет этого показателей флотации некоторые авторы рекомендуют снижать время нахождения пузырьков в пульпе и осуществлять дробную подачу активного вещества в процесс, что в обоих случаях приводит к уменьшению адсорбции на газовой поверхности. Необходимо обратить внимание и на следующий общеизвестный факт. В данном процессе флотореагенты распределяются не только между пузырьками и минеральными частицами, подлежащими

флотации, но и остаются в жидкой фазе пульпы, взаимодействуют с поверхностью других твердых частиц, расходуются на образование новых химических соединений с растворенными веществами, а также в значительном количестве поглощаются шламами.

Таким образом, с позиции протекания второго этапа элементарного акта флотации, нельзя считать, что системы гидрофобная частица -пузырек являются предпочтительнее систем, в которых закрепление частиц на пузырьке происходит за счет миграции активного вещества с газовой фазы на твердую.

Сделав допущение, что для условий разделения руд в АВДВ десорбция молекул ПАВ с газовой поверхности в жидкость минимальна, неизбежен их минимум и на твердой поверхности. Таким образом, в момент образования общей границы газ-твердое имеет место высокий градиент концентраций поверхностно-активного вещества между контактирующими фазами. Установлено, что при предельной адсорбции олеата натрия, его концентрация на газовом пузырьке в 30000 раз больше объемной.

Результаты экспериментов показывают, что кинетика адсорбции олеата. натрия на минерале, значительно ниже, чем на пузырьке (рис. 2). Величины адсорбции определены с применением методов радиоактивных индикаторов и тепловой десорбции аргона.

Высокий градиент концентрации обуславливает и высокую разность полярностей фаз. В этих условиях, согласно правилу Ребиндера об уравнивании полярностей, процесс адсорбции протекает тем сильнее, чем выше градиент концентрации.

Рис. 1. Изменение адсорбции на апатите (Гм) от адсорбции на пузырьках (Гп) в растворах олеата натрия (с= 1.64-10" мол ь/л = 50 мг/л)

Рис. 2. Зависимость адсорбции олеата натрия на апатите (1) и на пузырьках (2) от времени взаимодействия (с=1.64-10"4 моль/л)

Процесс образования флотационного комплекса при флотации в АВДВ имеет свою специфику и принципиально отличается от механизма образования флотационных комплексов по известному методу.

Процесс флотации руд в активированных водных дисперсиях воздуха невозможно осуществить без предварительного образования устойчивой поверхностно-активной газожидкостной смеси. Активность дисперсной системы, близкая к предельному значению, создается адсорбцией реагентов на поверхности пузырьков путем выдержки смеси. Только решением вопроса автономной подготовки пузырьков и устойчивого течения активированной газожидкостной смеси возможно создание аэрационных устройств, надежно и эффективно работающих по разрабатываемому способу.

На основании выполненных исследований предложен способ подготовки АВДВ, позволяющий значительно увеличить поверхность газовой фазы приготавливаемой дисперсии. Для этого насыщают диспергированным газом раствор реагентов с концентрацией не ниже ККМ, полученную газожидкостную смесь выдерживают до образования максимальной адсорбции реагентов на границе газ-жидкость, а затем в нее подают жидкую фазу, которая выносит образованную смесь в разделительную камеру.

Первоначальное насыщение раствора реагентов при его концентрации, равной или превышающей ККМ, позволяет, во-первых, получать двухфазную систему, стабильную по дисперсному составу газовой фазы и при равных расходах газовой фазы получается большая ее удельная поверхность, поскольку образуются пузырьки меньших размеров.

Во-вторых, при насыщении раствора реагентов диспергированным газом в условиях ККМ чрезвычайно ускоряются адсорбционные процессы, подчиняясь выражению:

где Г» - предельная величина адсорбции;

Г» - величина адсорбции, соответствующая времени t с момента образования границы раздела при концентрации С;

а, р - коэффициенты.

Насыщение раствора реагентов диспергированным газом в условиях ККМ обеспечивает сокращение времени выдержки двухфазной системы, необходимое для образования предельной (равновесной) адсорбции.

Последующая подача жидкой фазы в двухфазную равновесную газожидкостную дисперсию способствует сохранению дисперсного состава смеси, удалению готовых активированных пузырьков из зоны их образования, снижению коалесцентных явлений, предотвращению рас-

слоения жидкой и газовой фаз, созданию благоприятных условий для увеличения расхода диспергируемого газа, и, как следствие, увеличению удельной поверхности газовой фазы. Это положение подтверждается результатами экспериментов, представленных в табл. 1.

Таблица 1

Зависимость расхода газа от концентрации ПАВ и дополнительной.

подачи жидкой фазы

№ Концент- Расход Расход Расход Время -

опы- рация в исходного Дополни- газа, выдержки,

та исходном раствора, тельном - л/мин с

растворе мл/мин жидкой фазы,

С мг/л мл/мин

1 64.7 850 1.19 27.95

2 500.0 110 740 2.20 2.95

Для определения возможности получения оптимальной адсорбции ПАВ на газовых пузырьках и получения максимально возможного расходного газосодержания в процессе подготовки АВДВ, были изучены зависимости расхода газа от концентрации реагента, его расхода и расхода дополнительной воды.

Согласно экспериментальным данным (рис. 3), количество подаваемой дополнительной воды рв существенно влияет на предельный расход газа дг, при котором еще сохраняется пузырьковый режим течения. Для всех заданных концентраций реагентов в зависимости от разбавления исходного раствора К (рис. 4) наблюдается оптимум по расходу газовой фазы.

л/ынк.

qr,л/мин.

I 2 3 (г.гЛ/мин. 4 | 12 I« 20 24 К

Рис. 3. Зависимость расхода газа от количества дополнительной воды при концентраций олеата натрия 500 мг/л

Рис. 4. Зависимость расхода газа от. разбавления исходного раствора

Предлагаемый прием позволяет получать газожидкостную смесь с удельной поверхностью газовой фазы, которая более чем в 8 раз превышает таковую в случае образования смеси при концентрации ПАВ ниже ККМ. Исследованиями было показано, что способ увеличения расхода воздуха в АВДВ путем добавок в предварительно образованную газожидкостную смесь дополнительной воды приемлем для всех типов флотационных реагентов, обладающих поверхностно-активными свойствами. Поэтому предложенный способ может использоваться при конструировании аэрационных устройств для разделения в дисперсиях руд с различным вещественным составом. При этом должна учитываться возможность способа существенно сокращать время выдержки дисперсии, что имеет особое значение для унификации узла аэрации в разрабатываемых аэрационных устройствах.

Необходимо отметить, что данный способ образования двухфазной смеси, наряду с повышением газонасыщенности системы, позволяет путем подбора исходной концентрации реагентов, поступающих в зону аэрации, а также за счет подачи различного количества дополнительной воды, целенаправленно регулировать дисперсность пузырьков.

ПРИНЦИПЫ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ

ФЛОТАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ В АВДВ

На основании экспериментальных данных были определены принципиальные элементы аэрационных устройств. Они включают: диспергаторы воздуха с приспособлениями, обеспечивающими равномерное насыщение тонкодисперсными пузырьками всего объема реагентов; объем для выдержки смеси до образования равновесных адсорбционных слоев на пузырьках воздуха; емкость для приема дополнительной воды и образования дисперсии, представляющую участок плавного сужения потока; переходное приспособление, обеспечивающее свободное истечение дисперсии во флотационное отделение, препятствующее попаданию пульпы в узел аэрации. Точка ввода дополнительной воды даже для слабоактивных ПАВ и при повышенной их концентрации, согласно экспериментальным данным, не может быть удалена от зоны аэрации максимально более чем на 500 мм.

Аэрационное отделение должно состоять из нескольких автономных отсеков, которые позволяют осуществлять равномерное насыщение всего объема пульпы достаточным количеством дисперсных пузырьков, организовать их дифференцированное распределение по точкам камеры и при необходимости подавать по фронту флотомашины дисперсию с отличными физико-химическими свойствами.

Использование полученных экспериментальных зависимостей удельного расхода газа на единицу массы ПАВ от критериев Фруда и Рейнольдса (рис. 5, 6) позволило сформулировать основные положения

методики расчета конструктивно-технологических параметров узла приготовления АВДВ, которые сводятся к следующему: задается количество реагента, расходуемое в операции флотации (т, г/с); согласно экспериментальным или справочным данным определяется ККМ данного типа ПАВ; рассчитывается расход раствора реагента при разбавлении массы вещества до концентрации (С, г/м3) равной ККМ, которая определяется по формуле q = 3600 m/C, м3/час; из рис. 5 и 6 определяется параметр Ф, из которого вычисляется расход газа qr = 3600 Ф, где Ф - удельный расход газа на единицу массы ПАВ, м3/г, исходя из расхода газа, определяется площадь аэраторов для диспергирования воздуха и их количество. По количеству диспергаторов определяется сечение аэрационного отделения и с учетом времени выдержки рассчитывается эффективный диаметр и Rer.; по зависимости Rer = ^г^) определяется количество дополнительной воды; в случае необходимости и учитывая полученные значения FrCM, методом последовательных приближений уточняются концентрации исходного раствора и оптимизируется расход газа (воздуха). Для получения максимального расхода воздуха производится оптимизация и по количеству отсеков аэрационного отделения.

Для успешного протекания процесса флотации минералов в активированных водных дисперсиях воздуха, равно как и при флотации руд в механических или пневматических флотационных машинах, первостепенное значение будут играть такие физические характеристики процесса, как дисперсность газовой фазы и ее объемное газосодержание во флотационной пульпе. Количественные значения данных

величин могут изменяться в широких пределах и они зависят, прежде всего от технических приемов образования газожидкостных систем.

На первом этапе исследований были изучены распределения размеров пузырьков, получаемых с использованием войлочных, полиэтиленовых и резиновых диспергаторов (рис. 7). Диапазон крупности пузырьков для всех типов диспергаторов изменялся от 0 до 3 мм. Гранулометрические характеристики - воздушных пузырьков, полученные пропусканием воздуха через войлочные и полиэтиленовые диспергато-ры, совпадают.

При увеличении концентрации ПАВ в исходном растворе размер пузырьков уменьшается, а кривая распределения сужается с обеих сторон. В этих условиях газожидкостная система (ГЖС) представлена практически монодисперсными пузырьками. Достижение равновесного значения на кривой d = ДС) ведет к устойчивости дисперсной фазы по гранулометрическому составу.

В процессе исследований были испытаны различные существующие способы дробления воздушного потока в жидкости для образования пузырьковой системы. Неплохие результаты показал эжекционный принцип, но использование его в промышленности из-за колебаний давления воды, реагента и постоянного засорения сопла оказалось невозможным. Сравнение испытуемых аэраторов проводилось с аэраци-онными характеристиками войлочных диспергаторов, так как ранее была показана хорошая аэрационная способность последних как по гранулометрическому составу пузырьков, так и по устойчивости ГЖС.

В качестве перспективного способа диспергирования воздуха во флотационной технике для разделения минералов в АВДВ рассмотрен способ аэрирования жидкостей падающими струями, детально изученный в работах Н.Ф. Мещерякова.

На основании выполненных экспериментов по изучению диспергирования газовой фазы различными способами можно сделать вывод о преимуществе способа аэрирования, основанного на получении газовых пузырьков за счет энергии падающей струи (струйное аэрирование).

КОНСТРУКЦИИ АЭРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ

Принципиальные схемы промышленных устройств для приготовления и дозирования АВДВ представлены на рис. 7, 8.

Рис. 7. Устройство для приготовления и дозирования активированной водной дисперсии воздуха 1 — аэрационная камера; 2 - камера смешения; 4 - диспергаторы воздуха из войлочных колец; 3, 5, 6, 7 -патрубки для вывода и ввода АВДВ, воды, раствора реагентов, воздуха; 8, 9, 10 - коллекторы для распределения воды, раствора реагентов и воздуха

Рис. 8. Устройство для приготовления активированных водных дисперсий воздуха со струйным диспергатором 1 - корпус; 2 - диспергирующий элемент; 3 - камера ускорения течения дисперсии; 4, 5, 6 - патрубки для ввода воздуха, жидкой фазы, реагентов; 7 -гидравлическая насадка; 8 - направляющие отверстия; 9 - выходной канал

Устройство, изображенное на рис. 7 состоит из аэрационной камеры (1), диспергаторов воздуха (4) с пористой поверхностью из войлочных колец, камеры смешивания (2) , вводных патрубков с запорной арматурой для подачи в устройство раствора аэрофлота (6), воздуха (7) и дополнительной воды (5), а также распределителя дисперсии (3) для подачи АВДВ в рабочие камеры флотомашин.

Общий объем устройства - 230 литров. Это обеспечивает время выдержки дисперсии не менее 15-20 с.

Габариты устройства - Ь+Б + Ы = 980 х 450 х1270.

Принцип работы устройства прост и заключается в следующем. Согласно заданным параметрам, пользуясь запорной арматурой, во внутренний обьем устройства подают раствор реагента (аэрофлота) и дополнительную воду, а в диспергаторы - воздух. Проходя через их пористую поверхность, последний диспергируется на мельчайшие пу-

зырьки крупностью 0.1-0.3 мм. Ими в первую очередь насыщаются нижние придонные слои жидкой фазы, отличающиеся высокой концентрацией реагентов, приближающейся к концентрации в исходном растворе. Эти условия и обеспечивают быстрое протекание адсорбционных процессов на газовых пузырьках, максимально активируя их поверхность. Поднимаясь далее в более высокие слои жидкой фазы пузырьки подхватываются потоком дополнительной воды и в виде активированной водной дисперсии воздуха выводятся из устройства.

На рис.8 приведена конструкция устройства для дозирования АВДВ со струйным диспергатором. Принцип работы этого устройства практически не отличается от устройства, изображенного на рис. 7.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ДОЗИРОВАНИЯ АВДВ

Одной из задач этого этапа исследований являлось изучение возможности применения активированных дисперсий для эффективного разделения апатит содержащих руд при наиболее грубом первичном измельчении, поскольку этот технологический прием позволяет существенно снизить затраты при обогащении и создает благоприятные экономические перспективы для вовлечения в переработку месторождений апатитовых руд с низким содержанием пятиокиси фосфора. Для получения сравнительных данных исследуемая руда разделялась как по принципу пенной сепарации, так и в условиях комбинированного процесса, при котором одновременно с пенной сепарацией в камере флотационной колонки осуществлялась флотация минералов из объема пульпы.

В условиях флотации руды с применением АВДВ наибольшее извлечение, равное 79%, получалось при концентрации собирателя в исходном растворе 110 мг/л или 210 г/т руды. По извлечению это ниже на 7%, а по расходу собирателя в 1.7 и в 2.3 раза меньше, чем в комбинированном процессе и при пенной сепарации соответственно.

Однако, испытанные процессы флотации удобнее сравнить по коэффициенту эффективности ц, приняв за основу показатели флотации руды в активированных дисперсиях при концентрации собирателя в исходном растворе 35 мг/л или 65 г/т руды. В сравнении с другими, в указанном режиме, флотация руды в дисперсиях протекает с максимальной эффективностью.

Однозначные результаты по эффективности получились в случае пенной сепарации при общем расходе собирателя 315-350 г/т, а при комбинированном процессе - 245 г/т руды, что больше, чем в изучаемом способе соответственно в 4.8-5.4 и в 3.8 раза.

По данным практики, наибольшие потери апатита с отвальными продуктами обогатительных фабрик ОАО «Апатит» связаны с классами крупнее 0.15-0.20 мм. Эффективно данный материал может разделяться либо пенной сепарацией, либо другими методами, позволяющими извлекать флотируемые компоненты из крупных фракций с приемлемыми показателями. К ним может быть отнесен и способ флотации в активированных водных дисперсиях воздуха, но при условии его осуществления в надлежащем гидродинамическом режиме.

Предлагаемая схема, позволяющая из руды с содержанием 4.39 % Р2О5 получать кондиционный апатитовый концентрат при извлечении до 90 % ценного компонента, рекомендована для полупромышленной проверки. Операции основной и контрольной флотации руды могут быть осуществлены в полупромышленных вертикальных флотокаме-рах, а первая перечистка - в полупромышленной пневматической флотационной машине комбинированного действия.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ДОЗИРОВАНИЯ АВДВ В ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕНИЯ АПАТИТ СОДЕРЖАЩИХ РУД

Испытания проводились на опытной установке Горного института при обогащении апатитовой руды фабрики АНОФ-И ОАО "Апатит".

В течение нескольких смен сравнивались показатели флотации руды, полученные в условиях классической подачи собирателя и в режиме, когда он задавался в процесс в виде АВДВ. В результате установлено, что при прочих равных условиях обогащения материала в механической флотомашине с использованием АВДВ позволяет в сравнении с обычной флотацией получать одинаковые по качеству пенные продукты, но при извлечении на 5%, выше (81.3% вместо 76.1%).

На втором этапе испытания проводились в целом по схеме с получением кондиционного апатитового концентрата и отвальных хвостов. Во всех операциях схемы применялись реагенты, используемые на АНОФ-И.

Анализ показателей обогащения руды по двум сравниваемым режимам позволяет сделать следующее заключение: способ разделения руды с применением собирателя в виде АВДВ является эффективным средством ускорения процесса извлечения апатита в товарный продукт, что выражается в сокращении общего времени флотации основной и контрольной операций с 15 до 9 мин, т.е. в 1.7 раза. При этом по обоим режимам получаются одинаковые показатели обогащения.

Испытания режимов на оборотном водоснабжении проводились в условиях, при которых свежая вода в количестве не превышающим 20% ее общего расхода подавалось только во II и III перечистные one-

рации. Оборотная вода формировалась при круглосуточной работе установки путем сгущения продуктов обогащения в спиральном классификаторе и сгустителе. Слив последних дополнительно отстаивался также в сгустителе, после чего и использовался как оборотная вода. В процессе сгущения применялся железный купорос при его общем расходе 2.0-2.1 кг/т концентрата.

Полученные результаты переработки руды в условиях, когда фронт основной и контрольной флотации был сокращен в 2 раза, а собиратель дозировался в процесс в виде АВДВ показали, что сокращение времени флотации в головных операциях позволило не только получить кондиционные апатитовые концентраты (Р=39.47%) при достаточно высоком технологическом извлечении (е = 94.2%), но и заметно снизить расход всех флотореагентов.

Не менее важным практическим результатом установленного технологического режима обогащения апатитовой руды является также и то, что он не требует применения каких-либо специальных методов подготовки оборотной воды перед ее использованием в процессах измельчения и флотации.

В технологии, где собирательная смесь дозируется в камеры фло-томашин в виде АВДВ, при вдвое сокращенном фронте головных операций условия для получения продуктов, вредных по своему физико-химическому составу для флотационного процесса, практически исключаются, что и обеспечивает высокую результативность усовершенствованной схемы обогащения апатитовой руды. В новом режиме процесс флотации апатита протекает стабильно с низкими циркуляционными нагрузками (20-22% по камерному продукту I перечистки и около 10% по пенному продукту контрольной флотации), с умеренным пенообразованием и хорошей минерализацией пенных продуктов при плотности до 43% в основной и 13-16% тв. в контрольной флотации. При высоких технологических показателях как по качеству конечных апатитовых концентратов, так и по извлечению в них Р205, данная технология позволяет существенно снизить и расход всех флотореагентов.

Для уменьшения потерь апатита с крупнозернистыми классами (+0.10 мм) перерабатываемого материала хвосты апатитовой флотации разделяли на аппарате для разделения руд в АВДВ (активированных водных дисперсиях воздуха).

Из исходного материала, содержащего 1.62 % Р2О5, в пенный продукт аппарата извлекается до 44% пятиокиси фосфора при степени концентрации более трех. При этом активно флотируется апатит из крупных классов. Так из класса крупностью +0.2мм, содержащего 3.54% Р2О5, получается пенный продукт с содержанием 19.55% Р2О5. Степень концентрации по этому классу составила 5.5. По классу -0.2+0.16 - около 8. Менее эффективно флотируется апатит из мелких классов (фракция тоньше -0.1мм). Тем не менее и из данного материа-

ла в пену извлекается около 30% апатита от операции или 12 - 13% от питания машины.

Если полученный пенный продукт рассеять по классу 0.1мм, то из него можно выделить песковую фракцию с содержанием 14.12% Р205 при извлечении 32.1% от исходного питания. Как показывают минералогические исследования, апатит в песковой фракции находится в свободном состоянии и при доводке, например, в пневматической флотомашине, может быть выделен в кондиционный апатитовый концентрат.

Для испытаний технологии выделения нефелиновых концентратов с применением АВДВ хвосты апатитовой флотации предварительно подвергались обесшламливанию, которое сначала осуществлялось в спиральном классификаторе. Его слив направлялся в гидроциклон ё = 150 мм, где разделялся на отвальные шламы и песковую фракцию, которая объединялась с песками классификатора и направлялась во фло-томашину для флотации темноцветных компонентов. В качестве собирателя применялось мыло сырого талового масла, а для регулирования рН среды - едкий натрий. Плотность пульпы при флотации поддерживалась в пределах 35-38% твердого. Таким образом, за исключением дозирования в процесс собирателя в виде АВДВ, все остальные параметры при испытаниях соответствовали режиму обратной флотации нефелина на фабрике АНОФ-И.

Преимущество испытанной технологии обратной флотации нефелина с применением АВДВ заключается в более высокой скорости протекания разделительного процесса. При производительности установки 0.6 т/ч, среднем выходе песковой фракции операции обесшлам-ливания камерного продукта апатитового цикла 54.1% от руды, плотности питания флотомашины 35.0-36.0% твердого и рабочем объеме камер 90 литров, расчетное время нефелиновой флотации равняется в среднем 7.7 минуты. По ранее испытанным схемам оно поддерживалось в пределах 14-15 мин. В нефелиновом АНОФ-И составляет 12-14 минут.

Учитывая возможность высвобождения флотационных мощностей с использованием их в перспективе для увеличения производства нефелинового концентрата, а также возможного повышения качества готовой продукции, ОАО "Апатит" было принято решение проверить технологию с АВДВ в опытно-промышленных условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлено, что разность поверхностных энергий взаимодействующих фаз, достигаемая путем предварительной адсорбции ПАВ на газовых пузырьках, является движущей силой образования флотоком-плексов.

2. На основании проведенных исследований предложен способ подготовки АВДВ, позволяющий значительно увеличить поверхность газовой фазы и приготавливаемой смеси путем насыщения дисперсным газом раствора реагента с концентрацией не ниже критической концентрации мицеллообразования.

3. По результатам изучения условий образования и гидродинамических характеристик АВДВ в зависимости от расхода газовой фазы, концентрации флотационных реагентов в исходном растворе, его расхода и других параметров сформулированы основные принципы приготовления дисперсий, обеспечивающие их устойчивое течение в заданном «пузырьковом» режиме по рабочим каналам требуемой направленности.

4. Определены основные элементы конструкций аэрационных устройств и аэрационных отделений новой флотационной техники. Ими являются: диспергатор воздуха, объем для перевода раствора в пенообразное состояние и выдержки смеси до образования адсорбционных слоев на газовых пузырьках, емкость для ввода дополнительной воды и образования дисперсии воздуха, переходное приспособление, обеспечивающее истечение диспергированной смеси и препятствующее попаданию пульпы в узел аэрации.

5. Предложена методика расчета основных конструктивно-технологических параметров узлов образования АВДВ, основанная на использовании установленных зависимостей величины удельного расхода газа на единицу расхода ПАВ от значений критериев Фруда и Рейнольдса.

6. Созданы конструкции аэрационных устройств с войлочными диспергаторами, диспергаторами импеллерного типа и диспергаторами в виде «засыпок» классифицированного материала.

7. Применение АВДВ дает возможность эффективно флотировать апатит без предварительной гидрофобизации его поверхности. В то же время при работе флотационной камеры по такому способу извлечение апатита зависит от времени нахождения пузырьков в исходном растворе и резко возрастает при расположении диспергаторов воздуха на уровне 750-1200 мм от сливного порога камеры, достигая максимума.

8. Испытанные процессы флотации, сравненные по коэффициенту эффективности, одинаковому для всех процессов, показали, что в случае пенной сепарации и комбинированного процесса коэффициенты получаются одинаковыми при расходах собирателя больше в 4.8-5.4 и в 3.8 раза соответственно по сравнению с применением только АВДВ. Однако, сопоставляя эти процессы, следует отметить, что при флотации апатита из руды наименьшей селективностью отличается процесс разделения материала с использованием АВДВ, что компенсируется, если проводить предварительное обогащение в АВДВ грубозернистой руды с последующим доизмельчением и доводкой в обычных машинах,

что и было осуществлено при обогащении бедных апатитовых руд с содержанием 4.39% Р2О5 и дало возможность получить кондиционные концентраты при извлечении до 90%.

9. Разработана технология обогащения апатитсодержащих руд с использованием АВДВ, которая позволяет при уменьшении времени-флотации и сокращении на 20% расхода реагентов-собирателей, получать идентичные технологические показатели в сравнении со стандартной схемой переработки аналогичного сырья.

10. В результате комплекса проведенных испытаний с использованием устройств для приготовления - и дозирования АВДВ в камеры флотационных машин разработана технология извлечения пятиокиси фосфора из хвостов апатитовой флотации: В получаемые пенные продукты наиболее эффективно извлекается полезный компонент из крупных фракций обогащаемого материала по классу +0.1 мм степень концентрации составляет от 11 до 16. Экономический эффект от внедрения этой технологии на апатито-нефелиновой фабрике № 2 ОАО "Апатит" составит 11287,6 тыс. рублей.

11. Промышленные испытания устройств в технологии получения нефелинового концентрата показали высокую эффективность их работы и позволили сократить время флотации в данной операции в 1.7-1.8 раза, при этом расход реагентов сократился более, чем на 40%.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах

1. Скороходов В.Ф., Витченко А.Н., Новожилов А.В. Движение потоков в машинах при разделении руд в активированных водных дисперсиях воздуха // Оптимизация процессов обогащения минерального сырья. -Апатиты, 2001.-С. 133-138.

2. Гершенкоп А.Ш., Хохуля М.С., Новожилов А.В. Стационарные системы в процессах обогащения руд // Оптимизация процессов обогащения минерального сырья. - Апатиты, 2001. - С. 142-146.

3. Извлечение пятиокиси фосфора из хвостов апатитовой флотации / Скороходов В.Ф., Гершенкоп А.Ш., Витченко А.Н., Брыля-ков Ю.Е, Новожилов А.В. // 1У-й конгресс обогатителей стран СНГ: Тез. докл.- М.: Альтекс. 2003.- С.136-137.

4. Изучение условий образования и режимов течения активино-ванных газожидкостных смесей / Скороходов В.Ф., Гершенкоп А.Ш., Витченко А.Н., Брыляков Ю.Е, Арешин О.Ю., Новожилов А.В. // Горный журнал.- 2003.- № 4-5.- С.81-83.

5. Извлечение тонкодисперсного апатита из сливов сгустителей / Брыляков Ю.Е., Арешин О.Ю, Новожилов А.В., Гершенкоп А.Ш., Скороходов В.Ф. // Обогащение руд - 2003. - № 2. - С. 3-5.

6. Исследование гидродинамических характеристик водных дисперсий воздуха / Скороходов В.Ф., Новожилов А.В. // Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения по-

лезных ископаемых: Мат-лы Плаксинских чтений,- Петрозаводск, 1999. -С. 61-62.

7. Формирование открытых стационарных систем при обогащении различных типов руд / Гершенкоп А.Ш., Хохуля М.С., Скороходов В.Ф., Новожилов А.В. // Геолого-технологические исследования индустриальных минералов Фенноскандии.-Петрозаводск: Изд-во КНЦ РАН, 2003.

8. Пат. 2211805 Россия Устройство для получения активированной газожидкостной смеси / В.Ф. Скороходов, А.Ш. Гершенкоп, Ю.Е. Брыляков, А.В. Новожилов.

9. Формирование открытых стационарных систем при обогащении различных руд / Гершенкоп А.Ш., Скороходов В.Ф., Хохуля М.С., Новожилов А.В. // Ш Конгресс обогатителей стран СНГ: Тез. докл. - М: Альтекс, 2001.- 146с.

10. Выбор оптимальных методов обогащения для доизвлечения тонкодисперсного апатита / Гершенкоп А.Ш., Скороходов В.Ф., Вит-ченко А.В., Брыляков Ю.Е., Арешин О.Ю., Новожилов А.В. // Экологически проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья: Мат-лы Международ, совещ. Плаксинские чтения -2002.-М.: Альтекс, 2002- 130с.

11. Скороходов В.Ф., Витченко А.В., Новожилов А.В. Аэрирование раствора реагентов газонасыщением при избыточном давлении // Проблемы разработки месторождений полезных ископаемых и освоения подземного пространства Северо-Запада России. Часть 3. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2001 - 145-149с.

Типография "П-Центр", заказ № 012, тираж 100 экз.

»10525

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Новожилов, Андрей Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ФЛОТАЦИОННОГО

ОБОГАЩЕНИЯ АПАТИТСОДЕРЖАЩИХ РУД.

1.1. Совершенствование реагентного режима.

1.2. Роль газовой фазы в процессе флотации минералов.

1.3. Диспергирование газовой фазы.

Цели и задачи исследований.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ В АКТИВИРОВАННЫХ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЯХ ВОЗДУХА.

2.1. Методика изучения флотируемости руд и минеральных продуктов активированными газовыми пузырьками.

2.2. Методы определения параметров течения газожидкостных систем и описание гидродинамического стенда.

2.3. Измерение сорбции реагентов на минералах методом радиоактивных индикаторов.

2.4. Определение удельной поверхности (S) порошков минералов методом тепловой десорбции аргона.

ГЛАВА 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ РУД В АКТИВИРОВАННЫХ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЯХ ВОЗДУХА (АВДВ).

3.1. Физико-химические аспекты процесса разделения руд в АВДВ

3.2. Исследование гидродинамических режимов подготовки и регулирования свойств активированной газожидкостной смеси . Выводы.

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ И

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ДОЗИРОВАНИЯ АВДВ.

4.1. Исследования различных способов диспергирования воздуха

4.2. Разработка узла аэрации и методика расчета его основных конструктивно-технологических параметров.

4.3. Конструкция и принцип работы устройств для приготовления и дозирования АВДВ.

Выводы.

ГЛАВА 5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ДОЗИРОВАНИЯ АВДВ.

5.1. Исследование флотируемости апатитсодержащих руд с применением устройств для приготовления и дозирования реагентов в виде АВДВ.

Выводы.

ГЛАВА 6. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ДОЗИРОВАНИЯ АВДВ В ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕНИЯ АПАТИТСОДЕРЖАЩИХ

6.1. Переработка апатит содержащих руд Хибинского месторождения

6.2. Извлечение пятиокиси фосфора из хвостов апатитовой флотации

6.3. Технология получения нефелиновых концентратов с применением АВДВ.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование, разработка и внедрение аэрационных устройств для повышения эффективности действия флотационных реагентов"

Необходимость обеспечить высокие технико-экономические показатели в условиях постоянного снижения качества исходного минерального сырья и резкого удорожания энергоносителей ставит перед обогатителями задачи дальнейшего развития и совершенствования процессов обогащения и обогатительной техники. Из обогатительных процессов - флотация один из основных процессов переработки минерального сырья, который находит все более широкое применение и в других областях народного хозяйства (очистка промышленных и бытовых сточных вод, химическая технология). Показатели флотации зависят не только от подготовки пульпы к флотации и реагентного режима, но и от конструктивных параметров флотационных машин, применяемого способа аэрации и их гидродинамических характеристик [1-10].

1. Разработка и внедрение специальных технологических приемов и приспособлений для эффективного извлечения зерен полезных компонентов (раздельная обработка песков и шламов, коллективно-селективные схемы, межцикловая флотация, флотоклассификация и др.) [11-20].

2. Синтез новых флотационных реагентов и разработка реагентных режимов, позволяющих существенно интенсифицировать процесс флотационного разделения различного типа руд [21-35].

3. Разработка и создание новых конструкций флотационных аппаратов, в которых обеспечиваются благоприятные условия для эффективного улавливания ценных компонентов [36-45].

Перечисленные направления интенсификации флотационного разделения минеральных суспензий дополняют друг друга и являются наиболее перспективными.

В Горном институте КНЦ РАН разрабатываются способы флотационного обогащения руд в активированных водных дисперсиях воздуха (АВДВ) [46-49]. Они основаны на способностях газовых пузырьков, предварительно приготовленных в растворах флотационных реагентов, активно взаимодействовать с твердыми частицами и образовывать с ними прочные флотационные комплексы. Реализация способов развивается в двух самостоятельных направлениях. С одной стороны, создаются принципиально новые пневматические флотационные машины, в которых разделение пульпы происходит исключительно в потоке активированной дисперсии. С другой стороны, для интенсификации существующих флотационных технологий разрабатываются специальные устройства для приготовления и дозирования АВДВ в рабочие камеры флотационных аппаратов известных конструкций.

Разработка новых рациональных методов для образования газожидкостных систем является одной из актуальных задач совершенствования флотационной техники и, в частности, техники для разделения руд в АВДВ.

Цель работы заключается в создании аэрационных устройств для приготовления и дозирования реагентов в виде АВДВ с целью интенсификации флотационного разделения минералов, входящих в состав апатитовых руд во флотомашинах известных конструкций, применяемых на ОАО "Апатит".

Идея работы состоит в использовании закономерностей образования, течения и устойчивости активированной водной дисперсии воздуха (АВДВ) при создании аэрационных устройств для приготовления и дозирования

АВДВ в процесс флотации при комплексной переработке апатит-нефелиновых руд.

Методики исследования. Работа выполнена с применением комплекса экспериментальных и аналитических исследований и включала: методику по изучению флотируемости руд в АВДВ, математическое моделирование с использованием статистических методов, методы определения течения газожидкостных систем (гранулометрический состав, газосодержание, скорость подъема пузырьков), измерение сорбции реагентов на минералах методом радиоактивных индикаторов, определение удельной поверхности порошков минералов методом тепловой десорбции аргона, лабораторные, полупромышленные и опытно-промышленные испытания образцов флотационной машины, гранулометрический, минералогический и химический анализы продуктов обогащения.

Научная новизна.

Показано, что разность концентраций поверхностно-активных веществ на взаимодействующих фазах, достигаемая путем предварительной адсорбции ПАВ на газовых пузырьках, ускоряет взаимодействие собирателей гетерополярного типа с поверхностью флотируемых минералов и способствует образованию флотационных комплексов.

Установлены закономерности условий образования и аэрогидродинамических характеристик АВДВ в зависимости от общего газосодержания, концентрации флотореагентов в исходном растворе, его расхода и других факторов предложен способ приготовления активированных дисперсий, обеспечивающий их устойчивое течение в заданном пузырьковом режиме.

- Предложена методика расчета основных конструктивно-технологических параметров узла приготовления АВДВ.

Созданы аэрационные устройства для приготовления и дозирования АВДВ, позволяющие интенсифицировать процесс флотационного разделения минералов на основании теоретических предпосылок, изложенных выше.

Практическая значимость. Созданы опытно-промышленные образцы аэрационных устройств для приготовления и дозирования АВДВ в камеры действующей флотационной техники.

Разработана технология переработки текущих отходов апатитовой флотации, позволяющая повысить извлечение пятиокиси фосфора в апатитовый концентрат на 1.8%. Экономический эффект от внедрения которой составит 11287,6 тыс. рублей.

Разработана и испытана в промышленных условиях технология получения нефелиновых концентратов, позволяющая сократить фронт флотации на 30% и увеличить диапазон крупности материала, который можно направлять в процесс.

На защиту выносятся. Принципы создания флотационной техники для приготовления и дозирования АВДВ в камеры действующих на обогатительных фабриках флотационных машин

Конструкции аэрационных устройств для приготовления и дозирования АВДВ.

Апробация работы:

Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на:

II конгрессе обогатителей стран СНГ, Москва 1999 г.,

Международной конференции «Проблемы комплексной переработки минерального сырья и охраны окружающей среды», Москва 1999 г., Международной научной конференции, посвященной 275-летию образования Российской академии наук, Апатиты 1999,

IV конгрессе обогатителей стран СНГ, Институт стали и сплавов, Москва, 2003 г.,

Публикации.

По результатам выполненной работы опубликовано 10 статей, получен 1 патент РФ на изобретение.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Новожилов, Андрей Валерьевич

Выводы

1. Образцы устройств для приготовления и дозирования АВДВ в камеры известных конструкций флотационных машин прошли укрупненные технологические и эксплуатационные испытания в различных технологиях обогащения апатитсодержащих руд. В результате показано, что они являются эффективным средством для интенсификации процесса флотационного обогащения как исходной апатитовой руды, так и продуктов технологической схемы переработки апатитовых руд.

2. Разработана технология обогащения апатитсодержащих руд с использованием АВДВ, которая позволяет при уменьшении времени флотации и сокращении на 20% расхода реагентов-собирателей, получать идентичные технологические показатели в сравнении со стандартной схемой переработки аналогичного сырья.

3. В результате комплекса проведенных испытаний с использованием устройств для приготовления и дозирования АВДВ в камеры флотационных машин разработана технология извлечения пятиокиси фосфора из хвостов апатитовой флотации. В получаемые пенные продукты наиболее эффективно извлекается полезный компонент из крупных фракций обогащаемого материала по классу +0.1 мм степень концентрации составляет от 11 до 16.

4. Промышленные испытания устройств в технологии получения нефелинового концентрата показали высокую эффективность их работы и позволили сократить время флотации в данной операции в 1.7-1.8 раза, при этом расход реагентов сократился более, чем на 40%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

3. По результатам изучения условия образования и гидродинамических характеристик АВДВ в зависимости от расхода газовой фазы, концентрации флотационных реагентов в исходном растворе, его расхода и других параметров сформулированы основные принципы приготовления дисперсий, обеспечивающие их устойчивое течение в заданном «пузырьковом» режиме по рабочим каналам требуемой направленности.

4. Определены основные элементы конструкций аэрационных устройств и аэрационных отделений новой флотационной техники. Ими являются: диспергатор воздуха, объем для перевода раствора в пенообразное состояние и выдержку смеси до образования адсорбционных слоев на газовых пузырьках, емкость для ввода дополнительной воды и образования дисперсии воздуха, переходное приспособление, обеспечивающее истечение диспергированной смеси и препятствующее попаданию пульпы в узел аэрации.

8. Испытанные процессы флотации, сравненные по коэффициенту эффективности, одинаковому для всех процессов, показали, что в случае пенной сепарации и комбинированного процесса значения коэффициентов получаются одинаковыми при расходах собирателя больше в 4.8-5.4 и в 3.8 раза соответственно по сравнению с применением только АВДВ. Однако, следует отметить, что при флотации апатита из руды с использованием АВДВ наблюдается наименьшая селективность, что можно компенсировать предварительным обогащением в АВДВ грубозернистой руды с последующим доизмельчением и доводкой в обычных машинах, что и было осуществлено при обогащении бедных апатитовых руд с содержанием 4.39% Р2О5 и дало возможность получить кондиционные концентраты при извлечении до 90%.

9. Образцы устройств для приготовления и дозирования АВДВ в камеры известных конструкций флотационных машин прошли укрупненные технологические и эксплуатационные испытания в различных технологиях обогащения апатитсодержащих руд. В результате показано, что они являются эффективным средством для интенсификации процесса флотационного обогащения как исходной апатитовой руды, так и продуктов технологической схемы переработки апатитовых руд.

10. Разработана технология обогащения апатитсодержащих руд с использованием АВДВ, которая позволяет при уменьшении времени флотации и сокращении на 20% расхода реагентов-собирателей, получать идентичные технологические показатели в сравнении со стандартной схемой переработки аналогичного сырья.

11. В результате комплекса проведенных испытаний с использованием устройств для приготовления и дозирования АВДВ в камеры флотационных машин разработана технология извлечения пятиокиси фосфора из хвостов апатитовой флотации. В получаемые пенные продукты наиболее эффективно извлекается полезный компонент из крупных фракций обогащаемого материала по классу +0.1 мм степень концентрации составляет от 11 до 16.

12. Промышленные испытания устройств в технологии получения нефелинового концентрата показали высокую эффективность их работы и позволили сократить время флотации в данной операции в 1.7-1.8 раза, при этом расход реагентов сократился более, чем на 40%.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Новожилов, Андрей Валерьевич, Апатиты

1. Мещеряков Н.Ф. Кондиционирующие и флотационные аппараты и • машины. М.: Недра, 1990. - 237 с.

2. Ю.Б.Рубинштейн, Ю.А.Филиппов Кинетика флотации. М.: Недра, 1980.-376 с.

3. Пенная сепарация и колонная флотация / Ю.Б.Рубинштейн, В.И.Мелик-Гайказян, Н.В.Матвиенко, С.Б.Леонов. М.: Недра, 1984. - 303 с.

4. Черных С.И. Создание флотационных машин пневматического типа и w опыт их применения на обогатительных фабриках. М.: ЦНИИцветметэкономики и информации, 1995. 300 с.

5. Ding Yi-gang, Wu Yuan-xin, Li Ding-huo Flow of gas liquid-solid system and its application in packed flotation column //Trans. Nonferrous metals Soc. China. 2002.12, №1, c. 137-141.

6. Никитин И.Н., Никитин Н.И. Явления эжекции и кавитации при флотации углей // Уголь Украины. 2002, №1, с. 47-51

7. Ш 8. Черных С.И., Конов Х.К., Коршунов В.В. Новое поколениефлотационных пневматических машин колонного типа // Горный журнал 2001, №4, с.55-58.

8. Лавриненко А.А., Краснов Г.Д., Воронцова Л.В., Крапивный Д.В.,

9. Шимкунас Я.М., Чихладзе В.В., Ковалев М.Н. Магнезит: новаяi технология // Горная промышленность. 2001, №2, с. 41-47.W

10. Я.М., Чихладзе В.В., Ковалев М.Н. Магнезит: новая технология // Горная промышленность. 2001, № 2, с. 41-47.

11. Глембоцкий В.А. Исследования раздельного кондиционирования пескови шламов перед их совместной флотацией с целью интенсификации флотационного процесса // VIII Международный конгресс по обогащению полезных ископаемых 1969. - т. II. - С. 399-408.Ф

12. Колмыков А.А. Развитие схемы обогащения на Норильской обогатительной фабрике // Сборник докладов совещания по повышению показателей флотационного обогащения руд. М., 1960. - № 1. - С. 2144.

13. Славин Г.П. Флотация и флотогравитация крупновкрапленных руд. -М.Е Госгортехиздат, 1960. 132 с.

14. Митрофанов С.И., Дуденков С.В. К вопросу улучшения работы медных обогатительных фабрик // Цветные металлы. 1966. - № 1. - С. 10-14.

15. Бадеев Ю.С. Ограничение ошламования тяжелых металлов в цикле измельчения большой резерв увеличения производства металлов // Цветные металлы. - 1965. - № 3. - С. 8-13.

16. Соложенкин П.М., Небера В.П., Зубулис Ф.И., Матис К.А. Биосорбция и флотация биомассы микроорганизмов, нагруженных ценными и токсичными металлами // Обогащение руд. 2001, №3, с. 13-19.

17. Yoon R.H. The role surface in flotation kinetics // Proceeding of the XXI International Mineral Processing Congress, Rome, July 23-27.200.

18. Чантурия В.А., Федоров А.А. Матвеева Т.Н., и др. Особенности селекции пирита и арсенопирита при флотации золотосодержащих руд

19. Развитие идей Плаксина в области обогащения полезных ископаемыхи гидрометаллургии: Тез. докл. юбил. Плаксин. чтений, Москва, 10-14 окт., 2000. М.: Изд-во ННЦ ГП-ИГД. 2000, с. 115-117.

20. Максимов В.И. Развитие модели селективной флотации сульфидов в присутствии флотоактивных силикатов // III-й конгресс обогатителейф стран СНГ, Москва, 20-23 марта, 2001: Тезисы докл. М.: Альтекс.2001,с. 180-182.

21. Guimaraes R.C., Peres А.Е. Industrial practice of phosphate ore flotation at

22. Serrana-Araxa Brazil // Proceeding of the XXI International Mineral Processing Congress, Rome, July 23-27.200.

23. Laskowski J.S., Yuan X. V., Alonso E/A. Optimization of collector, slime modifier and frother usage in potash ore flotation // Proceeding of the XXI International Mineral Processing Congress, Rome, July 23-27.200.

24. Классен В.И. Проблемы теории действия аполярных реагентов при флотации // Физико-химические основы действия аполярных собирателей при флотации руд и углей. М.: Наука. - 1965. - С. 3-11.

25. Соложенкин П.М. Обогащение сурьмяных и ртутных руд. М.: Изд-во Цветметинформация, 1968. - 96 с.

26. Соложенкин П.М., Зинченко З.А. Обогащение сурьмяных руд. М.: Наука, 1985.- 184 с.

27. Богдасаров А.А., Попов P.M. Минерально-технологические особенности ртутно-сурьмяно-флюоритных руд при обогащении // Физико-химические основы комплексной переработки руд Средней Азии. Душанбе, 1970. - С. 181 -187.

28. Попов Е.Л., Саттаров А.С., Кунбазаров А.К. Извлечение сурьмы и мышьяка из мышьякосодержащей руды. // Совершенствование технологии добычи и переработки руды и концентратов цветных металлов. Ташкент, 1980. - С. 102-108.

29. Основы теории и практики применения флотационных реагентов / Дуденков С.В., Шубов Л.П., Глазунов JI.A. и др. М.: Недра, 1969. - 290 с.

30. Абрамов А.А. Влияние сорбции бутилового ксантагената и бутилового диксантогентита на флотируемость галенита // Тр. V науч. -техн. сессии ин-та Механобр, Д., 1969. С. 287-305.

31. Создание прогрессивной технологии обогащения бадделитсодержащих продуктов и опыт ее внедрения на Ковдорском ГОКе / Белобородое В.И., Захарова И.Б., Неволина В.Г. и др. // Обогащение руд. 1996. - № 1.-С. 42-45.

32. Глазунов JI.A. Об использовании флотационных реагентов в цветной металлургии // Цвет. мет. 2001, №6, с. 66-69.

33. Глазунов JI.A. Влияние неорганических реагентов на флотацию флюорита // Цв. металлургия. 2000, №4, с. 22-26.

34. Shen W.Z., Fornasiero D., Ralston J. Flotation of sphalerite and pyrite in the presense of sodium sulfite // Int. J. Miner/ Process. 2001. 63. №1, c. 17-28.

35. Самойлов В.Г., Жереб В.П., Тимошенко Л.И., Маркосян С.М. Реагенты-интесификаторы для обогащения сульфидных медно-никелевых руд // Хим. технология 2001, №12 с. 24-27.

36. Бочаров В.А., Лапшина Г.А., Херсонская И.И., Карбовская А.В. Использование новых собирателей при обогащении медно-цинковых руд // Обогащение руд. 2000, №4, с.29-31.

37. Основные направления развития флотационного машиностроения в СССР / Алексеев Е.С., Шестаков Л.П. Тр. / Механобр. 1983. - - С. 5-12.

38. Дебердеев И.Х., Рубинштейн Ю.Б., Романов В.К. Современные направления конструирования флотационных машин. ЦНИИуголь, 1985. - вып. 6. - с. 60.

39. Денегина Н.И. и др. Современные конструкции флотационных машин в СССР и за рубежом (обзор НИИинформмаш), 1978. с. 48.

40. Мещеряков Н.Ф. Перспективы совершенствования и развития флотационной техники // Цветная металлургия. 1993. № 11. - с. 6-7.

41. Мещеряков Н.Ф. Флотационные машины. М.: Недра, - 1972. - 248 с.

42. Небера В.П., Соболев Д.С. Состояние и основные направления развития флотации за рубежом. М.: Недра. 1968. - 326 с.

43. Промышленные испытания вертикальной пневматической машины // Плаксин И.Н., Тюрникова В.И., Плакса Н.Е. и др. // Цветные металлы. -1969.-№8.-С. 19-20.

44. Rearce W.E. Progress in froth flotation // Mining Congress Jornal, 1962, -48,№5.-P. 37-40.

45. Мещеряков Н.Ф., Подвигин M.A., Хан A.A. Конструкция безимпеллерных флотационных машин для флотации крупнозернистых материалов // Цветная металлургия. 1969. - № 5. - С. 26-28.

46. Кнаус О.М., Гуревич Р.И., Уваров Ю.П. Процесс пенной сепарации и его отличие от флотации из объема пульпы // Цветные металлы. 1968. -№8.-С. 21-24.

47. А.с. СССР 1424871, B03D1/02. Способ флотационного обогащения фосфорсодержащих руд / С.С.Шахматов, В.Ф.Скороходов, Шилин В.Б. и др. АН СССР, Кол. фил., Горн, инт-т. Б.И. № 35. - 1988.

48. А.с. СССР 599408, B03D1/02. Способ флотационного обогащения фосфорсодержащих руд / С.С.Шахматов, В.А.Перунков, Шилин В.Б; АН СССР, Кол. фил., Горн, инт-т.

49. Solozenkin P.M., Nebera V. P., Skorochodov V. F. The ores Flotation bubbels containing surficant films // XXIIIMPC (International Mineral Processing Congres. Cape Town 28 September- 3 October, 2003, New tracking №227.

50. Скороходов В.Ф., Шилин В.Б. Новая пневматическая флотомашина для разделения руд в активированных водных дисперсиях воздуха // Развитие экологически безопасных технологий переработки минерального сырья. Апатиты, 1996, - С. 95-102.

51. Голованов Г.А. Вопросы теории и практики флотации апатитсодержащих руд. Апатиты, 1971. - 312 с.

52. Митрофанов С.И. Селективная флотация. М.: Недра, 1967. - 584 с.

53. Классен В.И. Обогащение руд. М.: Недра, 1979. - 240 с.

54. Горловский С.И., Данилова Е.В. Флотация апатита анионными собирателями // Исследование действия флотационных реагентов Тр. / Ин-т Механобр, - 1965. - Вып.135. - С.214-231.

55. Алейников Н.А. Флотация апатита талловым маслом // Обогащение полезных ископаемых. Вып.1. М.: Металлургиздат, 1958. - С.5-23.

56. Алейников Н.А., Андреева А.И., Тищенко Т.П. Свойства технических мыл как флотационных реагентов // Обогащение полезных ископаемых. Вып. 1. М.: Металлургиздат; 1958. - С.46-60.

57. Сорокин М.М. Химия флотационных реагентов. Учебное пособие:1. Ротапр. М., 1977. - 84 с.

58. Флотационные свойства разветвленных карбоновых кислот / Н.А.Алейников, Г.И.Никишин, Ю.Н.Огибин, А.Д.Петров // Журн.прикл.химии. 1962. - Т.35, № 9. - С.2078-2085.

59. Алейников Н.А. Флотация апатита синтетическими карбоновыми кислотами // Обогащение руд. 1962. - № 1.- С.14-20.

60. Совершенствование реагентного режима при флотации апатито-нефелиновых руд / Г.А.Голованов, Н.С.Алейникова, В.М.Синцова, А.М.Желнина // Обогащение руд. 1969. - № 10. - С.50-53.

61. Малинская И.С., Сысоева Э.Б., Бачева Е.Д. Исследование взаимосвязи физико-химических и флотационных свойств кислот изостроения фракций С12-С16 и Ci7-C21 // Тр. / ГИГХС. 1977. - Вып. 38. - С.45-47.Ш

62. Новые реагенты для флотации апатито-нефелиновых руд Хибинского массива / И.С.Малинская, Е.Д.Бачева, В.Г.Голованов и др. // Горный журнал. 1979. - № 10. - С.20-22

63. Флотационные свойства карбоновых кислот, содержащих циклоалкильные и фенильные группы / Н.А.Алейников, Н.С.Алейникова, Ю.Н.Огибин, Г.И.Никишин // Журн. прикл. химии. -1966. Т.39, №11,- С.2530-2534.

64. Шубов Л.Я., Иванкова С.И., Щеглова Н.К. Флотационные реагенты впроцессах обогащения минерального сырья: Справочник. Кн.1. М.: Недра, 1990. - 400 с.

65. Опыт использования полиненасыщенных карбоновых кислот в видекислот рыбного жира как собирателя флотации апатита / В.А.Иванова,

66. Г.А.Шлыкова, О.К.Власенко, О.Н.Германенко // Оптимизация процессов обогащения минерального сырья. Апатиты, 2001. - С.83-96.

67. Sun S.C., Snow R.E., Purcell V.I. Flotation characteristics of a Florida leachid zone phosphate ore with fatty acids // Mining Enging. 1957. - V.9, № 1. -P.70-75.

68. Михайлова H.C., Скворцова 3.B., Янис H.A. Исследование влияния степени ненасыщенности углеводородного радикала жирных кислот на их собирательные свойства // Обогащение руд. 1986.-№ 5.-С.15-18.

69. Левинский Б.В., Чипанин И.В., Коган Д.И. Синтез и испытания новых флотационных реагентов. Исследования по добыче и переработке полезных ископаемых // Тр. / ИРГИРЕДМЕТ, 1971. Вып. 23. - С. 163184.

70. Голованов Г.А. Флотация Кольских апатитсодержащих руд. М.: Изд-во Химия, 1976. - 216 с.

71. А.с. СССР 643199, МКИ В 03 Д У2. Собиратель для флотации несульфидных руд / Ю.В.Герасимов, В.Н.Егорова, Б.Р.Курилков и др.; научНо-исслед. и проектный ин-т "Механобр". № 2489809/22-03;

72. Заявл. 25.05.77; Опубл. 25.01.79, Бюл. № 3. С.24.

73. А.с. СССР 874201, МКИ В 03 Д 1/02. Собиратель для флотации несульфидных руд / И.Д.Устинов, В.И.Рябой, Л.Н.Петрова и др.;щнаучно-исслед. и проектный ин-т "Механобр". № 2881618/22-03; Заявл. 11.02.80; Опубл. 23.10.81, Бюл. № 39. - С.54.

74. Рябой В.И. Создание и применение новых эффективных реагентов // Комплексная переработка минерального сырья: Плаксинские чтения, Москва, 9-11 октября 1990 г. М.: Наука, 1992. - С.42-47.

75. Алейников Н.А. Селективная флотация апатита карбоновыми кислотами // Освоение минеральных богатств Кольского полуострова. -Мурманск, 1974. С. 176-190.

76. А.с. СССР 78089, МКИ В 03 Д 1/02. Собиратель для флотации несульфидных руд / С.И.Горловский, И.Д.Устинов; научно-исслед. и проектный ин-т "Механобр", ЛГИ. № 2709324/22-03; Заявл. 04.01.79; Опубл. 23.11.80, Бюл. № 43. - С.17.

77. А.с. СССР 774604, МКИ В 03 Д 1/02. Собиратель для флотации несульфидных руд / С.И.Горловский, А.Б.Терентьев, И.Д.Устинов и др.; ЛГИ, научно-исслед. и проектный ин-т "Механобр". № 27200500/2203; Заявл. 19.01.79; Опубл. 30.10.80, Бюл. № 40. - С. 19А

78. Алейников Н.А., Никишин Г.И., Алейникова Н.С. Флотационные свойства алифатических кетокислот // Журн. прикл. химии. 1969. -Т.42, № 10. - С.2276-2282.

79. Флотационные свойства оксакарбоновых кислот ряда CnH2n+iOCOOH состава Сц-Cig / Н.А.Алейников, Т.П.Жаринова, Г.И.Никишин и др. //

80. Журн. прикл. химии. 1962. - Т.35, № 5. - С.1108-1115.

81. Некоторые направления в области изыскания эффективных собирателей / О.С.Богданов, И.А.Вайншенкер, А.К.Поднек и др. // Цв. Металлы.1976. № 4. - С.72-80.

82. Влияние особенностей строения и состава жирнокислотных реагентов на их взаимодействие с минералами / В.И.Рябой, Н.А.Янис,

83. Л.Н.Петрова и др. // Интенсификация процессов обогащенияминерального сырья. М.: Наука, 1981. - С. 104 -109.

84. Рябой В.И. Оксигидрильные реагенты // Физико-химические основы теории флотации. М.: Наука, 1983. - С. 136-167.

85. Гребнев А.Н., Новожилова В.В., Масленникова А.В. Испытания N-ацилированных аминокислот при флотации апатита из комплексных руд Ковдорского месторождения // Промышленное освоение комплексных руд Ковдора. Апатиты, 1982. - С.78-88.

86. Применение новых азотсодержащих собирателей при флотации различных типов фосфатных руд / Л.К.Стефановская, С.И.Кирилица, В.В.Крот и др. // Флотационные реагенты. М.: Наука, 1986. - С. 155158.

87. Бойко А.Ю. Особенности флотационного обогащения апатито-нефелиновых руд N-ацилированными аминокислотами в условиях оборотного водоснабжения // Хим. пром. 1987. - № 1. - С.19-20.

88. Исследование свойств N-ациламинокапронатов при флотации апатит-карбонатных руд / Л.К.Стефановская, В.В.Крот, Р.Я.Крылова и др. // Теория и практика интенсификации флотации в условиях водооборот.w Апатиты, 1989. С.98-103.

89. Иванова В.А. Адсорбционные гидрофобизующие структуры на поверхности апатита при его селективной флотации из руд // Физические и химические основы переработки минерального сырья. -М.: Наука, 1982. С.93-98.

90. Разработка технологии производства и полупромышленные испытания реагентов-собирателей на основе N-ацилированных аминокислот /

91. Л.Д.Ратобыльская, Р.Н.Моисеева, А.П.Михалкин и др. // Флотационные реагенты. М.: Наука, 1986. - С. 147-150.

92. Гребнев А.Н. Изучение гидратации поверхности минералов методомВопределения отрицательной адсорбции индикатора // Флотационные реагенты. М.: Наука, 1986. - С.217-222.

93. Ратобыльская Л.Д., Бойко Н.Н., Шохин В.Н. Основные направления создания оптимальных реагентных режимов селективной флотации горно-химических руд // Флотационные реагенты. М.: Наука, 1986. -С.141-146.

94. А.с. СНГ 1808388, МКИ В 03 Д 1/004. Собиратель для флотации фосфорсодержащих руд / А.П.Михалкин, И.Г.Рыбалка,

95. И.Я.Холомянский; ГИГХС. № 4880437/03; Заявл. 14.09.90; Опубл. 15.04.93, Бюл.№ 14. - С.27.

96. Носов И.А. Применение ацилированных аминокислот для флотации касситерита и флюорита // Флотационные реагенты. М.: Наука, 1986. -С.121-122.

97. Носов И.А., Срывцева Б.П. Применение нового азотсодержащего собирателя при флотации некоторых типов флюоритовых руд // Интенсификация процессов обогащения минерального сырья и очистки сточных вод. Новосибирск, 1990. - С.34-42.

98. Носов И.А. О возможности использования ациламинокислотногощсобирателя для флотации шеелитовых руд // Физ.-тех. проблемы разработки полезных ископаемых. 1996. - № 5. - С.96-99.

99. А.с. СССР 1097182, МКИ В 03 Д 1/02. Способ пенной флотации / К.М.Э.Хеллстен, А.В.Клинберг (Швеция); Берол Кеми АБ (Швеция). -№ 3438902/22-03; Заявл. 17.05.81; Опубл. 07.06.84, Бюл. № 21. С.191.щ Приоритет №810-3099-1 (Швеция).

100. А.с. СССР 1091945, МКИ В 03 Д 1/02. Способ флотации фосфатных руд / Л.Д.Ратобыльская, Н.К.Шувалова, А.Е.Татарский и др. №т3360234/22-03; Заявл. 03.12.81; Опубл. 15.05.84, Бюл. № 18. С.17.

101. Пат. 1256702 Франция, МКИ В 03 Д. Procede pour la flotation de matieres minerales а Г aide de melanges collecteurs, M.H. Schranz (Франция) № 25.707; Заявл. 13.03.1959; 0публ.07.08.61.

102. Пат. 2174451 Россия, МКИ В 03 Д 1/02, 1/012. Способ флотации апатитовых руд. Брагина В.П., Брагин В.И., Ефремова М.В. и др.; Красноярская гос. академия цв. мет. и золота. № 99104844/03; Заявл. 09.03.1999; Опубл. 10.10.2001, Бюл. № 28. - С.192.

103. Назаров Ю.П., Тихонов О.Н. Механизм действия натриевых мыл олеиновой и сульфатированной олеиновой кислот при флотации фосфатных, карбонатных и силикатных минералов // Обогащение руд. -Иркутск, 1983. С.3-8.

104. А.с. СССР 876173, МКИ В 03 Д 1/02. Собиратель для флотации несульфидных руд / В.А.Конев, В.В.Захваткин, Ю.П.Назаров и др.; ЛГИ. № 878488/22-03; Заявл. 01.02.80; Опубл. 30.10.81, Бюл. № 40. -С.18.

105. А.с. СССР 738673, МКИ В 03 Д 1/02. Собиратель для флотации несульфидных руд / С.И.Горловский, Д.И.Поволоцкий, А.Б.Терентьев и др.; ЛГИ, АН СССР, ин-т элементорганических соединений. № 2591146/22-03; Заявл. 15.03.78; Опубл. 05.06.80, Бюл. № 21. - С.37.

106. Пат. 4117671 А1. ФРГ, МКИ В 03 Д 1 /02. Erfahren zur Gewinnyng von Mineralien aus nichtsulfidischen Erzen durch Flotatuon / B.Fabry, R.Koster, H-CH.Raths, F.Wangemann (ФРГ); Henkel KGaA (ФРГ). № 4117671.5; Заявл. 29.05.91; Опубл. 03.12.92.

107. Плаксин И.Н., Глембоцкий В.А. Совместное действие нескольких реагентов-собирателей при флотационном обогащении // Докл. АН СССР. 1952. - Т.82. - № 1. - С.139-141.

108. Плаксин И.Н., Тюрникова В.И., Барский JI.A. Диспергирование жирных кислот поверхностно-активными веществами при флотации // Докл. АН СССР. -1960. Т.131. - № 6. - С. 1404-1406.

109. Стремовский Л.И., Малинская И.С. О действии сочетания собирателей при селективной флотации кальциевых минералов в кислой среде // Современное состояние и задачи селективной флотации руд. М.: Наука, 1967. - С.234-240.

110. Глембоцкий В.А., Колчеманова А.Е. Устойчивость и методы разрушения адсорбционных слоев при флотации. М.: Наука, 1967. -116с.

111. Плаксин И.Н., Шафеев Р.Ш., Чантурия В.А. Влияние гетерогенности поверхности минералов на взаимодействие с флотационными реагентами. М.: Наука, 1965. - 51 с.

112. Применение радиоактивных изотопов для исследования процессов флотации / И.Н.Плаксин, С.П.Зайцева, Г.А.Мясникова и др.- М.: Изд. АН СССР, 1963.- 100 с.

113. Классен В.И. Введение в теорию флотации. М.: Наука, 1959. - 636 с.

114. Глембоцкий В.А. Гетерогенные коллекторные реакции на разделе твердое-жидкость при флотации // Цв. Металлы. 1949. - № 3. - С.27-36.

115. Герман Т.П. О совместном применении катионных и анионных собирателей при флотации // Вопросы теории и практики обогащения руд. -Д.: Наука, 1971. С.79-85.

116. Алейников Н.А., Иванова В.А. Синтез и применение новых флотационных реагентов при обогащении руд // Обогащение руд и проблема безотходной технологии. Л.: Наука, 1980. - С. 163-184.

117. Иванова В.А. Применение неионогенных соединений для селективнойфлотации фосфатных руд // Обогащение руд. Иркутск, 1982. - С. 140-146.

118. Трофимова Э.А. Диспергирующие действие полиэтиленгликолевых эфиров жирных кислот во флотационном процессе. Новые эффективныеметоды обогащения полезных ископаемых: Ротапр. М.: ИПКОН АН СССР, 1978. - С.136-144.

119. Поиск эффективных реагентов для флотации бедных апатит-карбонатных руд / В.И.Брагина, С.А.Маркова, В.А.Иванова, Л.Н.Трапезникова // Обогащение тонковкрапленных руд. Апатиты, 1985. - С.23-27.Щ

120. Алейников Н.А., Иванова В.А. Образование совмещенных адсорбционных гидрофобных структур при селективной флотации минералов (апатита) // Флотация тонковкрапленных руд. Л.: Наука, 1985.-С.37-43.

121. А.с. СССР 984494, МКИ В 03 Д 1/00. Способ флотации несульфидных руд / Н.А.Алейников, В.А.Иванова, Г.А.Шлыкова; АН СССР, Кол. фил., Горн. ин-т. № 331534122-03; Заявл. 06.07.81; Опубл. 30.12.82, Бюл. № 48.-С.15.

122. А.с. СССР 1528567, МКИ В 03 Д 1/02. Способ флотации несульфидных руд / Н.А.Алейников, В.А.Иванова, Н.В.Кельник и др.; АН СССР, Кол. фил., Горн. ин-т. № 4326983/23-03; Заявл. 11.11.87; Опубл. 15.12.89, Бюл. № 46, - С.46.ш

123. Иванова В.А. Новые флотационные реагенты для обогащения несульфидных руд // Новые технологии для комплексного использования природных ресурсов Севера. Апатиты, 1994. - С.40-41.

124. Прямая флотация апатита из высокодоломитизированных тонковкрапленных руд Селигдарского месторождения /

125. Л.Д.Ратобыльская, Р.Н.Моисеева, В.В.Жарков и др. // Обогащениетонковкрапленных руд. Апатиты, 1985. - С.39-41.

126. Арсентьев В.А., Горловский С.И., Устинов И.Д. Комплексное действиефлотационных реагентов. М.: Недра, 1992. - 160 с.

127. Курков А.В., Шаталов В.В., Глазунова Р.И. Флотационная технология глубокого обогащения хвостов редкометального производства //

128. Горный инф.-анал. Бюллетень. 1997. - Вып. 2. - С.76-83.

129. Применение фосфорорганических соединений в качестве дополнительных реагентов при флотации несульфидных руд / А.В.Курков, С.Н.Щербаков, И.Н.Горохов, И.В.Пастухова // Горный инф.-анал. Бюллетень. 1998. - Вып. 6. - С.113-118.

130. Райд К. Курс физической органической химии. М.: Мир, 1972. - 575 с.Щ

131. Miller М. Alternational in the adsorption of the alifatic acids jn Porous Carbon//Nature. 1954. - V. 174. - P. 1188-1189.

132. Wright E.H.M. Comparison of the adsorption behaviour of solutions of dicarboxylic acids on carbon blacks // J. Chem. Soc. B. Phys. Org. 1966. -№ 4. - P.355-361.

133. Wriht E.H.M. Hydrogen-bonding and adsorption of dicarboxylic acids by alumina // J. Chem. Soc. B. Phys. Org. 1966. - № 4. - P.361-362.

134. Lee C-Y.C., Hines A.L Adsorption of glutaric, adipic, and pimelic acids on activated carbon // J. Chem. Eng. Data. 1987. - V.32. - P.395-397.

135. Wright E.H.M. Effect of Temperature on Adsorption of Stearic Acid from Solution by Carbon Blacks // Chemistry and Industry. 1967. - № 3. - P.506-507.A

136. Kipling J., Wright E.H.M. Adsorption on Carbon Blak from Solutions of Monocarboxylic Acids: the Lower Members // J. Chem. Soc. 1965. - № 8. -P.4340-4348.

137. Шафрин E., Цисман У. Образование гидрофобных мономолекулярных слоев при адсорбции из водных растворов // Мономолекулярные слои.

138. М.: Иностранная литература, 1956. С.152-186.

139. Shinoda К. The critical micelle concentrations in aqueous solutions of potassium alkyl malonates // J. Phys. Chem. 1955. - V. 59. - P.432-435.

140. Таггарт А.Ф. Справочник по обогащению полезных ископаемых. М.: Металлургиздат, 1952. - т. 3.

141. Алейников Н.А. Образование и свойства адсорбционных дисперсных систем // Ж.П.Х. 1949. - Т. XXII. - № 8. - С. 812-822.

142. У.Уорк. Принципы флотации. М.: Металлургиздат, 1943. - 204 с.

143. Классен В.И., Мокроусов В.А. Введение в теорию флотации. М.: Металлургиздат, 1953. - 463 с.

144. Классен В.И. Тихонов С.А. Действие олеата натрия на флотационные свойства поверхности пузырьков воздуха // Цветные металлы. 1960. -№ 10. - С. 12-14.

145. Эйгельс М.А. О механизме флотационного прилипания // Цветные металлы. 1963. - № 3. - С. 5-10.

146. Влияние возраста пузырьков на время его флотационного прилипания / Гиацинтова К.В., Глембоцский В.А., Соложенкин П.М. ДАН Таджикской ССР, 1963. - т. VI, № 8 - С. 21-26.

147. Кинетика физико-химического состояния поверхности раздела жидкость-газ и ее роль в элементарном акте флотации / Глембоцский В.А., Гиацинтова К.В., Соложенкин П.М. ДАН Таджикской ССР, 1966. -т. 169, № 1 - С. 139-142.

148. Глембоцкий В.А., Соложенкин П.М., Гиацинтова К.В. О кинетике физико-химических процессов, протекающих на поверхности раздела фаз жидкость-газ // Физико-химические основы комплексной переработки руд Средней Азии. Душанбе, 1970 - С. 5-10.

149. Kurkarni R., Somasundaran P. Kinetics of oleate adsorpetion at the lignin / air interface and ist role in hematite of flotation // AXHE Symposium Series, 1975.-71,N150.-P. 124-133.

150. Применение флотоотсадки для обогащения немагнитных продуктов / Шахматов С.С., Усачев П.А., Ефремов А.Г. и др. // Горный журнал. -1964.-№7.-С. 60-62.

151. Эмульсионная флотация марганцевых минералов / Фалькон X. / Тр. ЛГИ, 1973. - вып. 5. - С. 40-47.

152. О радиусе действия молекулярно-поверхностных сил в полимолекулярных сольватных (адсорбционных) слоях / Дерягин Б.В., Кусаков М.Н., Лебедев Л.С. Дан СССР, 1939. - т. XXIII, № 7. - С. 668.

153. Духин С.С., Дерягин Б.В. Теория движения минеральных частиц вблизи всплывающего пузырька в применении к флотации // Изв. Ан СССР, ОТН. Металлургия и топливо. 1959. - № 1. - С. 123-127.

154. Глембоцкий В.А. Физико-химия флотационных процессов. М.: Недра, 1972.-392 с.

155. Пат. 3421621 США Официальная газета по материалам Пат. ведомства США от 14 января 1969 г., т. 858, № 2.

156. О предельной концентрации ионогенных поверхностно-активных веществ при адсорбции на границе раздела газ-жидкость / Сквирский

157. Л.П., Абрамзон А.А., Чернятьева В.К., Майофис А.Д. // Коллоидный журнал. 1973. - 35, № 4. - Р. 786-789.

158. Majama К. Radiotracer studies on adsorption of surface active substance at ^ aqueous surface III. The effects of salt on the adsorption of sodiumdodecylsulfate // Bui Chem. Sol. Japan. 1971. - 44, N 7, - P. 1767-1771 (англ.).

159. Frinch J.A., Smith G.W. Dynamic surface tension of alkaline dodecylamine acetate solutions in oxide flotation // Trans, Inst. Mining and Met. 1972. - N 121.-P. 213-218.

160. Frinch J.A., Smith G.W. Dynamic surface tension of alkaline dodecylamine solutions // J. Colloid and Interface. Sei. 1973. - 45, N 1. - P. 81-91.

161. Owens Daniel. The dynamic surface tension of sodium dodecyl sulfate solutions // J. Colloid and Iteface Sci. 1962. - 20, N 3. - P. 496-501.Ш

162. Майофис А.Д., Сквирский Л.Я., Абрамсон. О пенообразующей способности поверхностно-автивных веществ. // Коллоидный журнал. -1976.-38,№2.-Р. 378-382.

163. Радиометрическое исследование образования пленок из соединений кальция на поверхности раствор-воздух, их влияние на флотационноеф прилипание / Эйгельс М.А., Волова М.А., Волвенкова B.C., Умнова Е.Г.- ДАН СССР т. 147, № 1. - 1962.

164. Изучение флотируемости минералов в активированных водныхi

165. Changlian Xu. Kinetic models for batch and continious flotation in a flotation column. Minerals and Metall. Process. 1987 - V. 4., N 3, - P. 121-126.

166. A.c. СССР 660715, B03D1/24. Аэратор / Емельянов М.Ф., Максимов И.И. Б.И. № 15, 1979.

167. А.с. СССР 201263, B03D. Флотационная машина / Плаксин И.Н., Шахматов С.С., Ефремов А.Г. Б.И. № 18, 1967.

168. А.с. СССР 1005922, B03D1/24. Аэрационный узел для флотомашины / Холин А.Н. Б.И. № 11, 1983.

169. А.с. СССР 1142172, B03D1/24. Аэратор пневматической флотомашины / Зинченко Л.В., Черных С.И. Б.И. № 8, 1985.

170. А.с. СССР 579425, B03D1/24. Противоточная пневматическая флотомашина / Ямшиков B.C., Рехтман В.И., Ильченко Д.Г. и др. Б.И. № 10, 1978.

171. Пат. 3735868 США, 261-1. Gas diwuser / Savage E.S., Heaney D.F. O.G., 1973,-V. 910, N3.

172. Пат. 3722836 США, 209-168. Flotation machine with vertically reciprocating aerators / Fedotov A.M., Alexeev E.S., Denisov G.A. a.o. -O.G., 1973.-V. 914, N1.

173. А.с. СССР 1093357, B03D1/24. Флотационная машина / Зеликман Ю.А., Абрамов В.Е., Василенко В.Е. и др. Б.И. № 19, 1984.

174. А.с. СССР 865406, B03D1/24. Пневматический аэратор для флотационной машины / Холин А.Н., Андреев А.В., Голованов Г.А и др. -Б.И. 35, 1981.

175. А.с. СССР 1183180, B03D1/24. Пневматическая флотационная машина «Зарница» / Злобин М.Н. Б.И. № 37, 1985.

176. Пат. 77353 СРР, B03D1/24. Masina de flotatie pneumatica / Brincusi A.1981.

177. Пат. 4186094 США, 210-22IP. Apparatus for eliminating by flotation impurities in the form of solid parcticles contained in a liquid. O.G., V. 90. N5.

178. Foot D.G., Mc Kay D.J., Huiatt J.L. Column flotation of cromite and fluorite ores // Can. Mettal Quart. 1986. - V. 25, N 1. - P. 15-21.

179. Пат. 4407715 США, 209-164. Method and apparatus for flonation processing of minerals / Cheludko A.D., Ivanov R.V., Nikolov D.V., e.a. -O.G., 1983.-V. 1032, N3.

180. А.с. СССР 860867, B03D1/14. Вибрационная флотационная машина / Федотов A.M., Денисов Г.А., Тетерникова В.И. и др. Б.И. № 33, 1981.

181. А.с. СССР 869819, B03D1/14. Вибрационная флотационная машина / Федотов A.M., Ганопольский Ю.А., Богатырева Г.П. Б.И. № 37, 1981.

182. А.с. СССР 933121, B03D1/22. Пульсационная пневматическая флотационная машина / Федотов A.M., Глумов A.M., Денисов Г.А. и др. -Б.И. №21, 1982.

183. А.с. СССР 994016, B03D1/14. Пульсационная пневматическая флотационная машина / Федотов A.M., Денисов Г.А., Зеликович Ю.Б., и др. Б.И. № 5,1983.

184. А.с. СССР 1026832, B03D1/14. Флотационная машина / Власов В.Н., Мухин Ж.Г., Трегубов Б.Г. и др. Б.И. № 25, 1983.

185. А.с. СССР 1053367, B03D1/14. Флотационная машина вибрационного типа / Любимов А.Н., Федотов A.M., Денисов Г.А. Б.И. № 41, 1983.

186. А.с. СССР 1128985, B03D1/14. Флотационная машина / Федотов A.M., Денисов Г.А., Конев В.А. и др. Б.И. № 46, 1984.

187. А.с. СССР 1143171, B03D1/14. Флотационная машина вибрационного типа по А.с. № 1058624 / Любимов А.Н. Б.И. № 8, 1985.

188. Пат. 3140966 ФРГ, B03D1/16. Verfahren und Flotationszelle zur Flotationvon Kohle und Erz / Heintges S., Alizadeh A., Simonis W. Auszuge aus den

189. Offelegungsschriften, 1983, N 18.

190. Пат. 3645892 США, 210-44. Aleration and foam separation employing * vortex element / Schulman E.H. O.G, 1972. - V. 894, N 5.

191. А.с. СССР 1101305, B03D1/14. Флотационная машина / Филиппов Ю.М., Бочкарев Г.Р. Б.И. № 25, 1984.

192. А.с. СССР 1117085, B03D1/14. Флотационная машина / Мещеряков Н.Ф., Иванов А.С., Классен В.И. и др. Б.И. № 37, 1984.

193. А.с. СССР 1108078, C02F3/24. Устройство для аэрации жидкости /Щ

194. Мещеряков Н.Ф., Шохин В.Н., Жуков В.В. и др. Б.И. № 30, 1984.

195. А.с. СССР 1180074, B03D1/00. Способ аэрации пульпы при флотации / Смирнов М.М., Черней Э.И., Петрищев В.В. и др. Б.И. № 35, 1985.

196. Пат. 2313127 Франции, B03D1/02. Procede et machine de flottation par dispersison d'un gaz / Degner V.R., Colbert W.V. B.O, 1977. N 5.

197. Пат. 2354820 Франции, Procede et machine de flottation par dispersion d'un gar / Degner V.R., Colbert V.W. Bulletin oficiel de la propriete industielle, 1977, N7 (BO).

198. Пат. 3865909 США, 261-91. Flotation aerator for aerating and moving water / Cramer R.A. O.G, 1975. - V. 931, N 2.

199. А.с. СССР 1005920, B03D1/14. Флотационная машина / Золотко А.А., Беличиков М.П., Ковалев В.И. и др. Б.И., №11, 1983

200. Пат. 3756578 США, 261 -91. Fluid treatment and distribution system McGurk W.L. O.G, 1973. - V. 914, N 1.

201. Пат. 37474 Югославии, B03D1/00. Celija za flotaciju mineralnih sirovina / Randjic D. 1984.198.

202. Пат. 3446353 США, 209-164. Method and apparatus for froth flotation / Daves W.J.N. O.G, 1969. - V. 862, N 4.

203. Кузькин С.Ф., Гольман A.M. Флотация ионов и молекул. М.: Недра,1971.- 136 с.

204. Городецкая А. Скорость поднятия пузырьков в воде и водных растворах при больших числах Рейнольдса // Журнал физической химии, 1949, т.1. XXIII, вып.1, с. 71-77.

205. Рулев Н.И. Гидродинамика всплывающего пузырька // Коллидный журнал, т.ХП, 1980, вып.2, с. 252-263.

206. Богданов О.С. Влияние вспенивателя на скорость подъема пузырьков во флотационной пульпе // Роль газов и реагентов в процессах флотации.-Изд. АН СССР. М., 1950, С. 601-604

207. Файнерман В.Б., Сапиро B.C. Расчет динамического поверхностного натяжения молекулярных растворов поверхностно-активных веществ. Коллоиндный журнал, 1973, XXXV, Выпуск 3, стр. 601-604

208. М.Панно, О.Н.Каменский, А.П.Однорол. Исследование пузырькового режима течения молекулярных растворов поверхностно-активных веществ. Коллоидн. журнал, 1973, XXXV, вып. 3. с. 601-604.

209. Тихомиров В.К. Пены: теория и практика их получения и разрушения.

210. М.: Химия, 1975. С. 22-83.

211. Kennedy A. The Sameson Flotation Cell // Mining Magazine/ 1990. -October. - P. 281-285.91Яz Кафаров B.B. Основы массопередачи. M.: Высшая школа, 1972. - 494 с. 914

212. Шахматов С.С., Шахматова Н.Ю. Испытание аэраторов, диспергирующих воздух с покрытием из пористых материалов // Обогащение руд. 1974. - № 5. - С. 44-47.91 5

213. Шахматов С.С. Испытание аэраторов с диспергирующими элементами из пористого полиэтилена // Обогащение руд. 1976. - № 3. - С. 37-39.91

214. Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. М.: Недра, 1970, 592 с.917

215. В период испытаний технологии получено дополнительно 5 716т апатитового концентрата.

216. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии при переработки всего объема хвостов составит 11287,6 тыс. руб. в год.

217. Расчёт экономического эффекта прилагается.1. Главный технолог АНОФ-2

218. Зам. технического директора-Начальник обогатительного отдела ОАО «Апатит»1. Ю.Е. Брыляков1. А.В. Роговпо плановым показателям 2004 г.)

219. Наименование показателя Ед. изм. Ожидаемые показатели

220. Переработка руды тыс.т 29207

221. Выработка концентрата ТЫС.Т 6940

222. Выход пенного продукта от литания % 3,3

223. Произведено пенного продукта тыс.т 403,3

224. Условно-переменные затраты на добычу, транспортировку и дробление руды рубЛ руды 50,76

225. Расход материалов собиратель сода каустическая г/т пит. 70,0 33,6

226. Стоимость собиратель сода каустическая руб/Г РУб/т 9713,6 2126,3

227. Эксплуатационные затраты тыс. руб. 9182,2

228. Экономический эффект тыс.руб. 11287,6

229. Данная технология рекомендована к промышленному внедрению.

230. Реальный экономический эффект от внедрения технологии будет подсчитан после одного года ее эксплуатации.1. Главный технолог АНОФ-2

231. Зам. технического директора-Начальник обогатительного отде. ОАО «Апатит»1. Ю.Е. Брыляков1. А.В. Рогов1. Утверждаю»хжий директор1. Свинин B.C. 2004 г.1. Апатит»1. ПРОТОКОЛтехнического совещания при начальнике обогатительного отдела1. ПРИСУТСТВОВАЛИ:

232. От ОАО «Апатит» Брыляков Ю.Е. к.т.н., зам. технического директора; Новожилов А.В. - гл. инженер обогатительного комплекса ОАО «Апатит»; Арешин О.Ю. - начальник АНОФ-2; Шишкин С.П. - и.о. начальника ЦЛ ОАО «Апатит»; Рогов А.В. - главный технолог АНОФ-2.

233. От Горного института КНЦ РАН Гершенкоп А.Ш. д.т.н., зам. директора Горного института, Скороходов В.Ф. - д.т.н., ведущий научный сотрудник, Хохуля М.С. - к.т.н. старший научный сотрудникг. Кировск2004г.

234. После обмена мнениями совещание решило:

235. Рекомендовать Обогатительному комплексу ОАО «Апатит» внедрить схему получения нефелинового концентрата из хвостов апатитовой флотации с применением устройств для дозирования реагентов в виде АВДВ на АНОФ-2,

236. Технологию извлечения апатита из обесшламленных технологических хвостов принять к постоянной экплуатации.

237. Зам. технического директора-Начальник обогатительного отдела ОАО «Апатит» , к.т.н.1. Главный технолог АНОФ-2

238. Зам. директора Горного института КНЦ РАН, д.т.н.1. Ю.Е. Брыляков А.В. Рогов1. А.Ш. Гершенкоп

Информация о работе

Новожилов, Андрей Валерьевич
кандидата технических наук
Апатиты, 2004
ВАК 25.00.13

Диссертация

Исследование, разработка и внедрение аэрационных устройств для повышения эффективности действия флотационных реагентов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Исследование, разработка и внедрение аэрационных устройств для повышения эффективности действия флотационных реагентов - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы