Совершенствование технологии обогащения медно-колчеданных руд с целью повышения извлечения меди и золота

Артемов, Станислав Вячеславович

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование технологии обогащения медно-колчеданных руд с целью повышения извлечения меди и золота"

На правах рукописи

АРТЕМОВ Станислав Вячеславович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА И МЕДИ ИЗ МЕД ПОКОЛЧЕ ДАННЫХ РУД

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Специальность: 25.00.13 - «Обогащение полезных ископаемых»

О !Ч і I г І- Ь М

Владикавказ 2012

005020442

Работа выполнена на кафедре обогащения полезных ископаемых ФГБОУ ВПО "Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет).

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Солоденко Александр Борисович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры «Технология бродильных производств» ФГБОУ ВПО "Северо-Кавказский горно-металлургический институт" (государственный технологический университет) Сорокер Лев Владимирович

кандидат технических наук, доцент кафедры "Информатика и математика" Пятигорского филиала Российского государственного торгово-экономического университета Рябова Алина Анатольевна

Ведущая организация - Научно-производственный комплекс

«Югцветметавтоматика»

Защита состоится апреля 2012 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.246.05 при Северо-Кавказском горно-металлургическом институте (государственном технологическом университете) по адресу: 362021, PCO - Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44. E-mail: info@skgmi-gtu.ru. Факс: (8672) 407-203.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «23» марта J2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Хетагуров В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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 используемых схемах необходимую концентрацию извлекаемого компонента в питании (начале процесса) получают, возвращая значительные потоки промежуточных продуктов. Однако смешение разных по разделяемости, но одинаковых по содержанию металлов продуктов может оказаться невыгодным, т.к. равенство концентраций в продуктах не эквивалентно их тождественности в смысле способности к разделению (Л.А. Барский, В.З. Козин, 1978, О.Н. Тихонов, 1984, В.Д. Самыгин, 1987). Содержание извлекаемого компонента в питании цикла увеличивается, а сложность смеси, как объекта разделения, уменьшается, если операции основной концентрации металла и перечистки чернового концентрата (методом гравитации или флотации) выполнять в одних аппаратах. Это подтверждается результатами настоящей работы.

Новым способом флотационной сепарации является флотация термона-груженными пузырьками (пузырьками воздуха, заполненными водяным паром), при которой селективность минерализации пузырьков и полнота извлечения частиц повышаются (С.И. Евдокимов, А.Б. Солоденко и др., 2004).

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, седи-ментационный, химический, пробирный и атомно-абсорбционный методы анализов; оценка 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.

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 термона-груженного 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 нем; в 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.

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 Рэлея в диапазоне средних чисел Рейнольдса.

5. Результаты разработки и исследования технологии обогащения трудно-обогатимых 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.

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, заключающимся в эффективном формировании в начале процесса материала с высоким уровнем обогатимости методом гравитации и флотации за счет смешения грубого концентрата с исходным питанием.

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 мед-

ных 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 патент 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.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы исследований, сформулированы цель, идея и задачи работы, основные защищаемые положения, научная новизна, практическое значение диссертации, приведены сведения о методах исследований, апробация работы и публикациях автора

Современное направление интенсификации процессов извлечения меди и золота из медно колчеданных руд

Современные схемы обогащения руд организованы по каскадному принципу (А.Д. Погорелый, 1958; М. Дигре, 1962; JI.A. Барский, 1978), для которых высокая концентрация извлекаемого компонента является условием максимального разделения, производимого установкой. Прямолинейная связь между извлечением ценного компонента в одноименный концентрат и содержанием в руде установлена для Pb-Zn руд (Плаксин И.Н., Околович A.M. и др., 1961, Жаксыбаев Н.К., Куляшев Ю.Г. и др. 1969), для Cu-Zn руд (Эпельман M.JL, Ручкин И.И. и др., 1976), для Cu-Pb-Zn руд (Волошин H.H., Пудов В.Ф. и др. 1973), для флюоритовых руд (Тюрин Б.А., Земский Е.В. и др. 2008), для Cu-Ni руд (Ломоносов Г.Г. и др. 2010). Высокая концентрация металла в питании столов способствует повышению извлечения золота из руд (Бочаров В.А., Рыскин М.Я., 1993), извлечению ТЮ2 и Zr02 из песков россыпных месторождений (Левченко E.H., 2011). Хвосты I перечистки и концентрат контрольной флотации для доизвлечения из них ценных компонентов направляют в начало про-

цесса, одновременно решая задачу увеличения содержания извлекаемого компонента в точке питания сырьем. Однако в этих продуктах равенство концентраций в продуктах не эквивалентно их тождественности по обогатимости -способности к разделению (Рубинштейн Ю.Б., 1980, Тихонов О.Н., 1984; Самы-гин В .Д., 1987): продукты однородны по вещественному признаку - по металлу, минералу, но неоднородны по физическому свойству, по которому ведут разделение. Смешение разных по разделяемости, но одинаковой концентрации промежуточных продуктов в схеме может оказаться невыгодным. Следовательно, разделяемые продукты должны характеризоваться не только энтропией смеси, но также и энтропией, связанной с неоднородностью свойств разделения. При проектировании флотационного каскада разнородность продуктов по разделяемости при одинаковом составе учитывали, применяя новые конструкции фло-томашин (Кгтссен В.И., Мещеряков Н.Ф., Черных С.И., Краснов Г.Д., Лаври-ненко A.A.), технологии с выделением «головок» (Митрофанов С.И., Бочаров В.А.) и фракционной флотации (Разумов К.А., Десятов A.M., Бехтле Г.А.), гидрометаллургическую переработку труднообогатимых промпродуктов (Шадру-новаИ.В.). В схемах гравитационного обогащения минерального сырья применяют концентрацию в центробежном поле (А.Г. Лопатин, В.Н. Шохин, К.В. Федотов, A.B. БогданоЕич).

Возможность использования грубого концентрата (богатого продукта, состоящего из наиболее активных форм извлекаемых минералов) в качестве циркулирующего продукта для снижения отрицательного влияния неоднородности при обогащении руд методом гравитации и флотации требует экспериментального доказательства.

Из анализа современной литературы по проблемам переработки руд следует, что для интенсификации процессов разделения используют физические воздействия на все фазы флотационной пульпы. Наиболее полно теоретически и экспериментально обоснованными и технологичными является воздействие на поверхность минералов мощными наносекундными электромагнитными импульсами (В.А. Чантурия, И.Ж. Бунин, В.Д. Лунин, Г.В. Седельникова и др.), электрохимическая обработка пульпы и реагентов (В..А. Чантурия, Р.Ш. Шафе-ев, МЛ. Рыскин), кондиционирование газовой фазы труднорастворимыми продуктами реакций (М.А. Эйгелес, М.Л. Волова) и адсорбцией ПАВ (С.С. Шахматов, В.Ф. Скороходов), замена воздуха на азот (И.Н. Плаксин, Е.М. Чаплыгина, М.И. Манцевич, В.В. Рыбас), пневмопульсационная флотация (Г.Д. Краснов, A.A. Лавриненко), модификация технологических свойств пиритов применительно к медно-колчеданным рудам (Е.Л. Чантурия).

Ускорение течения всех физико-химических процессов, оказывающих многостороннее (часто разнонаправленное) действие на флотацию минералов, происходит с повышением температуры пульпы (Г.С. Бергер, A.A. Абрамов). Анализ различных методов энергетических воздействий при обогащении мед-но-колчеданных руд показал, что перспективным методом интенсификации флотации является использование мелких термонагруженных пузырьков, полученных из составного паровоздушного потока с присадкой пенообразователя.

Отсутствие в литературе единого мнения во взглядах на роль температуры границы раздела фаз газ-жидкость при флотации предопределило необходимость системного исследования закономерностей последовательных этапов образования и выноса в пенный слой минерализованных пузырьков, заполненных водяным паром с присадкой пенообразователя.

Исследование и ра зработка новой технологической схемы извлечения золота гравитационным методом По данным суточных показателей работы Урупской ОФ в 2009-2011 гг. выполнен анализ взаимосвязи содержания и извлечения золота в гравиоконцен-трат по схеме, включающей обогащение слива классификатора на короткоко-нусном гидроциклоне с доводкой его песков на концентрационном столе. Количество текущих значений показателей (проб) в массиве обработанной исходной информации по годам составляло от 110 до 140. В результате статистической обработки получено уравнение

еАи = 2,372 + 2,203 х а Аи (1)

с корреляционным отношением (т| = 0,37) выше доверительного уровня (Р = 95 %). Выявленная прямолинейная связь между содержанием Аи и его извлечением использована для повышения полноты извлечения Аи на основе нового принципа построения схемы обогащения: конфигурация схемы обеспечивает в основной операции обогащения высокое содержание извлекаемого металла за счет выделения чернового концентрата «в два приема». С этой целью из 1Л части подготовленной к обогащению пульпы извлекают черновой концентрат, который смешивают со второй 'Л частью пульпы, что приводит к формированию в ней материала с высоким уровнем обогатимости. Вторично выделенный черновой концентрат доводят по качеству до готового концентрата. Этот принцип построения схемы использован для повышения извлечения золота в гравиокон-центрат за счет следующих мероприятий: 1. введения операции отсадки песков короткоконусного гидроциклона; 2. использования режима отсадки в замкнутом цикле (исходное питание в двухкамерную машину подают во вторую (по ходу движения легкой фракции) камеру, тяжелую фракцию которой возвращают в первую камеру машины); 3. доводки тяжелой фракции отсадки на концентрационных столах по схеме «в два приема».

Экспериментальную часть исследования проводили с использованием методов математического планирования экспериментов. Влияние хода конусов - X! (3-7 мм), частоты их колебаний —(200-240 мин ), расхода подрешетной воды -Х3 (4-6 м3/т) и высоты искусственной постели -Х4 (23-37 мм) на критерий Ханкока (£Аи - ух) аппроксимировано следующими уравнениями регрессии, адекватными экспериментальным данным с уровнем значимости 0,05: при работе отсадочной машины в открытом цикле

У = 9,231 + 1,139 X, + 1,204 Х2 + 1,011 Х3 + 1,079 X, (2)

при работе отсадочной машины в замкнутом цикле

У = 10,089 + 1,993 X! + 1,555 Х2 - 1,340 Х3 + 0,723 Х4 (3)

В результате поиска оптимальных параметров процесса отсадки установлено, что применение операции отсадки песков короткоконусного гидроциклона позволяет повысить извлечение золота на 0,85 % (с 5,12 до 5,97 %), а использование режима работы машины в замкнутом цикле - на 1,77 % (с 5,97 до 7,74 %).

При поиске оптимальных условий перечистки тяжелой фракции отсадки на концентрационных столах известным и разработанным автором способом в качестве независимых переменных были использованы: частота хода деки (и = 260-340 мин"'), длина хода деки (/ = 8-16 мм) и расход смывной воды (д = 1,12,7 м3/т). В безразмерном масштабе независимые переменные имеют следующий вид:

Х1=(«-300)/40; Х2=(/-12)/4; х3= (9-1,9)/0,8 (4)

В результате математической обработки экспериментальных данных получены следующие уравнения регрессии: при перечистке известным способом

У = 2,534 + 0,290Х,-0,654Х2 + 0,391Х3 (5)

при перечистке «в два приема»

У = 5,723 + 1,038 X] - 1,578 Х2 + 0,698 Х3 (6)

В связи с тем, что в уравнениях они признаны адекватными экспе-

риментальным данным с уровнем значимости 0,05.

Следовательно, экспериментально доказано, что при перечистке тяжелой фракции отсадки разработанным способом извлечение золота на 2,15 % выше. Прирост извлечения золота в гравиоконцентрат за счет трех новых мероприятий составляет 4,77 %.

Для условий Урупской ОФ перспективным способом доводки золотосодержащих концентратов может быть сепарация минералов на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей - тяжёлой (нерастворимой в воде) органической жидкости и воды - в центробежном сепараторе. С учетом плотности частиц ценного компонента Р1 и породы р2 плотность тяжелой жидкости р в рабочей зоне сепаратора должна быть р2< р < Р[- Тогда тяжелые частицы проваливаются через обе жидкости и концентрируются у стенки ротора, а лёгкие частицы плывут вдоль поверхности раздела в сторону разгрузки. С учётом известной аппроксимации кривой Рэлея в диапазоне средних чисел Рейнольдса получено дифференциальное уравнение радиального перемещение тяжелых частиц:

<2

Яе сШе <11

л/Ке

где ¡„¡л* рж, °;67р? г

Откуда

т_, RedRe ^

(-¿Г

1Х

Здесь Яе - число Рейнольдса; с, - коэффициент присоединенной массы; с1ч - диаметр частицы, м; рч, рж - плотность частиц и жидкости, кг/м3; т| - динамическая вязкость, Пас; со - ускорение частицы, м/с2. Аналитическим решением получена формула скорости радиального перемещения частиц:

2

г>0=л[4,5-(20,25+Ф)1/2] (<1Ч рлс)4'

где

Ф = 2,ПдчРж [йч со (рч -Рж)}/2 л4 (1°)

Механизм флотации пузырьками, образованными из состав паровоздушного потока с присадкой пенообразователя

Новый принцип построения схемы обогащения использован при извлечении из хвостов гравитации меди и золота методом флотации. Отличие состоит в том, что при первом выделении чернового концентрата при флотации используют газовую фазу с модифицированными на основе энергетических и физико-химических воздействий технологическими свойствами.

Особые физико-химические свойства поверхности самородного золота — металлическая решетка, трудная окисляемость, своеобразный морфотип и т.д. (отмеченные в трудах И.Н. Плаксина, С.М. Ясюкевича и Г.А.Хана, В.И. Труш-левича, A.M. Годена, С.М. Анисимова, Г.А. Хана, И.А. Каковского, С.И. Черных, П.М. Соложенкина, В.А. Бочарова, Фаренволда, Ливера и Вульфа, И.А.Каковского, А.И. Никулина, Р.Ш. Шафеева и В.А. Чантурия) - определяют специфический характер фиксации собирателя на поверхности металла, и изучение этого вопроса актуально для теории и практики флотации. С этой целью использовали различные методы исследования, описанные в литературе, видо-изменные к решению поставленной задачи, а также разработаны новые.

С использованием контактного прибора типа КЭП-4 и седиментоволюмет-рических измерений установлено, что при увеличении температуры время индукции Tj„d при прилипании зерен золота друг к другу увеличивается (рис. 1), а объем осадка V (рис. 2) и сила (прочность) F в контакте между зернами самородного золота (рис. 3) уменьшаются.

В присутствии пузырька воздуха получен качественно иной результат: при повышении температуры Tind при прилипании к пузырьку воздуха зерен самородного золота уменьшается, причем кривые располагаются в ряд в соответствии со своей пробой - чем выше проба золота, тем ниже лежит кривая (рис. 4). Седиментоволюметрическими измерениями (рис. 5) и опытами по беспенной

флотации самородного золота в трубке Халлимонда (рис. б) установлено, что ксантогенат гидрофобизирует поверхность зерен самородного золота. Причем с ростом пробы золота гидрофобизирующее действие ксантогената увеличивается.

0Д5І -и* 0,154 AI

\

|\

>

Л 32 И J4 55 _L

60 1,'С

Рис. 3. Сила в контакте между золотинами как функция температуры

Рис. ]. Время индукции при Рис. 2. Объем осадка прилипании золотин друг к золотин как функция другу как функция темпера- температуры

туры

Примечание к рис. 1 -3: прилипание к зерну (размером 1x2 мм) самородного золота изометрич-ной формы золотин крупностью -71 мкм; проба золота- 910 ед.)

Рис. 4 Время индукции при Рис. 5. Объем осадка Рис. б. Флотируемость золо-

прилипшши к пузырьку золотин как функция тин как функция концен-

воздуха золотин как функ- концешрации бугалово- трации бутилового ксанто-

ция температуры го ксантогената калия гената калия

Примечание к рис. 4-6: проба золота: 1 - 910; 2 - 880; 3 - 850; 4 - 810; 5 - 770; б - 740; 7 - 700. Крупность зерен самородного золота -100 мкм, pH 6,7. Кривые принадлежат доверительным интервалам, построенным с использованием t-Kpin-ерия Стьюденга (доверительные интервалы для среднего значения Д~К = ±0,04 и Дё = ±0,47)

Результаты измерения xind при прилипании к пузырькам db уплощенных золотин (крупность -250+40 мкм, масса 0,005-0,04 мг, проба - 940) аппроксимированы уравнением,

Tind = -0,269х^ + 1,547х^-0,266хй?ь-2,027 (11)

из которого следует, что при уменьшении с!ь от 3,7 до 0,7 мм tmd уменьшается от 3x104 до 1x10"2 с.

Выявленное отличие устойчивости симметричных (рис. 1-3) и смачивающих (рис. 4) пленок использовано при разработке способа флотации, при котором в качестве газовой фазы при флотации используют составной поток из воздуха и водяного пара (Т = 104 °С, р = 0,1 МПа) с присадкой пенообразователя.

Аппроксимацией результатов эксперимента Simpson Н.С. по исследованию тепломассообмена при аэрации холодной воды паром получена зависимость радиуса пузырька R (мм3) от времени т (мкс):

R = -0,334 т + 3,551 (12)

Зависимость между скоростью изменения размера пузырька, теплофизи-ческими характеристиками воды и пара и расстоянием w tq , пройденным пузырьком до полной конденсации пара в нем

6a(cppi AT)2 wт0 4 R*

J-- = (13)

(pv г)2 3 т0

получим из известной в литературе апробированной зависимости для изменения радиуса пузырька от времени

Ro

1—%= Jan PeV2 Fo,

л/тГ

2/3

(14)

Ср р/ А Т

записанной в критериальной форме (где У яд = —--критерий Якоба;

РУ г

„ 2w.Ro АТ- разность температур пара и окружающей жидкости; Рео =-— - кри-

терий Пекле; Foq - а - критерий Фурье).

4/?02

На рис. 7 приведены данные экспериментов автора и результаты расчетов по модели Деренок А.Н. коэффициентов теплоотдачи для пузырьков разного размера:

а = ^ Ь Т ИЛИ ^K=CПCPПC^ПCS(TH-TK) (15)

При этом должен соблюдаться тепловой баланс конденсатора:

вк=в1+в2+0,15(вХ+О2)= = Овхсвх{т2-Т1)

- тепловой поток, подводимый к охлаждающей воды, температура которой увеличивается от Т1 до Т2, при массовом расходе Ов =Увх ре (кг/с) с учетом потерь теплоты в окружающую среду

- 0,15 (е' + е2). Здесь д1 =£>хг - тепловой поток (Вт) от конденсирующейся паровоздушной смеси; <22 = йхскх(Тн -Тк) - тепловой поток, полученный при охлаждении конденсата до температуры Тк (где св, ск - соответственно удельная теплоемкость воды и конденсата, Дж/кг-К; Ув - объемный расход воды (кг/с) плотностью рв (кг/м3); О - массовый расход паровоздушной смеси (кг/с) определяемый по количеству конденсата Ук х рк (кг), собранного за время стационарного режима работы (с); г -

удельная теплота конденсации, Дж/кг; ипс - скорость паровоздушной смеси, м/с; 5 - площадь поверхности теплообмена, м2; АТ - средне логарифмический температурный напор. На рис. 8 приведены данные экспериментов и результаты расчетов по модели Деренок А.Н. коэффициентов теплоотдачи для пузырьков разного размера.

ФМЖ о^ Пузырёк

/ / / \ / ! 1 2 3 5 6 7

Рис. 8. Принципиальная схема установки для измерения размера пузырьков паровоздушной смеси.

9370

8370

7370

6370

5370

4370

с

)

/б

/с о

о і

/

о /

/

О,

о 1

1,0

2,0 Сіь

Рис. 7. Зависимость коэффициента теплоотдачи а от размера пузырька с!ь: • - расчет по модели А.Н. Деренок; о -результат эксперимента.

С уменьшением размера пузырька теплообмен между паром и жидкостью ухудшается и тепло, выделившееся при конденсации пара, не уходит полностью в жидкость. Пар перегревается, что ведет к снижению интенсивности конденсации и резкому росту давления в пузырьке - его размер увеличивается. По мере увеличения пузырька теплообмен между паром и жидкостью улучшается, что ведет к резкому охлаждению пара и уменьшению давления в пузырьке, не адекватному изменению его размера и возобновлению массообмена, - размер пузырька уменьшается. Таким образом, в результате фазовых переходов пузырек пара совершает затухающие колебания.

Продифференцировав (12)

= 3x3,5512 (-0,334)=-52,90 (16)

а т

и приняв теплофизические и режимные параметры, соответствующие условиям паровоздушной флотации, определим максимальное расстояние пробега пузырька у/тдо полной конденсации пара в нем:

6х1,71х10~7 [4,187x958,4х(104-20)]2 уут0 (1,57х2256,8)2 =-52,90-»V/т0 <5,7х10~3 м.

Стадия теплового регулярного режима наступает при числе Фурье Га > 0,25. Это означает, что в пузырьке размером 10"3 м процесс выравнивания тем-

2

пературы будет происходить в течение т = .>25х4х-^ ~ б с. Из полученных

а

результатов следует, что процессы промышленной флотации и тепломассообмена в пузырьках пара имеют примерно равную скорость, что делает их взаимозависимыми.

Разработан способ и устройство для измерения крупности пузырьков по частоте их образования в измерительной ячейке, выполненной в виде стеклянной трубки, заполненной ферромагнитной жидкостью и расположенной в системе измерительных индукционных катушек. Метод основан на возбуждении в катушках ЭДС при появлении в объёме ФМЖ немагнитного пузырька. Факторы, влияющие на возникновение ЭДС в индукционном датчике, выявлены на основе анализа размерностей. С этой целью получено выражение для магнитного потока через поверхность витков катушки:

п

ф = п (2) г \нп а 2 =

а/я

= ат. от)

Здесь n(z) = N/R - числа витков на единицу длины катушки; Z* = Z/R -безразмерная вертикальная координата витка катушки; сГ£ - элемент площади витка катушки, приведенный к безразмерному виду, с использованием характерного размера R; ц - относительная магнитная проницаемость; //0 - напряженность внешнего магнитного поля, А/м; Д- смещение относительно оси симметрии, м;L, h- радиус и высота катушки, м. Тогда безразмерную функцию потока магнитного поля через катушку запишем в виде:

После разложения функции у по параметру Я/Ь « 1, пренебрегая членами второго порядка малости, а также учитывая, что «1, получено окончательно уравнение для магнитного потока:

то есть величина индукционного сигнала в катушке определяется размером пузырька и его смещением относительно оси катушки.

Методика проведения измерений на разработанной установке (рис. 8) состояла в следующем.

Паровоздушную смесь с заданными теплофизическими свойствами через эжектор вдували в стеклянную ячейку 1, заполненную ферромагнитной жидкостью и расположенную в немагнитном термоизолирующем контейнере 2, заканчивающемся фторопластовой пробкой 3. Для регистрации пузырьков по высоте ячейки 1 располагались три измерительные индукционные катушки 4 по 325 витков каждая. На подводящем конусе эжектора устанавливали спай хро-мель-копелевой термопары 5. Контейнер 2 размещали в зазоре электромагнита б шириной 70 мм. Показания индукционных датчиков регистрировали с помощью аналого-цифрового преобразователя и выводили на экран монитора компьютера 7, работающего в режиме осциллографа.

С уменьшением размера пузырька ЭДС индукции в витках катушки уменьшалась, а частота всплесков на осциллограмме характеризовала число пузырьков. С учётом расхода пара определяли средний диаметр пузырьков, который уменьшается в 2-2,5 раза с увеличением температуры паровоздушной смеси (рис. 9).

Таким образом, при флотации паровоздушной смесью в пульпе образуется большое количество мелких пузырьков с вибрирующими стенками. Высокая теплопроводность жидкости обеспечивает интенсивный теплообмен между фазами, и граничный слой пузырьков нагревается за счет тепла конденсации пара.

Из результатов расчета следует, что для условий паровоздушной флотации основной вклад в изменение результата столкновения частицы с пузырьком вносит размер пузырька (рис. 10,11).

h/R

(18)

lgd,,(MM) ' " ' lgd0(MM)

Pite. 9. Температурная зависимость весовой функции плотности распределения пузырьков по размерам (измерения выполнены в ФМЖ плотностью 1237 кг/м3 с намагниченностью насыщения 47,3 кА/м в однородном внешнем магнитном поле интенсивностью 30,7 и 70,7 кА/м для кривых 1 и 2 соответственно).

Результаты эксперимента (колонка V= 255 см3, D = 36 мм, Н = 257 мм, скорость подачи воздуха - 50 см3/мин) полностью подтверждают эффективность мелких пузырьков по отношению ко всем классам крупности частиц, что объясняется как большей вероятностью столкновения, так и в значительной мере их меньшей скоростью всплывания, а соответственно и меньшей относительной скоростью пузырька и частицы в момент соприкосновения (рис. 12).

С использованием релаксационного уравнения Файнермана В.Б. выполнен расчет времени релаксации по экспериментальным данным о зависимости поверхностного натяжения от времени:

7/т

(20)

где 0Л - динамическое поверхностное натяжение; индекс оэ указывает на то, что величина относится к равновесию; т - время релаксации; г - время жизни поверхности пузырька; сг0 - некоторая константа. При увеличении температуры Т (10-60 С) время релаксации т (мс) уменьшается, что обычно наблюдается в релаксационных процессах:

т = 2,083x10""3 -7,699х10~5-Т + 7,219х10~7 ■Т2

(21)

4 4,м

Рис. 10. Гидродинамический коэффициент захвата как функция температуры: 1 -Др = 1,7; 2 - Др = 3,2; 3 -Др = 6,5 т/м31-

Рис. 11. Время индукции т (с) как функция размера пузырька с1ь (мм).

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Рис. 12. Константа скорости флотации как функция размера пузырька Крупность

частиц: /-(-250+150); 2- (-150+74); 3 - (-74+40) мкм.

Величина отношения х//5 уменьшается при увеличении размера пузырька и крупности частицы (рис. 13).

Полученные результаты для исследования результатов прилипания при использовании в качестве газовой фазы аэрозоля имеют следующий физический смысл. Существует предельное значение толщины пленки hlim, характерное в том отношении, что при h > Ицт пленка утоньшается под действием прижимной силы, а по достижении h = /г,1га толщина пленки стабилизируется, т.к. истечение жидкости из зазора под влиянием перепада давления компенсируется втеканием за счет перепада поверхностного натяжения. Следовательно, одной из причин увеличения селективности прилипания частиц при флотации аэрозолем (по сравнению с флотацией воздухом) является стабилизация предельной толщины смачивающей пленки.

В.И. Мелик-Гайказяном с сотрудниками установлено, что для упрочнения контакта частица-пузырек необходимо предварительное снижение значения ог.ж на поверхности пузырька: чем большей будет депрессия аг_ж, тем большим может

d„, мм

Рис. 13. Зависимость величины отношения т/?5 от размера пузырька с1ь и частицы с!р.

быть и упрочнение контакта. Проведено измерение динамического поверхностного натяжения растворов пенообразователя в зависимости от времени жизни поверхности.

Кинетические кривые во всех исследованных случаях удовлетворительно описываются уравнением:

1ё—2-= 1ё-=

Аадин

(22)

что иллюстрируется рис. 14. Константа к в приведенном уравнении характеризует время 9 формирования равновесного поверхностного слоя (к = 1/6). В условиях проведенного эксперимента время формирования равновесного поверхностного слоя составляет 10-50 мс и уменьшается при повышении температуры.

При повышении температуры релаксация во время деформирующего воздействия на поверхности пузырьков уменьшает величину максимального динамического поверхностного натяжения, что является причиной роста величины депрессии поверхностного натяжения, ответственной за упрочнение контакта частицы с пузырьком.

Для существующей технологии обогащения руд на Уруп-ской ОФ получена модель оценки ожидаемого товарного извлечения меди в концентрат:

I, ,\1С

Рис. 14. Кинетические прямые для водных растворов 15 мг/дм3 Оксаль Т-80 при температуре 60 (1), 40 (2) и 20 °С (3).

-Си

ЕСи = 76,73 + 24'03х<хСм ~ 10'14хаСи

(23)

Полученное уравнение (23) справедливо для наблюдаемого диапазона варьирования содержания меди в исходной руде, равного 0,8-2,1 (среднее 1,45). Корреляционное отношение связи между содержанием меди в руде и ее товарным извлечением в концентрат т| = 0,31. Показано, что найденное корреляционное отношение значимо и, следовательно, полученное корреляционное уравнение вполне пригодно для дальнейшего использования.

Для определения оптимальной загрузки реагентов при струйном движении чернового медного концентрата и рудного питания реализован композиционный план для двух факторов. В качестве независимых переменных были использованы: СаО - содержание св. СаО в пульпе и Кс - расход бутилового ксантогената калия при выделении чернового медного концентрата в первой струе флотации. Независимые переменные варьировали в следующих пределах:

расход извести от 250 до 750 г/м3 св. СаО в пульпе; расход ксантогената от 50 до 150 г/т.

Методика выполнения эксперимента состояла в следующем. Из руды, измельченной до крупности 85 % класса -74 мкм, выделяли черновой медный концентрат - концентрат 1 струи флотации. Затем до той же крупности измельчали вторую навеску руды, смешивали ее с концентратом I струи флотации и направляли на флотацию во флотомашине механического типа - II струю флотации. Для получения чернового концентрата в I струе флотации использована противоточная колонна 0 47 мм, в которую в качестве газовой фазы подавали смесь водяного пара (104 °С) с воздухом - паровоздушную смесь (аэрозоль). Высота колонны принята равной 1,97 м, при этом 1,55 м составляет высота зоны минерализации и 0,42 м - высота зоны очистки. При приведенной скорости пульпы 1,12 см/с объемная производительность колонны составляла 70 л/час (0,68 м3/мин на 1 м2 сечения колонны). Для подавления механического выноса нефлотируемых частиц в концентрат расход промывной воды поддерживали на уровне 0,20-0,25 м3/(минхм2), что обеспечивало превышение потока воды в хвосты по сравнению с потоком воды в питание на 4-7 %. Паровоздушную смесь в виде составного потока из насыщенного водяного пара, воздуха и водной эмульсии Оксаль-Т-80 и олеиновой кислоты (взятых в соотношении 10:1) под давлением 0,40 МПа в колонну подавали вынесенным боковым донным инжектором конфузор-диффузорного типа (0 диффузора 14 мм).

Уравнение аппроксимирующего полинома имеет вид:

Y, = 11,596 - О,0320-Са0 - 0,0358-Кс + 0,0000601-СаО2 +

+ 0,000636-Кс2 - О,000252-Са0хкс (24)

здесь У = Zcu где sCu и es - соответственно извлечение в медный концентрат меди и серы, %. В опытах, моделирующих непрерывный процесс, в концентрат, содержащий 19,29 % Си, извлечено 90,74 % Си. Сравнение технологических показателей, полученных при флотации руд Урупского месторождения по конкурирующим схемам - фабричной и струйной с использованием колонной флотомашины в 1-ой струе флотации - позволяет сделать вывод, что во втором случае содержание меди в готовом концентрате выше на 1,79 %, а извлечение - на 4,24 %. В том числе при использовании аэрозольной колонной флотации извлечение золота в готовый концентрат за счет повышения содержания золота в нем с 5,5 до 7,0 г/т увеличивается на 8,72 %.

Опытно-промышленные исследования разработанной технологии обогащения медно-колчеданных руд Урупского месторождения

Исследование вариантов технологических схем извлечения меди и золота из руд Урупского месторождения методом гравитации и флотации выполнено в условиях действующей ОФ на оборудовании полу- и промышленного масштаба.

Проведено исследование извлечения золота методом гравитации из слива классификатора I стадии измельчения. При раздельной концентрации на столе СКО-0,5 фракций крупностью -0,14 и +0,14 мм, выделенных из слива (50-55 % кл. -74 мкм), в гравиоконцентрат (45 г/т Au) было извлечено 4,8 % абс. Au. При доизмельчении слива (67-70 % кл. -74 мкм) и раздельной концентрацией на столе песков (крупностью 37,9 % кл. -74 мкм при 84,0 % твердого) и слива (крупностью 85,7 % кл. -74 мкм при 28,5 % твердого и выходе 60,5 %) гидроциклона ГЦ-75 (угол конусности 90°) в гравиоконцентрат (49 г/т) извлекли 7,0 и 5,0 % абс. Au при содержании его в руде а = 2,50 и 1,48 г/т соответственно. При совместном обогащении на столе песковой и шламовой частей пульпы извлечение золота ниже (5,4 % абс. при ос = 2,47 г/т) за счет уменьшения его извлечения, как из крупной, так и из мелких фракций. Аналогичные показатели получены в ходе промышленных испытаний с использованием концентрационных столов типа СКО-15. Результаты опытно-промышленных испытаний подтверждают вывод лабораторных исследований о том, что извлечение золота в гравиоконцентрат увеличивается с ростом его содержания в питании столов.

Компоновка оборудования в главном корпусе УрОФ выполнена в виде двух секций, что дало возможность провести промышленные испытания схемы с выделением чернового концентрата «в два приема» при флотации. Общая длительность промышленных испытаний составила 371 смену и состояла из 7 периодов: пусконаладочного (3 смены); работы с заворотом всего чернового Си концентрата, выделенного на 20 флотомашинах I секции, в голову II секции (11 смен); работы с заворотом Vi части чернового Си концентрата, выделенного на первых 10 флотомашинах I секции, в голову II секции (27 смен); работы с заворотом '/г части чернового Си концентрата, выделенного на вторых (по ходу движения пульпы) 10 флотомашинах I секции, в голову II секции (24 смены); работы с пониженным расходом извести (21 смена), работы с пониженным расходом ксантогената и аэрофлота (15 смен); работы в откорректированном режиме (270 смен).

С целью исключения ошибок все смены работы фабрики за исследуемый период группировали методом концентрации чисел по отдельным дискретным значениям фактора, влияние которого изучали. В каждой из полученных групп выделяли подозрительный результат, временно исключали его, и для каждой смены вычисляли среднее квадратическое отклонение S критерия оптимизации У! от его среднего арифметического значения у в группе. Если |у. - у\ > 3S,

то этот результат исключали из рассмотрения. Операцию повторяли до тех пор, пока разность |у. - не становилась меньше 3S.

Эффект улучшения показателей, характеризующих технико-экономическую эффективность работы фабрики, наблюдался при завороте 1Vi части чернового Си концентрата, выделенного на первых 10 флотомашинах I секции, в голову II секции. При переходе с новой технологии обратно на старую показатели ухудшались.

Из результатов двухлетней практики переработки руд Урупского месторождения по схеме струйной флотации следует, что прирост извлечения меди в одноименный концентрат составил 0,7 %; содержание в нем золота увеличилось с 5,0 до 7,5 г/т.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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 термонагруженными 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 легкораз-деляемых фракций части грубого концентрата. Дополнительный эффект обусловлен:

- повышением извлечения ценного компонента из материала с высоким его содержанием;

- индивидуальным режимом обогащения фракций, отличающихся обога-тимостью;

- переводом отсадочной машины на замкнутый цикл работы, а 'Л части флотомашин операции основной флотации - на работу в открытом цикле.

З.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 жидкостью; уменьшение межфазного натяжения приводит к образованию мелких пузырьков, вероятность столкновения с которыми частиц выше; при уменьшении размера пузырька от 2 до 1 мм время индукции уменьшается 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 2,0-2,5 раза.

5. Разработана технология извлечения золота в цикле измельчение-классификация методом гравитации при обогащении медно-колчеданных руд Урупского месторождения, повышающая извлечение золота на 4,77 %, в том числе за счет: применения отсадочной машины для обогащения песков корот-коконусного гидроциклона - на 0,85 %, применения замкнутого цикла работы камер отсадочной машины - на 1,77 5, применения струйного принципа движения продуктов при доводке тяжелой фракции отсадки на концентрационных столах-на 2,15 %.

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.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

автора:

1. Паньшин A.M., Евдокимов С.И., Артемов C.B. Магнитожидкостная сепарация золотосодержащих продуктов в вибрационном поле //Изв. вузов. Цветная металлургия.-2009.-№6.-С. 7-15.

2. Паньшин A.M., Евдокимов С.И., Артемов C.B. Флотационные свойства раствора ксантогената, приготовленного на талой воде //Обогащение руд. -2009,-№6.-С. 7-12.

3. Евдокимов СИ., Артемов C.B., Паныиин A.M. Использование производственных мощностей Мизурской обогатительной фабрики для утилизации отходов ОАО «Электроцинк» // Устойчивое развитие горных территорий. -2009.-№2.-С. 74-82.

4. Паныиин A.M., Евдокимов С.И., Артемов C.B. Теория и метод добычи золота предприятиями небольшой производственной мощности //Устойчивое развитие горных территорий.-2010,-№ 1.-С. 63-74.

5. Солоденко А.А, Артёмов C.B. Разработка схемы и экономическая оценка переработки лежалых хвостов Урупской обогатительной фабрики. Международный научный журнал « Устойчивое развитие горных территорий», Владикавказ, СКГМИ, 2010, № 1, с.79 - 83.

6. Паньшин A.M., Евдокгшов С.И., Артемов C.B. Новая технология селекции коллективного свинцово-цинкового концентрата //Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2010. - № 1. - С. 7-14.

7. Евдокимов С.И., Артемов C.B., Паньшин A.M. Новые горные технологии: теория и практическое применение //Устойчивое развитие горных территорий.-2011.-№ 1,-С. 61-71.

8. Паньшин A.M., Евдокшюв С.И., Артемов C.B. Новая технология флотации руд Урупского месторождения //Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2011. - № 5. - С. 3-10.

9. Паньшин A.M., Евдокимов С.И., Артемов C.B. Результаты обогащения руд Олимпиадинского месторождения по схеме струйной флотации и аэрации пульпы аэрозолем //Обогащение руд. -2011. -№ 6. - С. 8-13.

10. Паньшин A.M., Евдокимов С.И., Артемов C.B. Исследования в области флотации паровоздушной смесью //Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2012.

1.-С. 3-10.

11. Патент РФ 2438787 / Способ разделения частиц по плотности с помощью тяжелой среды в центробежном поле / Солоденко A.A., Артёмов C.B., Евдокимов С.И. Опубл. 10.01.2012.

12. Panshin A.M., Evdokimov S.I., Artemov S. V. New Flotation Technology of Ores of the Urup Deposit //Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2011, Vol. 52, No. 5, pp. 399-405.

13. Panshin A.M., Evdokimov S.I., Artemov S.V. Investigations in the Field of Flotation with a Steam-Air Mixture //Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2012, Vol. 53, No. l,pp. 1-7.

14. Паньшин A.M., Евдокимов С.И., Артемов C.B. Влияние неравновесных процессов на результат флотации паровоздушной смесью //Цветная металлургия. - 2011. - № 6. - С. 3-14.

15. Паньшин A.M., Евдокимов С.И., Артемов C.B. Разработка новой схемы флотации руд Урупского месторождения //Цветная металлургия. - 2011. -№5.-С. 3-12.

Подписано в печать 21.03.2012. Формат 60x84 '/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме».

Печать на ризографе. Усл. п.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 55.

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический

университет). Издательство «Терек».

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ).

362021, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Артемов, Станислав Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Перспективные направления в технологии обогащения медно-колчеданных руд.

1.2. Гравитационно-флотационная технология извлечения золота из сульфидных руд.

1.3. Роль газовой фазы при флотации.

1.4. Методы обработки реагентов перед флотацией и их дозирования в процесс.

1.5. Задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФЛОТАЦИИ ПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСЬЮ.

2.1. Исследование флотируемости золота при аэрации пульпы паровоздушной смесью.

2.2. Исследование распределения пузырьков по размерам при аэрации пульпы паровоздушной смесью.

2.3. Исследование закономерностей сближения частицы с паровоздушным пузырьком.

2.4. Исследование закономерностей прилипания частицы к паровоздушному пузырьку.

2.5. Исследование закономерностей сохранения флотокомплекса до выхода в пенный слой при флотации паровоздушной смесью.

2.6. Расчет требуемого расхода пара для осуществления паровоздушной флотации.

2.7. Количественная оценка тепломассообмена при барботировании паровоздушной смеси в жидкость по результатам физико-математического моделирования и эксперимента.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ КОЛЧЕДАННЫХ МЕДНЫХ РУД УРУПСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

3.1. Исследование технологических свойства золота в рудах Урупского месторождения.

3.2. Исследование извлечения золота из руд гравитационными методами обогащения.

3.3. Разработка нового способа и устройства для доводки гравиоконцен-тратов.

3.4. Исследование и разработка технологии обогащения руд Урупского месторождения методом флотации.

3.4.1. Исследование минерального состава и технологических особенностей руд.

3.4.2. Разработка методики проведения опытов по флотации паровоздушной смесью.

3.4.3. Исследование и разработка технологии извлечения меди методом флотации.

4. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ

ТЕХНОЛОГИИ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ.

4.1. Опытно-промышленные испытания технологии извлечения золота в цикле измельчение-классификация гравитационными методами обогащения.,

4.2. Опытно-промышленные испытания технологии извлечения меди и золота методом флотации.

4.3. Технико-экономическая оценка разработанной технологии.

4.3.1. Исходные данные.

4.3.2. Капитальные вложения.

4.3.3. Расчет амортизационных отчислений.

4.3.4. Эксплуатационные расходы.

4.3.5. Калькуляция себестоимости.

4.3.6. Технико-экономические показатели.

4.3.7. Экономическая эффективность.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Совершенствование технологии обогащения медно-колчеданных руд с целью повышения извлечения меди и золота"

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 используемых схемах необходимую концентрацию извлекаемого компонента в питании (начале процесса) получают, возвращая значительные потоки промежуточных продуктов. Однако смешение разных по разделяемости, но одинаковых по содержанию металлов продуктов может оказаться невыгодным, т.к. равенство концентраций в продуктах не эквивалентно их тождественности в смысле способности к разделению (JI.А.'Барский, В.З. Козин, 1978, О.Н. Тихонов, 1984, В.Д. Самыгин, 1987). Содержание извлекаемого компонента в питании цикла увеличивается, а сложность смеси, как объекта разделения, уменьшается, если операции основной концентрации металла и перечистки чернового концентрата (методом гравитации или флотации) выполнять в одних аппаратах. Это подтверждается результатами настоящей работы.

Новым способом флотационной сепарации является флотация термонагруженными пузырьками (пузырьками воздуха, заполненными водяным паром), при которой селективность минерализации пузырьков и полнота извлечения частиц повышаются (С.И. Евдокимов, А.Б. Солоденко и др., 2004).

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 анализов; оценка 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.

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 нем; в 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.

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.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Артемов, Станислав Вячеславович

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 жидкостью; уменьшение межфазного натяжения приводит к образованию мелких пузырьков, вероятность столкновения с которыми частиц выше; при уменьшении размера пузырька от 2 до 1 мм время индукции уменьшается -7x102 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 машины -на 1,77 5, применения струйного принципа движения продуктов при доводке тяжелой фракции отсадки на концентрационных столах - на 2,15 %.

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.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Артемов, Станислав Вячеславович, Владикавказ

1. Бочаров В.А., Рыскин М.Я. Технология кондиционирования и селективной флотации руд цветных металлов. М.: Недра, 1993. - 288 с.

2. Эпелъман М.Л., Ручкин И.И., Брюхов В.В., Пургина O.K. О целесообразности усреднения медно-цинковых руд //Обогащение руд. 1976. - № 4. -С. 18-20.

3. Плаксин И.Н., Околович A.M., Дмитриева Г.М., Макиенко И.И., Крюкова H.A. Новая технология обогащения свинцово-цинковой руды. М.: Госгортехиз-дат, 1961.- 128 с.

4. Жаксыбаев Н.К, Куляшев Ю.Г., Пустовалов А.И. и др. О влиянии содержания металлов в руде на показатели флотационного обогащения //Цветные металлы,- 1969.-№ 8.-С. 14-16.

5. Евдокимов С.И., Паньшин A.M. Оптимизация работы оборудования доводочного комплекса промывочной установки ПГШОК-50-2 //Обогащение руд. -2008.-№2.-С. 5-9.

6. Козлов А.П. Научное обоснование и разработка технологии обогащения платинометальных руд зональных базит-ультрабазитовых комплексов в особых экологических условиях Камчатки. Автореферат дисс. . докт. техн. наук. - Москва, 2010. - 36 с.

7. Барский Л.А., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. М.: Недра, 1978. - 486 с.

8. Самыгин В.Д. Закономерности разделения и оптимизация фракционной флотации неоднородных компонентов. Автореферат дисс. . докт. техн. наук, Москва, 1987. - 37 с.

9. Щендригин А.Н. Совершенствование технологии обогащения медно-свинцовых руд Джезказганского месторождения на основе схем раздельной селективной флотации. Автореферат дис. . канд. техн. наук. - Москва, 1983. - 24 с.

10. И. Лопатин А.Г. О технологии попутного извлечения золота из руд //Цветные металлы. 1978. - № 5. - С. 75-77.

11. Федотов КВ. Теория и практика обогащения золотосодержащего сырья в центробежных концентраторах. Автореферат дис. . докт. техн. наук. - Иркутск, 2000. - 32 с.

12. Богданович A.B. Разделение минеральных частиц в центробежных полях обогатительная технология будущего //Горный журнал. - 1997. - № 4. Обогащение руд. - 1997. - № 2. - С. 24-26.

13. Игнаткина В.А. Развитие теории селективности действия сочетаний собирателей при флотации треднообогатимых руд цветных металлов. Автореферат дисс. . докт. техн. наук. - М., 2011. - 46 с.

14. Бочаров В.А., Игнаткина В.А., Чантурия Е.Л., Мельникова С.И. //Изв. вузов. Цветная металлургия. 2004. - № 5. - С. 4-9.

15. Бочаров В.А. Комплексная переработка сульфидных руд на основе фракционного раскрытия и разделения минералов //Цветные металлы. 2002. - № 2.-С. 32-38.

16. Чантурия Е.Л. Развитие теории и методов модификации технологических свойств минералов в разделительных процессах обогащения труднообогати-мых руд цветных и редких металлов. Автореферат дисс. . докт. техн. наук. Москва, 2006. - 48 с.

17. Шадрунова И. В. Теоретическое и экспериментальное обоснование интенсивных низкотемпературных процессов выщелачивания некондиционных медьсодержащих георесурсов. Автореферат дисс. . докт. техн. наук. - Москва, 2003. -32 с.

18. Игнаткина В.А., Бочаров В.А. Комплексное обогащение пиритных золотосодержащих руд цветных металлов //Цветные металлы. 2007. - № 8. - С. 18-24.

19. Кошель Е.А. Повышение извлечения золота из упорного сырья на основе применения магнито-импульсной обработки. Автореферат дисс. . канд. техн. наук, Москва, 2011. - 26 с.

20. Хабарова И.А. Повышение контрастности физико-химических флотационных свойств пирротина и пентландита на основе использования электромагнитного импульсного воздействия. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. - Москва, 2011. -22 с.

21. Рубинштейн Ю.Б., Филиппов Ю.А. Кинетика флотации. М.: Недра, 1980.-375 с.

22. Самыгин В. Д. Закономерности разделения и оптимизация фракционной флотации неоднородных компонентов: Автореферат дис. . докт. техн. наук. -М, 1987.-37 с.

23. Дерягин Б.В., Духин С.С., Рулев H.H. Кинетическая теория флотации малых частиц //Успехи химии. 1982. - Т. 51.- Вып. 1. - С. 99-118.

24. Дерягин Б.В., Духин С.С., Рулев H.H. Микрофлотация. М.: Химия, 1986,- 112 с.

25. Духин С.С. Динамический адсорбционный слой и эффект Марангони-Гиббса //Современная теория капиллярности: к 100-летию теории капиллярности Гиббса: Сборник.-Л., 1980.-С. 127-161.

26. A.C. 984495 СССР, МКИ3 В 03 Д 1/00. Способ флотационного обогащения полезных ископаемых /Г.С. Бергер, С.И. Евдокимов (СССР). 3331664/2203; Заявлено 20.08.81; Опубл. 30.12.82. Бюл. № 48.

27. Скороходов В.Ф. Развитие теории ми практики разделения минералов в активированных водных дисперсиях воздуха и создание новой флотационной техники. Автореферат дис. . докт. техн. наук. - М., 2003. - 38 с.

28. Самыгин В.Д., Чертилин Б.С., Небера В.П. Влияние размера пузырьков на флотируемость инерционных частиц //Коллоидн. журн. 1977. - Т. 39. -Вып. 6.-С. 1101-1107.

29. Барочкин Е. В. Математическое моделирование многоступенчатых теплообменников сложной конфигурации IE. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Леду-ховский //Изв. ВУЗов, «Химия и химическая технология». 2004. - Т. 47. - Вып. 2. -С. 45-47.

30. Перепелкин К.В., Матвеев B.C. Газовые эмульсии. Л.: Химия, 1979.200 с.

31. Дерягин Б.В. Устойчивость коллоидных систем //Успехи химии. -1979. Т. 48. - № 4. - С. 675-721.

32. Дерягин Б.В., Чураев Н.В. Смачивающие пленки. М.: Наука, 1984.160 с.

33. Bleier A., Goddard D., Kulkarni R.D. Abcorption and critical flotation conditions. - J. Colloid and Interface Sei., 1977. Vol. 59, No 3, p. 490-504.

34. Aronson M.P., Princen H.M. Aqueous films on silica in the presence of cationic curfactants. - Colloid and Polym. Sei., 1978, Vol. 256, No. 2, p. 140-149.

35. Хентое В.Я., Губин Ю.В., Фукс Т.Н. Влияние температуры на изменение структуры плотной части диффузного слоя //Коллоидн. журн. 1975. - Т. 37. -Вып. 1.-С. 201-202.

36. Чураев Н.В. Поверхностные силы и физикохимия поверхностных явлений //Успехи химии. 2004. - Т. 73. - № 1. - С. 26-38.

37. Бойнович Л.Б. Дальнодействующие поверхностные силы и их роль в развитии нанотехнологии //Успехи химии. 2007. - Т. 76. - № 5. - С. 510-529.

38. Глембоцкий В.А., Гиацинтова КВ., Соложенкин U.M. Влияние возраста пузырька на время его флотационного прилипания к силикатам бора // ДАН Тадж. ССР. 1963. - Т. 6. -№ 3. - С. 21-26.

39. Тюрникова В.И., Наумов М.Е., Рубинштейн Ю.Б. Некоторые особенности процесса минерализации в вертикальной пневматической флотационной машине (ФППМ) //Тр. института обогащения твердого топлива: Сборник. М., 1973. -Т. З.-Вып. 1.-С. 43-50.

40. Эйгелес М.А. Основы флотации несульфидных минералов. М.: Недра, 1964.-408 с.

41. Скороходов В.Ф. Развитие теории ми практики разделения минералов в активированных водных дисперсиях воздуха и создание новой флотационной техники. Автореферат дис. . докт. техн. наук. - М., 2003. - 38 с.

42. Мелик-Гайказян В.И., Емельянов В.М., Моисеев А.А., Емельянов В.В., Емельянова Н.П., Юшина Т.И., Кулешова М.А. О капиллярном механизме действия реагентов при пенной флотации, развитии методов его исследования и подборе реагентов (часть 2)

43. Глазунова З.И. Критерии и методы определения флотационной активности отдельных сочетаний реагентов при флотации сильвина (на примере сильви-нитовых руд Верхнекамского месторождения). Автореферат дис. . канд. техн. наук. - Иркутск, 1984. - 18 с.

44. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. М.: Наука, 1978. - 368 с.

45. Бергер Г.С., Евдокимов С.И. О гидрофобно-гидрофильных взаимодействиях в минеральных суспензиях //Изв. вузов. Цветная металлургия. 1980. - № 4. -С. 12-14.

46. Wada M., Ohba A., Ishii G., Konno S. Method of adding flotation reagents in froth flotation processes. Pat USA, 209-166 (B03d, V2, ВОЗЬ, lA), N 3506120, 25.02.68.

47. Сутугин А.Г., Пучков A.C., Лушников А.А. Спонтанная конденсация в турбулентной затопленной струе //Коллоидн. журн. 1978. - Т. XL. - № 2. -- С. 285-291.

48. Самхан И. К. Селяков В. И. О расчетах образования аэрозоля //Коллоиды, журн. 1978. - Т. XL. - № 1. - С. 71-75; Анисимов М.П., Костровский В.Г., Штейн М.С. и др. Спонтанная конденсация паров воды //Коллоидн.журн. -1980. - Т. XLII. - № 5. - С. 941-944.

49. Анисимов М.П., Костровский В.Г., Штейн М.С. Получение пересыщенного пара и аэрозоля дибутилфталата смешением разнотемпературных потоков путем молекулярной диффузии //Коллоидн. журн. 1978. -Т. XL. - № 1. -С. 116120.

50. Мержанов K.M. О течении бинарной газовой смеси в вертикальном коаксиальном разнотемпературном канале //Коллоидн. журн. 1981. - Т. XLIII. -№5.-С. 863-869.

51. Исмагилов Ф.Р., Кива В.Н., Масагутов P.M. и др. Исследование дисперсности аэрозолей, образованных из бинарных смесей //Коллоидн. журн. 1980. -Т. XLII. - № 1.-С. 127-131

52. Решетов В.Д. Об униполярных зарядах аэрозолей //Журн.физической химии. 1960. -Т. XXXIV. -№ 6. - С. 1320-1325.

53. Иванов И.Б., Димитров Д.Ст., Радоев Б.П. Обобщенные уравнения гидродинамики тонких пленок и их применение к вычислению скорости утончения пленок с недеформируемыми поверхностями //Коллоидн. журн. 1979. - Т. XLI. -№ 1.-С. 36-42.

54. Анисимов М.П., Костровский В.Г., Штейн М.С. и др. Спонтанная конденсация паров воды //Коллоидн.журн. 1980. - Т. XLII. - № 5. - С. 941-944.

55. Колкер А.Р. Влияние времени релаксации диффузионного потока на кинетику массопередачи при кратковременном контакте фаз //Журн.физической химии. 1979. - Т. LIII. - № 9. - С. 2344-2346.

56. Берлин A.A., Компаниец В.З., Коноплев A.A. и др. Влияние геометрии течения и способа ввода реагентов на характеристики смешения в проточных реакторах//ДАН СССР. 1989.-Т. 305,-№5.-С. 1143-1146.

57. Чуприна O.A. и др. Парообразная подача реагента-собирателя при различной температуре пульпы. Деп. в НИИТЭХИМ г. Черкассы 23.12.93, № 210-хп 93.40 с.

58. Venugopal R., Mandai M., Rao Т. С. A treatise on froth flotation as an interactive phenomenon //J. Inst. Eng. Mining Eng. Div. (India). -1990. -71. № 1. P. 27-29.

59. Misza M., Anasia I. Ultrafine coal flotation by gas phase transport of atomized reagents //Miner, and Met. procys. 1987. -4. ; 4. -P. 233-236.

60. Титков С.H., Клемятов А.H., Рыжова M.M. Аэрозольная подача реагентов при флотации калийных руд //Обогащение руд. 1978. - № 1. - С. 27-29.

61. Кройт Г.Р. Наука о коллоидах. T. I. Необратимые системы. М.: Изд-во иностранной литературы, 1953. - 540 с.

62. Евдокимов С.И. Повышение эффективности флотации на основе использования паровоздушной смеси. Дисс. . канд. техн. наук. - Орджоникидзе, 1989. -155 с.

63. Чураев Н.В., Соболев В.Д. Прогноз условий смачивания на основе изотерм расклинивающего давления. Компьютерные расчеты //Коллоидн. журн. -1995. Т. 57. - № 6. - С. 888-896.

64. Чураев Н.В., Соболев В Д. Вклад структурных сил в смачивание поверхности кварца растворами электролита //Коллоидн. журн. 2000. - Т. 62. - № 2. - С. 278-285.

65. Паньшин A.M. Разработка и промышленное освоение комбинированной технологии обогащения свинцово-цинкового сырья. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. - Владикавказ, 2005. - 22 с.

66. Кочурова H.H., Русанов А.И. Свойства неравновесной поверхности воды и водных растворов //Коллоидн. журн. 1981. - T. XLIII. - № 1. - С. 36-42

67. Jly Шоу-Цзы. О роли гидрофобного взаимодействия во флотации и фло-куляции //Коллоидн. журн. 1990. - Т. 52. - № 5. - С. 858-864.

68. Канашвили М.Ж. Аэрозольная колонная флотация Cu-Ni руд и россыпного золота. Дисс. . канд. техн. наук. - Владикавказ, 2006. - 170 с.

69. Королев A.B. Особенности скачка давления в пароводяных инжекторах //Энергетика: Изв. вузов и энергетических объединений СНГ. 2009. - № 6. - С. 31-36.

70. Ястребов А.К Конденсация пара при внезапном контакте с холодной жидкостью в существенно неравновесных условиях // Тепловые процессы в технике. 2009. - Т. 1. - № 12. - С. 519-522.

71. Кобозев М.А. Частота образования пузырьков пара и теплообмен при кипении магнитной жидкости в магнитном поле. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. - Ставрополь, 2007. - 24 с.

72. Simpson Н.С. Collapse of steam bubbles in sub-cooled water /Н.С. Simpson, G.C. Beggs, O.M. Isikan //European Two-Phase Flow Group Metting/ Session A. -Rome, June, 1984.-P. 1919-1924.

73. Derjaguin В. V., Churaev N. V. Structural component of disjoining pressure. -J. Colloid and Interface Sei., 1974, Vol. 49, No. 2, P. 249-255.

74. Мельситов A.H., Петушков В.А. Высокоскоростная динамика двухфазной газожидкостной среды с теплообменом между фазами //Математическое моделирование. 2000. - Т. 12. - № 12. - С. 35-54.

75. Лавриненко A.A. Развитие теории процесса пневмопульсационной флотации и создание высокопроизводительных колонных аппаратов. Автореферат дисс. . докт. техн. наук. - Москва, 2005. - 36 с.

76. Мельситов А.Н., Петушков В.А. Локальные волновые процессы в жидкости, вызванные предельными переходами изолированного пузырька пара //Математическое моделирование. 2003. - Т. 15. - № 11. - С. 51-68.

77. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Часть I. М.: Наука, 1987.-431 с.

78. Актершев С.П. Рост парового пузырька в предельно перегретой жидкости //Теплофизика и аэромеханика. 2005. - Т. 12. - № 3. - С. 445-457.

79. Петушков В.А., Мельситов А.Н. Двухфазное парожидкостное течение в переходных режимах //Математическое моделирование. 2003. - Т. 15. - № 10. -С. 109-128.

80. Логинов B.C., Озерова И.П. Оценка нестационарной теплоотдачи при пленочной конденсации пара на вертикальной стенке //Известия Томского технологического университета. 2003. - Т. 306. - № 6. - С. 6769.

81. Веретелъник Т.И., Дифучин Ю.Н. Математическое моделирование кави-тационного потока жидкости в химико-технологической системе //Математичне моделювання та обчислювальш методи. Вюник ЧДТУ. 2008. - № 3. - С. 82-85.

82. Шулъце Х.И., Готтшалк Г. Экспериментальные исследования гидродинамического взаимодействия частиц с газовым пузырьком //Коллоидн. журн., -1981. Т. XLIII. - № 5. - С. 934-944.

83. Файнерман В.Б. Об измерении динамического поверхностного натяжения растворов методом максимального давления в пузырьке //Коллоидн. журн. 1979. - Т. XLI. - № 1.-С. 111-116.

84. Мелик-Гайказян В.И., Емельянова Н.П., Пронин В. Т. О возможной причине повышения селективности разделения тонких частиц минералов при флотации мелкими пузырьками //Цветные металлы. 1994. - № 5. - С. 56-60.

85. Мелик-Гайказян В.И., Емельянова Н.П., Пронин В. Т. К расчету параметров системы частица-пузырек для различных условий пенной флотации //Обогащение руд. 1991. -№ 3. - С. 16-20.

86. Богданов О.С., Гольман A.M., Каковский И.А., Классен В.И., Мелик-Гайказян В.И., Рябой В.И., Соложенкин П.М., Чантурия В.А. Физико-химические основы теории флотации. М.: Наука, 1983. - 264 с.

87. Мелик-Гайказян В.И., Ворончихина В.В., Емельянова Н.П., Драганов A.B., Ермаков К.Г. Основная характеристика флотационной активности аполярных реагентов //Изв. вузов. Цветная металлургия. 2004. - № 4. - С. 9-13.

88. Кочурова H.H., Русанов А.И. Поверхностные свойства воды с неравновесной структурой поверхности //Сб. «Поверхностные силы в тонких пленках». -М.: Наука, 1979. С. 224-227.

89. Кочурова H.H., Русанов А.И. Релаксация поверхностных свойств водных растворов поверхностно-активных веществ и механизм адсорбции //Успехи химии.- 1993.-Т. 62.-№12.-С. 1150-1163.

90. Файнерман В.Б., Сапиро B.C. Расчет динамического поверхностного натяжения молекулярных растворов поверхностно-активных веществ //Коллоидн. журн., 1973. - T. XXXV. - № 3. - С. 601-604.

91. Файнерман В.Б. О динамическом поверхностном натяжении растворов поверхностно-активных веществ //Коллоидн. журн. 1974. - T. XXXVI. - № 6. - С. 1112-1115.

92. Кофанов В.И., Руденко C.B., Леей С.М. О динамическом поверхностном натяжении водных растворов алкиловых эфиров полиэтиленгликоля /'/Коллоидн. журн. 1979.-Т. XLI.-№ i.c. 172-175.

93. Носков Б.А., Кочурова H.H. Учет поверхностной упрцгости при определении динамического поверхностного натяжения методом осциллирующей струи //Коллоидн. жури. 1979. - T. XLI. - № 1. - С. 77-82.

94. Белова Н.С., Леонов С.Б. Капиллярная гидродинамика межфазной поверхности жидкость-газ во флотационном процессе //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1993. - № 6. - С. 67-72.

95. Маркина Н.Л. Математическое моделирование сопряженного тепломассообмена парогазового пузырька с окружающей жидкостью //Вестник Московского авиационного института. 2009. - Т. 16. - № 2. - С. 71-78.

96. Десятое A.B. Численное моделирование теплофизических и гидродинамических процессов при сжатии газового пузырька //Тепловые процессы в технике.- 2010. Т. 2. - № 11.-С. 488-492.

97. Ревизников Д.А. Численное моделирование сопряженного тепломассообмена пористых и непроницаемых тел в газодинамических потоках. Диссертация . докт. техн. наук. - М., 2001. - 305 с.

98. Филин A.A. Метод расчета межфазного вещества при кипении вблизи равновесия. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. - Москва, 1996. - 16 с.

99. Исмагилов Ф.Р., Портнов Ю.Т., Масагутов P.M., Кива В.Н., Пучков A.C. Исследование дисперсности аэрозолей, образованных из тройных смесей //Коллоидн. журн., 1980. - Т. XLII, - № 5. - С. 867-872.

100. Исмагилов Ф.Р., Бекшенева Н.М., Масагутов P.M. Исследование дисперсности аэрозолей, образованных из бинарных смесей // Коллоидн. журн., -1979. T. XLI, -№ 1.-С. 43-47.

101. Сутугин А.Г. Новый принцип классификации процессов спонтанной конденсации //Коллоидн. журн., 1978. - T. XL, - № 5. - С. 1017-1021.

102. Анисимов М.П., Костровский В.Г., Штейн М.С. Проверка теории спонтанного зародышеобразования на примере нуклеации пересыщенных паров органических жидкостей // Коллоидн. журн., 1980. - Т. XLII, - № 4. - С. 724-727.

103. Анисимов М.П., Костровский В.Г., Штейн М.С. Измерение числа молекул и поверхностного натяжения в критических зародышах по скорости зародышеобразования // Коллоидн. журн., 1977. - T. XXXIX, - № 3. - С. 317-320.

104. Барочкин Е.В. Анализ и оптимальный синтез теплообменных систем со сложной конфигурацией потоков в энергетических т химических комплексах. -Автореферат дисс. . докт. техн. наук. Иваново, 2008. - 32 с.

105. Барочкин Е. В. Метод расчета многоступенчатых теплообменных аппаратов с учетом фазового перехода /Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский, X. Отвиновский // Изв. ВУЗов, «Химия и химическая технология». 2004. - Т. 47. -Вып. 2.-С. 170-173.

106. Барочкин Е.В. Моделирование тепломассообмена в смешивающих подогревателях со сложной конфигурацией потоков /Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский // Изв. ВУЗов, «Химия и химическая технология». 2004. - Т. 47. -Вып. 4.-С. 164-166.

107. Барочкин E.B. Обобщенный метод расчета многоступенчатых деаэраторов /Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский, А. А. Борисов // Изв.ВУЗов, «Химия и химическая технология». 2004. - Т. 47. - вып. 9. - С. 100-103.

108. Шшяев М.И., Толстых A.B., Деренок А.Н., Хромова Е.М. Физико-математическое моделирование совместного тепломассообмена и пылеулавливания в барботажных аппаратах //Ползуновский ыестник. 2004. - № 1. - С. 77-82.

109. Деренок А.Н. Моделирование совместного тепломассообмена при бар-ботировании парогазовой смеси в жидкость. Автореферат дисс. . канд. физ.-мат. наук.- Томск, 2004. - 16 с.

110. Хромова Е.М. Конденсационные механизмы улавливания субмикронных пылей в мокрых газоочистителях. Автореферат дисс. . канд. физ.-мат. наук. -Томск, 2005,- 14 с.

111. Галимзянов М.Н., Лепихин С.А. Истечение двухфазной смеси через сопло с учетом фазовых переходов //Вестник СамГУ Естественнонаучная серия. Механика. - 2010. - № 2 (76). - С. 96-104.

112. Ястребов А.К. Конденсация пара при внезапном контакте с холодной жидкостью в существенно неравновесных условиях //Тепловые процессы в технике. 2009. - Т. 1. - № 12. - С. 519-522.

113. Богомолов А.Р. Теплообмен и гидродинамика при конденсации пара в зернистых слоях с различным контактным углом смачивания. Авторефера дисс. . докт. техн. наук. - Барнаул, 2009. - 36 с.

114. Семенов В.П. Разработка методов интенсификации процессов теплообмена при конденсации пара в поверхностных и контактных теплообменниках. -Автореферат дисс. . докт. техн. наук. Екатеринбург, 2008. - 48 с.

115. Королев A.B., Литвнн А.Н., Хайер Бек М. Экспериментальное исследование процессов вдува пара в холодную воду //Труды Одесского политехнического университета. 1997. - Вып. 1. - С. 256-259.

116. Тихонов О.Н. Закономерности эффективного разделения минералов в процессах обогащения полезных ископаемых. М.: Недра, 1984. - 208 с.

117. Левченко E.H. Научно-методическое обоснование минералого-технологической оценки редкометалльно-титановых россыпей. Автореферат дисс. . доки, геолого-минералогических наук. - М., 2011. - 41 с.

118. Богданович A.B. Теоретические основы и методы повышения эффективности разделения при гравитационном обогащении руд. Диссертация . докт. техн. наук. - СанктО-Петербург, 2002. - 342 с.

119. Богданович A.B., Васильев A.M., Живанков Г.В., Ларионов В.А. Оптимизация работы отсадочной машины МО-212 при обогащении мелкозернистых алмазосодержащих руд ГРО «Катока» //Обогащение руд. 2010. - № 1. - С. 24-27.

120. Богданович A.B., Васильев A.M., Живанков Г.В., Ларионов В.А. Методика определения эффективности работы пневматических машин при обогащении мелких классов алмазосодержащих руд //Обогащение руд. 2008. - № 4. - С. 25-29.

121. Храмов А.Н. Разработка и внедрение метода гравитационного обогащения в технологии переработки флюоритовых руд. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. - М., 2002. - 157 с.

122. Замятин О.В., Маньков В.М., Пеший В.Ф. и др. Совершенствование технологии обогащения при дражной отработке россыпных месторождений золота //Горный журнал. 2003. - № 12. - С. 69-72.

123. Галич В.М., Сычев В.В., Сычев В.В. Испытания промышленной установки по извлечению мелкого и тонкого золота из аллювиального техногенного сырья //Обогащение руд. 2001. - № 5. - С. 36-39.

124. Митин A.A. Интенсификация процесса отсадки для повышения извлечения мелкого и тонкого золота из песков россыпных месторождений //Обогащение руд. 2002. № 4. - С. 15-17.

125. Барский Л.А., Рубинштейн Ю.Б. Кибернетические методы в обогащении полезных ископаемых. М.: Недра, 1970. - 312 с.

126. Барский Л.А., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. М.: Недра, 1978. - 486 с.

127. Конев В.А. Флотация сульфидов. М.: Недра, 1985. - 262 с.