Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "МИСиС"
Кафедра АИСУ
Флотация апатит-штафеллитовой руды с использованием селяктивной флокуляции шламов
Руды, добываемые из недр земли, не удовлетворяют требованиям металлургического производства не только по крупности, но и, в первую очередь, по содержанию основного металла и вредных примесей, а потому нуждаются в обогащении.
Обогащение руд - процесс обработки полезных ископаемых, целью которого является повышение содержания полезного компонента и снижение содержания вредных примесей, путем отделения рудного минерала от пустой породы или отделения одного ценного минерала от другого. В результате обогащения получают готовый продукт - концентрат, богатый по содержанию определенного металла, чем исходная руда, и остаточный продукт - “хвосты".
Все применяемые способы обогащения руд являются, по существу, механической обработкой и основаны на использовании различий в физических и физико-химических свойствах слагающих руду минералов.
При хорошей размываемости минерала водой применяют промывку; при различной плотности - гравитационное обогащение, при магнитной восприимчивости - магнитное обогащение, на использовании различных физико-химических поверхностных свойств основана флотация.
Технология используется для обогащения марганцевых руд, дообогащения железорудных концентратов, а также для извлечения металлов из “хвостов” магнитного и гравитационного обогащений.
Флотация базируется на том, что одни минералы (находясь в тонко измельченном состоянии и в водной среде) не смачиваются водой, а “прилипают” к пузырькам воздуха и “всплывают” (флотируют) на поверхность раздела сред. Образуется минерализованная пена из гидрофобных материалов, а гидрофильные материалы (пустая порода) остаются на дне резервуара и в пульпе.
Негативное влияние шламов на процесс флотации, в практике действующих предприятий, устраняется путем их удаления при подготовке исходного питания. Такой подход к решению проблемы обусловливает неизбежные дополнительные потери ценных компонентов перерабатываемых руд.
В настоящее время на опытной фабрике ОАО "Ковдорский ГОК" была реализована технологическая схема обогащения нового вида фосфатного (апатитсодержащего) сырья - апатит-штаффелитовой руды (рис.1).
Рис.1. Технологическая схема обогащения апатит-штаффелитовой руды
На начальной стадии схема предусматривает вывод так называемых первичных шламов, т.е. тонких минеральных частиц, образованных в период становления месторождения. В основном это глинистые включения, первичные оксиды, относительно хрупкие минералы и т.п.
По результатам опробования, потери Р2О5 с первичными шламами составили около 10,0%.
Технологическая схема дальнейшей переработки включает последовательно операцию измельчения в шаровой мельнице, мокрую магнитную сепарацию с выделением магнетитового концентрата, сгущение и флотацию с получением апатит-штаф-фелитового концентрата. В качестве реагентов использовались сода, жидкое стекло, жирные кислоты талловых масел (ЖКТМ) и смесь Неонол + М-246.
Образованные в процессе рудоподготовки вторичные шламы терялись со сливом в операции сгущения, причем их отличительной особенностью является повышенное содержание Р2О5 - 22,0 - 24,0%, в связи с чем потери Р2О5 составляли 12,0-14,0%.
Первоначально снизить потери Р2О5 планировалось путем проведения прямой флотации шламов. Как и предполагалось, высокой эффективности разделения первичных шламов флотацией не было достигнуто.
В то же время пенные продукты, полученные в одну операцию, при флотации вторичных шламов имели содержание Р2О5 около 30,0%. Необходимо отметить, что такое решение проблемы имеет ряд технических трудностей, связанных как с предварительной подготовкой шламов, т.е. их дополнительным сгущением перед флотацией, так и с последующим сгущением пенного продукта и его фильтрацией.
Наиболее перспективным путем следует считать совместную флотацию шламов и зернистой фракции песков классификации.
С целью вовлечения шламов во флотационный процесс, а также снижения потерь апатита и штаффелита со сливом радиального сгустителя в операции сгущения использовался анионоактивный флокулянт Праестол. При расходе флокулянта 10 - 15 г/т содержание твердого в сливе снижается до величины менее 0,5%, а в песках повышается до 20-30%.
Таким образом, под воздействием флокулянта в процессе сгущения шламы приобретают необходимую плотность и становится возможным их использование во флотации совместно с песками классификации.
Рис.3 Изменение скорости осаждения твердого в пульпе
а - без флокулянта; б - расход Праестола 10 г/т; в - расход Праестола 100 г/т
Преимущество технологической схемы с применением флокулянта без предварительного обесшламливания питания флотации подтверждают флотационные опыты. Извлечение P2O5 в фосфатный концентрат составило 75,0% без существенного изменения качества.
Увеличение извлечения связано с повышением выхода концентрата за счет прироста тонких классов, причем снижение содержания P2O5 в этих классах концентрата незначительно, что говорит о достаточно высокой селективности, достигнутой в процессе разделения.
Применяемый при подготовке шламов флокулянт Праестол синтезирован на основе полиакриламида. Содержащиеся в составе флокулянта карбоксильные и гидроксильные группы обусловливают его адсорбцию на поверхности минерала, при этом, вероятно, происходит образование мостиковых связей между частицами апатита и штаффелита за счет адсорбции макромолекул на двух или нескольких частицах.
Положительные результаты исследований скорости осаждения шламов под воздействием флокулянта, а также флотационные лабораторные опыты послужили основанием для проведения полупромышленных испытаний в условиях ОАО "Ковдорский ГОК" на установке с производительностью 3 т/ч.
В результате флотации с применением флокулянта получен фосфатный концентрат с содержанием P2O5 35,7% при извлечении P2O5 от руды 70,8%. Потери P2O5 с хвостами флотации (содержание P2O5 - 5,8%) составили 16,7%. Суммарные потери P2O5 с первичными шламами, железным концентратом, сливом радиального сгустителя и хвостами флотации составляют 29,2%.
Результаты исследований по применению флокулянта Праестол в операции вторичного обесшламливания при обогащении апатит-штаффелитовых руд выявили следующие закономерности:
обработка вторичных шламов флокулянтом способствует селективной флокуляции - образованию укрупненных агрегатов тонких фосфорсодержащих частиц апатита и штаффелита;
общее извлечение пентаксида фосфора в концентрат с содержанием P2O5 37,15% увеличивается на 10,6%.
Положительное влияние флокулянта Праестол (расход - 10-15 г/т) при обогащении апатит-штаффелитовых руд подтверждено полупромышленными испытаниями на опытно-промышленной установке производительностью 3 т/ч.
Адсорбция - изменение (повышение) концентрации вещества вблизи поверхности раздела фаз.
Селективность - способность выделять полезные вещества на фоне посторонних примесей.
Ситовой анализ - определение гранулометрического или фракционного состава измельченных сыпучих материалов.
Флокулянт - вещество, вызывающее в жидких дисперсных средах флокуляцию - образование рыхлых хлопьевидных агрегатов из мелких частиц дисперсной фазы.