КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА СГУЩЕНИЯ

SOLUTIONS WITH IMPROVED CONDENSED PROCESS

Gulnura Orozova

senior Lecturer of the Institute of Mining and Mining Technologies im. Akademika U. Asanalieva,

Kyrgyzstan, Bishkek

Almaz Kozhonov

cand. tehn. Sciences, Director General of “Geotechservice Technology” LLC,

Kyrgyzstan, Bishkek

Mira SMolmakova

i.o. dots, Candidate of Science of the Institute of Mining and Mining Technologies im. Akademika U. Asanalieva,

Kyrgyzstan, Bishkek

АННОТАЦИЯ

В данной работе проведена исследования методологии экспресс-оценки технологичности процесса сгущения и чистоты водооборота на технологический процесс, с определением параметров сгущения без флокулянтов и с использованием различных флокулянтов при различной тонине помола исходной руды. Даны технологические критерии оценки эффективности процесса сгущения, рассмотрены варианты параметров, определяющие их работоспособность в конкретных условиях.

ABSTRACT

In this study, we carried out the research methodology rapid assessment of technological process of condensation and purity of water rotation in the process, with the definition of the parameters of condensation without flocculants and using different flocculants with different fineness of grind of the original ore.Given the technological criteria for evaluating the efficiency of the condensation process, consider the parameters that determine their performance in specific conditions.

Ключевые слова: Сгущение, флокулянт, тонина помола, оборотная вода, скорость осаждения, шлам, площадь сгущения.

Keywords: Thickening, flocculant, milling dispersity, recycled water, deposition rate, sludge, thickening area.

Эффективность процесса сгущения предопределяет качество технических вод системы оборотного водоснабжения, снижая отрицательное влияние состава на флотацию минерального сырья.

Большинство обогатительных фабрик проектируются в условиях полного водооборота и получение конечного концентрата с низким содержанием влаги, заметно усложняются, как и условия гидравлической классификации измельченной руды и ее флотационного обогащения. При этом без вывода тонких шламов в хвостохранилищах с длительным отстоем (2–3 мес.) или механической очисткой происходит насыщение циркулирующей воды шламом крупностью менее 5 мкм и повышением вязкости среды.

Статистический анализ существующих систем оборотного водоснабжения в комплексе с процессом сгущения обогатительных фабрик по переработке шламистых руд показывает, что для решения вопросов чистоты оборотных вод требуется комплексный подход к проблемам обезвоживания [1; 7].

Исследуемый материал содержит 0,55 % меди, 0,89 г/т золота, 4,4 г/т серебра и характеризуется как комплексная медно-золотая руда.

Рудная минерализация в пробе представлена в основном рассеянной и прожилковой вкрапленностью халькопирита и пирита при их соотношении – 2:1. Золото тонкое, размер включений не превышает 5 мкм. В исследуемых концентратах отмечается повышенное содержание волластонита (CaSiO₃), состоящего в мономинеральном виде из СаО на 48,3 % и SiO₂ на 51,7 %.

Результаты фазовых анализов проб продуктов обогащения и исходной руды приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Результаты фазовых анализов проб

В составе работы предусматривалось проведение лабораторных опытов по сгущению технологических концентратов и хвостов флотации с определением параметров сгущения по существующим методикам без флокулянтов и с использованием различных флокулянтов.

Тесты на сгущаемость проводились на натуральных фабричных продуктах, не подвергавшиеся сушке или другим технологическим обработкам. Параметры установлены наблюдением скорости осветления пульпы в мерных стеклянных цилиндрах емкостью 1 л в соответствии с общепринятыми методиками [2–7].

Определены фактическая плотность твердой фазы концентрата 3,96 г/см³ и хвостов 2,95 г/см³, высота слоя пульпы в цилиндре 300 мм, отношение Ж:Т выдерживалось 5:1. На основании результатов исследований построены графики зависимости высоты осветления Н (мм) от времени отстаивания.

Учитывая склонность рассматриваемых руд к ошламованию и накапливанию шламов в технической (оборотной) воде, испытания проведены при тонине помола 85 % класса – 0,074 мм и 91 % класса – 0,074 мм.

Результаты измерения величины слоя осветленной жидкости и расчетного времени осаждения и расчеты удельной площади сгущения на 1 т суточной производительности приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Расчетное время осаждения и удельные площади сгущения (S_y) продуктов обогащения при разной крупности измельчения руды

Удельную плотность сгущения Sy (м -сут/т) определяли по формуле: 

где: 695 – переходной коэффициент, зависящий от единиц измерения;

t_p – расчетное время, определяемое по графику, мин;

С₀ – содержание твердой фазы в исходной пульпе, г/л;

Н₀ – высота исходной пульпы, мм.

Параметры для расчета: t_p – из графиков (рис. 1 и 2), С₀ для концентрата 190,7 г/л, С₀ для хвостов 187,3 г/л, Н₀=300 мм.

В методической литературе [6] отмечается, что удельные площади сгущения, полученные в лабораторных условиях, часто оказываются заниженными по сравнению с промышленными данными. Это характерно для шламистых руд, к которым относятся и рассматриваемые руды.

При сгущении пульпы хвостов флотации, накапливания тонкого шламистого волластонита не наблюдается, так как хвосты представлены более зернистым материалом. В связи с этим при крупности измельчения руды до 86 % класса – 0,074 мм удельная площадь сгущения хвостов 0,656  выглядит реальной, как и 0,792 при крупности измельчения руды 91 % класса – 0,074 мм. Эти значения получены при расходе флокулянта Флопам 60 г/т хвостов.

Скорость осаждения (V, м/сут) определяется по формуле

где: Н – высота слоя чистой воды в критической точке К, м;

t – время (час) определяется по графику.

При сгущении концентрата в принятых оптимальных условиях скорость осаждения составляет  при измельчении 85 % класса – 0,074 мм (рис. 1), а при измельчении 91 % класса – 0,074 мм V₂=21 м/сут (рис. 2).

Рисунок 1. Осаждение концентрата с Флопам U-118 40 г/т при измельчении руды до 85 % кл. – 0,074 мм

Рисунок 2. Осаждение концентрата с Флопам U-118 40 г/т при измельчении руды до 91 % кл. – 0,074 мм

Скорость осаждения хвостов при крупности измельчения 85 % класса – 0,074 мм составляет 15,5 м/сутки, а при измельчении 91 % класса – 0,074 мм – 14,1 м/сутки. Для получения в разгрузке сгустителя плотность пульпы 55 % твердого, необходимо обеспечить уплотнение осадка, причем при тонком измельчении значительно большую, чем при грубом.

Чистоту слива осаждения в лабораторных условиях проверяли замерами на турбидиметре. При внешне прозрачных сливах мутность колебалась в пределах от 16 до 40 НЕМ. С точки зрения влияния на технологический процесс содержание твердой фазы в оборотной воде не должно превышать 1 г/л.

Удельная производительность сгустителей на основании лабораторных данных составляет:

По концентрату:

1,613 т/(м2 сут.) – при крупности измельчения руды 85 % кл. – 0,074 мм;

1,22 т/(м2 сут.) – при крупности измельчения руды 91 % кл. – 0,074 мм;

0,94 т/(м2 сут.) – при крупности измельчения руды 95 % кл. – 0,074 мм.

По хвостам

1,525 т/(м2 сут.) – при крупности измельчения руды 85 % кл. – 0,074 мм;

1,263 т/(м2 сут.) – при крупности измельчения руды 91 % кл. – 0,074 мм.

Влияние тонкого измельчения на сгущение хвостов флотации будут минимальными, так как при этом повысится флотируемость шламов в пенный продукт, а в хвостах останется зернистый материал. Это, в свою очередь, усложнит работу только сгустителя концентрата и ухудшит качество оборотной воды из-за загрязнения слива концентратного сгустителя.

Параметры сгущения производственных продуктов (концентраты и хвосты) в контексте величины тонины помола исходной руды и расхода флокулянта при сгущении кардинально влияют на характеристики готовой продукции (влажность, консистенция, влагоотдача) и на реологические свойства отвальных хвостов, предназначенных для пастообразного и сухого складирования.

Выводы

1. При сгущении продуктов обогащения, полученных при измельчении руды до 91 % класса – 0,074 мм относительно более грубых продуктов, полученных при измельчении руды до 85 % класса – 0,074 мм, время осаждения и необходимая площадь сгущения увеличиваются в среднем на 30 %.
2. Использование флокулянтов сокращает время осаждения твердой фазы – наибольший эффект в лабораторных условиях отмечен при использовании флокулянта Суперфлок «А-150». В то же время при использовании этого реагента выявлена очень устойчивая пленка пенного продукта, которая не разрушалась при механическом воздействии.
3. Основная причина медленного осветления слива в сгустителе – высокое содержание тонких и коротких по длине волокон волластонита в концентрате: содержание его достигает 40 % по массе или 50 % по объему. Цвет этих волокон от белого до бесцветного, и плохо фиксируется человеческим глазом.
4. Рекомендуется использование флокулянта Флопам (UG 1811) при расходе 40 г/т концентрата при этом удельная площадь сгущения составит 0,62 м²сут/т при тонине помола 85 % класса – 0,074 мм и 0,82 м²сут/т при тонине помола 91 % класса – 0,074 мм.

Список литературы:

1. Бауман А.В. Сгущение и водооборот. Комплексные решения «НОУ-ХАУ»: – Новосибирск, Гормашэкспорт, 2011. – 52 с., ил. http://gmexp.ru/info/.
2. Бауман А.В. Критерии выбора радиального сгустителя для процессов сгущения и водооборота // Обогащение руд. 2013. № 4. С. 40–43.
3. Бауман А.В. Радиальные и тонкослойные сгустители в обогащении руд // Цветные металлы-2013: сб. науч. ст. Красноярск: Версо, 2013. С. 106–111.
4. Бауман А.В, Сгущение и водооборот на предприятиях цветной металлургии. // Сборник докладов VII Международного Конгресса «Цветные металлы и минералы». – Красноярск: 2015 г. – С. 791–795.
5. Гольдберг Ю.С. и др. Процессы и оборудование для обезвоживания руд. – М.: Недра, 1977. – 168 с.
6. Зеленов В.И. Методика исследования золотосодержащих руд. – М.: Недра, 1973. – 227 с.
7. Каминский В.С. и др. Интенсификация процессов обезвоживания. – М.: Недра, 1982. – 224 с.
8. Чуянов Г.Г. Обезвоживание, пылеулавливание и охрана окружающей среды. – М.: Недра, 1987. – 260 с.