авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Разработка эффективной технологии обогащения карбонатно-флюоритовых руд вознесенского рудного района

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Киенко Лидия Андреевна

Разработка эффективной технологии обогащения

карбонатно-флюоритовых руд Вознесенского рудного района

Специальность 25.00.13 – обогащение полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

Хабаровск-2008

Работа выполнена в Институте горного дела Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Научный руководитель кандидат технических наук

Саматова Луиза Андреевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Карасёв Константин Иванович;

кандидат технических наук, доцент

Храмов Анатолий Николаевич

Ведущая организация ООО Управляющая компания

«ЗабНИИ-инвест»,

ООО «ЗабНИИ-технология»

Защита диссертации состоится 24 декабря 2008 г в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.299.01 при Читинском государственном университете по адресу: г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, зал заседаний учёного совета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим высылать по адресу: 672039, г. Чита ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, факс (3022) 41-64-44, учёному секретарю Совета

Web-server: http://chitgu.ru

E-mail: root@chitgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ЧитГУ

Автореферат разослан «24» ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. геол.-минерал. наук Н.П. Котова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Необходимость совершенствования действующих и разработка новых технологий обогащения карбонатно-флюоритовых руд обусловлена рядом причин. Наиболее легкообогатимые силикатные и слабокарбонатные руды Вознесенского, Пограничного и других месторождений, представляющих крупнейший в России Вознесенский рудный район, в настоящее время практически отработаны. ООО «Ярославская горнорудная компания», осуществляющая добычу и переработку этих руд, обеспечивает выпуск более 80 % флюоритового концентрата в стране. Технологической схемой, действовавшей на предприятии до 2005 года, с целью достижения необходимой селекции флюорита и кальцита предусматривалась двукратная высокотемпературная обработка пульпы. При этом существовавшая технология не обеспечивала необходимого уровня эффективности обогащения: руды с карбонатным модулем (соотношение содержания флюорита и кальцита) ниже трёх, а также значительная часть наиболее тонковкрапленного топазсодержащего сырья, в основном были признаны непригодными к переработке и складировались в отвалах.

В сложнейшую экономическую ситуацию предприятие поставил рост цен на теплоэнергоносители. Кроме того, в условиях прогрессирующего снижения содержания в рудах флюорита и снижения карбонатного модуля, остро встала проблема выявления, обоснования и промышленного внедрения новых технологических режимов, обеспечивающих существенное повышение уровня селективности флотации флюорита. Помимо близких физико-химических и флотационных свойств кальцита и флюорита, сложность флотационного обогащения руд Вознесенского рудного района обусловлена сверхтонким взаимным прорастанием минералов и необходимостью измельчения руды до 90-95 % класса – 0,044 мм, что сопровождается образованием большого объёма тонких шламов, дополнительно осложняющих процесс разделения минералов.

С целью решения всего комплекса проблем необходимо изыскание новой технологии, построенной на применении высокоселективных технологических режимов, рациональной компоновке схемы, с исключением высокотемпературных операций. Диссертационная работа, направленная на решение этой проблемы, выполнена в соответствии с планом исследований ИГД ДВО РАН по теме «Создание новых и совершенствование применяемых методов и технологий извлечения ценных компонентов из минерального сырья Дальневосточного региона» (№ госрегистрации: 01. 2. 006 13510).

Цель работы - научно обосновать, разработать и реализовать экономически эффективную и отвечающую экологическим требованиям технологию обогащения тонковкрапленных карбонатно-флюоритовых руд месторождений Вознесенского рудного района Приморского края.

Основная идея работы состоит в установлении и применении селективных реагентов – собирателей; выявлении и научном обосновании эффективных технологических режимов флотации труднообогатимых тонковкрапленных карбонатно-флюоритовых руд; создании на этой основе энергосберегающей технологии флотационного обогащения флюоритовых руд в низкотемпературном режиме.

Объект исследования – тонковкрапленные карбонатно-флюоритовые руды Вознесенского рудного района.

Предмет исследования процесс флотации кальцийсодержащих минералов и тонковкрапленных карбонатно-флюоритовых руд.

Задачи исследования:

-определить уровень флотируемости кальцийсодержащих минералов, выявить наиболее селективнодействующие собиратели и установить влияние рН среды;

-разработать рациональную технологию низкотемпературной флотации тонковкрапленных карбонатно-флюоритовых руд месторождений Вознесенского рудного района;

-установить закономерности изменения пенообразующих свойств и технологических показателей флотации от соотношения компонентов при использовании собирательных смесей;

-оценить эффективность разработанной технологии при обогащении руд с низким карбонатным модулем.

Методы исследований: В работе использовались минералогический, химический и спектральный методы анализа сырья и продуктов обогащения. Экспериментальные исследования на лабораторных установках с применением флотационных методов обогащения и вакуумных аппаратов для фильтрации концентратов; испытания на промышленном оборудовании; теоретические обоснования, методы математического моделирования, планирования и обработки экспериментов.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Высокая избирательность флотационного разделения минералов, в состав кристаллической решётки которых входит катион кальция, достигается на основе использования высокоселективных реагентов: флотола 7,9, активной частью которого является смесь натриевых солей дифосфоновых кислот и аспарала Ф, представляющего собой тетранатриевую соль N-n-октадецил-N-сульфосукциноиласпарагиновой кислоты.

2. Повышение флотационной активности флюорита при одновременном существенном снижении флотируемости кальцита достигается на основе применения собирателей в сочетании с фторидом натрия, обеспечивающим поляризацию адсорбционного слоя флюорита.

3. Значительного улучшения структуры пенных продуктов без снижения технологических показателей обогащения позволяет достичь использование для флотации флюоритовых руд аспарала Ф в комбинации с жирнокислотными собирателями простого строения в определённом диапазоне соотношений.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечены представительным объёмом экспериментальных исследований, выполненных в течение десяти лет в лабораторных и производственных условиях, опытно-промышленной апробацией и промышленным внедрением технологии низкотемпературной флотации, новизна которой подтверждена полученным патентом РФ № 2286850.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлены уровни флотируемости, определяющие активность извлечения в пенный продукт монофракций кальцийсодержащих минералов.

2. Определены рациональные условия и оптимальные параметры технологического режима флотации апатита, шеелита, флюорита, датолита и кальцита.

3. Выявлены основные факторы и характер их влияния на уровень селективности флотационного разделения флюорита и кальцита. Установлены критерии эффективности разделения минералов.

4. Научно обоснована и разработана технология низкотемпературной флотации тонковкрапленных карбонатно-флюоритовых руд, базирующаяся на применении фторированных растворов собирателей и позволяющая существенно повысить эффективность обогащения.

5. Установлены зависимости пенообразующих и технологических свойств собирательных смесей от соотношения составляющих компонентов, характер изменения технологических показателей при варьировании соотношений собирателей, выявлены оптимальные пропорции реагентов.

Практическая значимость работы:

1. Разработанная и апробированная в промышленных условиях рациональная технология флотационного извлечения флюорита из труднообогатимых карбонатно-флюоритовых руд, базирующаяся на использовании высокоселективных собирателей и собирательных комплексов в сочетании с фторидом натрия, позволяет исключить из технологической схемы двукратный нагрев пульпы и повысить эффективность разделения флюорита и кальцита.

2. Результаты промышленных испытаний показали, что новая технология флотации в низкотемпературном режиме, в сравнении с традиционной высокотемпературной, позволяет повысить извлечение флюорита в концентрат на 3-4 % и более - в зависимости от качества руды и марки производимых концентратов.

3. Исключение из схемы двукратного высокотемпературного нагрева пульпы при флотации карбонатно-флюоритовых руд приводит к сокращению потребления предприятием топливного мазута на 20-25 тысяч тонн в год.

4. Разработанная и предложенная ООО «Ярославская горнорудная компания» технология даёт возможность получения удовлетворительных показателей при обогащении бедных по флюориту карбонатных руд, что позволит укрепить сырьевую базу предприятия и повысить полноту использования недр.

5. Исключением из схемы высокотемпературного нагрева пульпы достигается снижение объёма испарений с поверхности флотокамер, что приводит к улучшению санитарно-экологических условий в цехе флотации.

Реализация результатов работы:

1. Разработанная технология низкотемпературной флотации тонковкрапленных карбонатно-флюоритовых руд прошла объёмные промышленные испытания на обогатительной фабрике ООО «Ярославская горнорудная компания».

2. С 2006 года новая технология используется на Ярославской обогатительной фабрике. В результате её внедрения получен высокий технологический, экономический и социально-экологический эффект. Экономический эффект составил не менее 200 - 250 млн. рублей в год (по ценам на топливный мазут 2007 года).

3. Продолжается реализация технических и промышленно-технологических мероприятий по усовершенствованию и доработке отдельных узлов технологической схемы, разработанных совместно со специалистами компании.

Исходные материалы и личный вклад автора.

Диссертационная работа базируется на материалах, полученных в результате аналитических и экспериментальных работ, выполненных лично автором или при его участии на экспериментальной базе лаборатории проблем комплексной переработки минерального сырья ИГД ДВО РАН, производственной лаборатории Ярославской обогатительной фабрики, а также на результатах промышленных испытаний технологии низкотемпературной флотации. Автором экспериментально установлено влияние типов и расходов реагентов-собирателей, а также показателей щёлочности среды на уровень флотируемости кальцийсодержащих минералов; разработана технологическая схема и определены режимные параметры низкотемпературной флотации тонковкрапленных карбонатно-флюоритовых руд; обоснован и предложен предприятию способ флотации флюорита, базирующийся на применении фторированных растворов собирателей; исследованы, разработаны и апробированы в производственных условиях варианты технологических режимов, направленные на совершенствование технологии низкотемпературной флотации флюорита.

Апробация работы. Основное содержание диссертационной работы и её отдельные положения докладывались на: Плаксинских чтениях (г. Владивосток, 2008 г.); международной научно-практической конференции «Проблемы комплексного освоения минерального сырья» (г. Хабаровск, 2005), международной научно-практической конференции «Экономика и проблемы освоения минеральных ресурсов» (г. Хабаровск, 2007 г.); международных конференциях по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды (г. Владивосток, 2001, 2003, 2005, 2007 гг.); международных конференциях по георесурсам Российского Дальнего Востока и стран АТР (г. Владивосток, 2002, 2004, 2006 гг.); Приморской конференции «Природа без границ» (г. Владивосток, 2007 г.).

Основное содержание диссертационной работы и основные принципы разработанной технологии низкотемпературной флотации флюорита, а также результаты её промышленных испытаний, обсуждались ежегодно (начиная с 2002 года) на технических советах ООО «Ярославская горнорудная компания» (ранее ОАО «Ярославский ГОК»), на учёных советах и семинарах в ИГД ДВО РАН.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 25 печатных работ, в том числе 6 статей в рецензируемых изданиях, утверждённых ВАК РФ; получен 1 патент РФ на изобретение (№ 2286850) и 1 положительное решение ФИПС на выдачу патента (от 02.09.2008 года).

Объём и структура работы: Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 102 наименований, и содержит 180 страниц текста, включая 24 рисунка, 28 таблиц, и 4 приложения.

Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту д.т.н., профессору Г.В. Секисову - за методическую помощь и ценные консультации; научному руководителю, зав. лабораторией, к.т.н. Саматовой Л.А. – за руководство, доброжелательность, создание необходимых условий для выполнения исследований и содействие в практической реализации результатов; д.т.н. И.Ю. Рассказову - за помощь в организации работы и поддержку при подготовке диссертационной работы; научным сотрудникам лаборатории проблем комплексной переработки минерального сырья ИГД ДВО РАН Плюсниной Л.Н., Вороновой О.В., Сорокиной В.А. – за помощь в проведении экспериментальных и аналитических работ, а также оказанную помощь и поддержку при подготовке диссертационной работы. Автор искренне благодарит специалистов Ярославской горнорудной компании под руководством главного инженера предприятия Шестовца В.З. за помощь в проведении исследований в лаборатории предприятия и организации промышленных испытаний.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ работ, направленных на научное обоснование, создание и совершенствование технологий обогащения руд, ценными компонентами которых являются кальцийсодержащие минералы, показал, что создан определённый научный задел и накоплен значительный опыт в этой области. Основополагающими работами при этом являются труды: Плаксина И.Н., Полькина С.И., Барского Л.А., Бергера Г.С., Богданова О.С., Эйгелеса М.А., Глембоцкого В.А. Леонова С.Б., Классена В.И., Чантурия В.А. и многих других. Изучению проблем селективной флотации отдельных групп кальциевых минералов в разное время были посвящены многочисленные работы институтов: ГИГХС, ВИМС, ВНИИХТ, ИМР, СИБЦВЕТМЕТНИИпроект, ЧитГУ, ЦНИИОлово, институтов Сибирского и Дальневосточного отделений РАН, и других. Большое практическое значение имели работы института ЦНИИОлово (Помазов В.Д., Котляревский И.С.) и др., направленные на исключение из схемы операций высокотемпературных обработок при обогащении карбонатно-флюоритовых руд с применением в качестве собирателя флотола 7,9. Промышленные испытания разработанной институтом ЦНИИОлово технологии флотации показали достаточно высокие результаты. Однако внедрение её по ряду причин, главная из которых крайне неудовлетворительные показатели процесса обезвоживания концентратов, не состоялось.

Таким образом, на основании анализа литературных источников, данных проводимых ранее исследований и практики действующих предприятий установлено, что основным промышленным методом обогащения карбонатно-флюоритовых руд до последнего времени оставалась флотация по сложным высокозатратным схемам, включающим в себя нагрев пульпы с дозировкой комплексов различных депрессоров.

В результате анализа результатов исследований на монофракциях определены средневзвешенные значения флотируемости кальцийсодержащих минералов. Установлено, что при использовании олеиновой кислоты наиболее высокой флотируемостью как в кислой, так и в щелочной среде обладает кальцит. Экспериментами с применением в качестве собирателей флотола 7,9 и аспарала Ф показана возможность значительного снижения флотационной активности кальцита.

Разработана технология селективного извлечения флюорита из труднообогатимых тонковкрапленных карбонатно-флюоритовых руд без подогрева пульпы с применением флотола 7,9, аспарала Ф, а также различных собирательных смесей в сочетании с фторидом натрия. Промышленными испытаниями на Ярославской обогатительной фабрике показана эффективность предложенной технологии флотации флюорита в низкотемпературном режиме. Технология построена на использовании селективно действующего комплекса реагентов, что даёт возможность вовлечения в переработку руд, имеющих карбонатный модуль ниже трёх.

1. Высокая избирательность флотационного разделения минералов, в состав кристаллической решётки которых входит катион кальция, достигается на основе использования высокоселективных реагентов: флотола 7,9, активной частью которого является смесь натриевых солей дифосфоновых кислот и аспарала Ф, представляющего собой тетранатриевую соль N-n-октадецил-N-сульфосукциноиласпарагиновой кислоты.

При исследованиях селективных свойств собирателей на мономинеральных фракциях эксперименты проводились без использования модификаторов, что давало возможность сконцентрировать внимание на взаимодействии собирателей и минералов в условиях определённых рН среды. Оценка результатов производилась на основании анализа зависимостей флотируемости минералов от типа и расхода собирателя, а также по средним значениям извлечения минералов

Установлено, что с применением олеиновой кислоты, представляющей жирные кислоты простого строения, в щелочной среде максимально близкие показатели флотируемости имеют кальцит и флюорит. Высокая флотируемость кальцита наблюдается и в щелочной и в кислой средах. Использование в качестве собирателя флотола 7,9 и аспарала Ф приводит к существенному снижению флотируемости кальцита при активном извлечении в пенные продукты других кальцийсодержащих минералов. Применение этих собирателей, обладающих наиболее высокой адсорбционной активностью по отношению к флюориту и апатиту, как свидетельствуют данные исследований, может обеспечить селективное их извлечения при обогащении карбонатсодержащих руд.

Максимальное влияние рН среды наблюдается при флотации шеелита. Переход из области щелочной среды в область кислой приводит к резкому падению извлечения шеелита, независимо от используемого собирателя.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.