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 |

Интенсификация флотационной переработки высокошламистых сильвинитовых руд

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

алексеева Елена Ивановна

Интенсификация флотационной переработки высокошламистых сильвинитовых руд

Специальность 25.00.13. Обогащение полезных

ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2009

Работа выполнена в Закрытом акционерном обществе
«ВНИИ Галургия»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент

Титков Станислав Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Арсентьев Василий Александрович

кандидат технических наук, доцент

Никитин Михаил Вадимович

Ведущее предприятие - ФГУП «ГИГХС»

Защита диссертации состоится 27 февраля 2009 г.

В 17 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета
Д 212.224.03 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21 линия, д. 2, ауд. 2205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета).

Автореферат разослан 27 января 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н., профессор В.Н. Бричкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Переработка сильвинитовых руд на отечественных и зарубежных предприятиях осуществляется преимущественно флотационным методом. Сильвинитовые руды основных калийных месторождений в мире (Россия – Верхнекамское (Березниковский участок), Республика Беларусь – Старобинское, Канада – Саскачеванское) содержат значительное количество водонерастворимых силикатно-карбонатных примесей (4 – 12 %), легкошламующихся в процессе измельчения руды и оказывающих отрицательное влияние на флотируемость сильвина (KCl). Существующее флотационное выделение шламов из сильвинитовых руд с высоким содержанием силикатно-карбонатных примесей характеризуется значительной продолжительностью процесса и недостаточной его эффективностью, что приводит к повышенным потерям хлористого калия с глинисто-солевыми отходами. Кроме того, технологическими схемами предусмотрен возврат промпродуктов сильвиновой флотации в голову процесса - в питание цикла обесшламливания руды. Это приводит к увеличению количества глинисто-солевых шламов и дополнительным потерям хлористого калия с глинисто-солевыми отходами, особенно с их жидкой фазой. Вместе с тем отсутствие данных о взаимном влиянии реагентов на конкурентную адсорбцию катионного собирателя на сильвине и силикатно-карбонатных примесях при проведении сильвиновой флотации затрудняет оптимизацию реагентных режимов и обуславливает эмпирический подход к определению оптимальных расходов реагентов.

В связи с этим возникает необходимость в совершенствовании реагентных режимов и технологии флотационной переработки сильвинитовых руд, что имеет большое технологическое и экономическое значение.

Цель работы. Повышение эффективности флотационной переработки высокошламистых сильвинитовых руд на основе оптимизации реагентных режимов для флотационного обесшламливания, флотации сильвина и флотации галита в насыщенном сильвинитовом растворе в присутствии силикатно-карбонатных примесей.

Идея работы. Заключается в использовании высокооксиэтилированных аминов различного состава для флотации шламов, алкилморфолинов для флотационного выделения галита и эффекта взаимного влияния депрессоров шламов и вспенивателей на сильвиновую флотацию в присутствии водонерастворимых примесей различного состава.

Основные задачи исследований:

  1. Изучение влияния состава высокооксиэтилированных первичных и вторичных алкиламинов и диаминов на эффективность, селективность и кинетику флотационного обесшламливания калийных руд.
  2. Исследование совместного действия различных вспенивателей и депрессоров на конкурентную сорбцию алифатических аминов хлористым калием и водонерастворимыми примесями высокошламистых калийных руд.
  3. Изучение флотируемости галита в насыщенных солевых растворах хлоридов калия и натрия алкилморфолинами в присутствии силикатно-карбонатных шламов и разработка реагентных режимов обогащения промпродуктов сильвиновой флотации.
  4. Разработка технологии флотационной переработки калийных руд, включающей применение оксиэтилированных аминов для флотационного обесшламливания руды и исключающей циркуляцию промпродуктов в цикл измельчения.

Методы исследований. В работе использованы экспериментальные методы и теоретические методы исследований. Экспериментальные методы применялись для физико-химических и технологических исследований в лабораторном, укрупнено-лабораторном и полупромышленном масштабах. При обработке экспериментальных данных применялись методы математической статистики и стандартные компьютерные программы. Исследования фазового и химического состава твердых и жидких материалов проводились с использованием рентгенографического количественного фазового анализа и методами количественного анализа.Кроме того, в данной работе использовались методы, принятые в практике научных исследований калийной промышленности и в заводской практике.

Научная новизна:

    1. Установлена зависимость флотационного выделения силикатно-карбонатных шламов из сильвинитовых руд окси-этилированными аминами различного состава.
    2. Предложены новые реагенты высокооксиэтилированные талловые первичные амины, диамины и вторичные амины для флотационного обесшламливания высокошламистых сильвинитовых руд и усовершенствованная схема обесшламливания.
    3. Исследована флотируемость галита в насыщенных солевых растворах KCl-NaCl-H2O алкилморфолинами в присутствии силикатно-карбонатных шламов и разработана технология флотационной переработки сильвинитовых руд с дообогащением промпродуктов сильвиновой флотации путем флотационного выделения галита.
    4. Установлена зависимость конкурентной сорбции алифатических аминов на сильвине и силикатно-карбонатных шламах от минерального состава шламов, эффективности «экранирующего» действия органического депрессора на поверхности частиц шламов и коллоидного состояния амина в солевом растворе.

Основные защищаемые положения:

  1. Наибольшая эффективность и скорость флотации силикатно-карбонатных примесей из высокошламистых сильвинитовых руд обеспечиваются при применении в качестве собирателя оксиэтилированных алкиламинов и алкилдиаминов с количеством молей окиси этилена 25 – 30, а также оксиэтилированных алкиламинов с разветвленным углеводородным радикалом.
  2. В насыщенном сильвинитовом солевом растворе возможно осуществление флотации галита из промпродуктов сильвиновой флотации с использованием алкилморфолинов. Добавка органических полимеров и аполярных реагентов улучшает флотируемость галита из промпродуктов сильвиновой флотации, содержащих водонерастворимые силикатно-карбонатные примеси.
  3. Конкурентная сорбция алифатических аминов на сильвине и силикатно-карбонатных шламах определяется взаимным влиянием на нее эффективности «экранирующего» действия органического депрессора на поверхность частиц шламов и коллоидным состоянием амина в солевом растворе в зависимости от диспергирующих свойств вспенивателя.

Практическая значимость работы:

  1. Осуществлено промышленное применение нового собирателя шламов Ethomeen НТ/40 на основе первичных оксиэтилированных аминов и разработана новая технология флотационного обесшламливания высокошламистых сильвинитовых руд.
  2. Осуществлена опытно-промышленная проверка и показана перспективность применения в качестве собирателей шламов модифицированных оксиэтилированных аминов (диаминов и вторичных аминов).
  3. Разработана технология переработки калийных руд, включающая дообогащение промпродуктов флотацией из них галита.
  4. Внедрение предложенных реагентных режимов флотации шламов позволило только на флотационной фабрике Второго Березниковского рудоуправления ОАО «Уралкалий» повысить товарное извлечение хлористого калия на 0,17 % и обеспечить дополнительный выпуск 3,6 тыс.т. готового продукта в год с получением дополнительной прибыли 4,9 млн. руб./год.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций. Достоверность защищаемых положений и основных выводов обеспечивается значительным объемом экспериментального материала, хорошей сходимостью результатов параллельных опытов, положительным результатом промышленного внедрения разработанных реагентных режимов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях: VI международном конгрессе обогатителей стран СНГ (2007 г., г. Москва), Международном совещании РАН «Плаксинские чтения - Современные методы комплексной переработки руд и нетрадиционного минерального сырья» (2007 г., г. Апатиты), XXIV международном конгрессе по обогащению полезных ископаемых (2008 г., г. Пекин, Китай).

Личный вклад автора состоит в обосновании направлений решения поставленных задач, в организации и проведении всего комплекса лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний; анализе и обобщении результатов исследований.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 8 печатных работах, в том числе четыре – в журналах, входящих в список ВАК РФ («Обогащение руд» и «Горный журнал»), получен 1 патент.

Структура и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 163 страницы состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 137 источников, включает 53 рисунка, 23 таблицы и 1 приложение.

Автор выражает благодарность ведущему научному сотруднику к.т.н. Н.Н. Пантелеевой за помощь в интерпретации полученных данных, сотрудникам лаборатории флотации и реагентов и горно-геологической лаборатории ЗАО «ВНИИ Галургии» за полезные замечания и помощь при выполнении работы, техническим работникам ОАО «Уралкалий» и ОАО «Сильвинит» за помощь в проведении опытно-промышленных испытаний.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Общей теоретической базой при выполнении данной работы явились труды ведущих ученых в области флотационного метода обогащения солей: Х.М. Александровича, Х. Шуберта, А. Зингевальда, Д. Фюрстенау, А.А. Желнина, Н.Н. Тетериной, В.И. Классена, К.А. Разумова, С.Н. Титкова, В.А. Арсентьева, Ф.Ф. Можейко, Э.Ф. Коршука, А.Д. Маркина, В.А. Кремера и др.

Первая глава диссертации посвящена анализу разрабатываемых месторождений сильвинитовых руд в России и зарубежом, известных и применяемых в мировой практике флотационных реагентов, технологических схем, используемых в практике обогащения сильвинитовых руд Верхнекамского и Старобинского месторождений на флотационных фабриках ОАО «Уралкалий», ОАО «Сильвинит» и РУП «ПО «Беларуськалий».

Во второй главе приведены методы и методики проведения исследований.

В третьей главе приведены результаты лабораторных исследований эффективности действия новых реагентов при флотационной переработке калийных руд:

  • нового класса реагентов собирателей шламов – высокооксиэтилированных аминов с различным строением углеводородного радикала и количества молей окиси этилена;
  • алкилморфолинов различного строения с добавкой реагентов модификаторов для флотационного разделения галита в насыщенных солевых растворах хлоридов калия и натрия алкилморфолинами.

В четвертой главе приведены результаты исследований по влиянию различных вспенивателей на коллоидное состояние амина в насыщенных солевых растворах, на флотируемость сильвина и сорбцию амина на хлористом калии и силикатно-карбонатных примесях; влиянию органического депрессора и коллоидного состояния амина в солевом растворе на конкурентную сорбцию амина на хлористом калии и силикатно-карбонатных примесях и флотацию хлористого калия в присутствии водонерастворимых примесей.

В пятой главе приведены результаты опытно-промышленных испытаний оксиэтилированных аминов различного состава на флотационных фабриках ОАО «Уралкалий»; выделения из промпродукта сильвиновой флотации тонкозернистых фракций галита в качестве отвального продукта. Приведена оценка экономического эффекта, связанного с внедрением разработанного реагента Ethomeen НТ/40.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых научных положениях:

1. Наибольшая эффективность и скорость флотации силикатно-карбонатных примесей из высокошламистых сильвинитовых руд обеспечиваются при применении в качестве собирателя оксиэтилированных алкиламинов и алкилдиаминов с количеством молей окиси этилена 25 30, а также оксиэтилированных алкиламинов с разветвленным углеводородным радикалом.

В качестве собирателей для флотации шламов была изучена эффективность действия оксиэтилированных аминов с различным строением углеводородного радикала и количеством оксиэтильных групп в сравнении с оксиэтилированными нонилфенолами (НФ), используемыми в настоящее время на флотационных фабриках ОАО «Сильвинит».

По эффективности действия наилучшими реагентами для флотации шламов были признаны первичные олеиловые (ОА) и талловые оксиэтилированные амины (ТА), вторичные талловые амины (ВТА) и талловые диамины (ДТА). Максимум флотационной активности достигается при использовании этих реагентов, содержащих 25 – 30 молей окиси этилена (рис. 1 а, б).

Рис. 1.Определение оптимального количества молей окиси этилена в составе оксиэтилированных аминов.

Сравнение исследуемых реагентов проводили не только по извлечению н.о. в пенный продукт флотации шламов (эффективности), но и по количеству извлекаемого со шламами полезного компонента (хлористого калия), выражающегося в его потерях с отвальным шламовым продуктом. По селективности действия оксиэтилированных аминов наилучшие результаты показали талловые гидрогенизированные амины и вторичные оксиэтилированные амины, позволяющие уменьшить потери хлористого калия со шламовым продуктом (рис. 2).

Рис. 2. Сравнение селективности действия оксиэтилированных аминов различного состава.

Применение сочетания оксиэтилированных диаминов и вторичных аминов позволяет получить наилучшие результаты, как с точки зрения селективности, так и эффективности процесса.

2. В насыщенном сильвинитовом солевом растворе возможно осуществление флотации галита из промпродуктов сильвиновой флотации с использованием алкилморфолинов. Добавка органических полимеров и аполярных реагентов улучшает флотируемость галита из промпродуктов сильвиновой флотации, содержащих водонерастворимые силикатно-карбонатные примеси.

Промпродукты сильвиновой флотации, образуемые при проведении трех перечистных флотаций чернового концентрата, содержат значительное количество мелкого галита и нерастворимого остатка, и подача их в цикл основной флотации приводит к обеднению питания сильвиновой флотации по хлористому калию и увеличению содержания в нем «свободных» диспергированных шламов. В настоящее время промпродукты подаются в голову процесса (в цикл измельчения руды), что увеличивает выход шламового продукта.

Исследования по флотации галита в насыщенном солевом растворе KCl – NaCl в присутствии силикатно-карбонатных шламов показали возможность осуществления флотации галита из промпродуктов сильвинитовой флотации.

Наиболее труднообогатимым является промпродукт 1 перечистки, наиболее богатый по н.о. и наиболее бедный по хлористому калию. При флотации галита из промпродукта 1 перечистной сильвиновой флотации флотационной фабрики Второго Березниковского рудоуправления ОАО «Уралкалий» добавка органических полимеров и аполярных реагентов улучшает флотируемость галита и извлечение NaCl в пенный продукт в среднем увеличивается на 50 %, что позволяет повысить содержание хлористого калия в камерном продукте до 17,0 % (рис. 3).

Рис. 3. Извлечение NaCl (А) и содержание KCl в камерном продукте флотации галита (Б) из промпродукта 1 перечистки БРУ-2 алкилморфолином АМ12-14 при расходе 170 г/т питания.

Удаление фракции -0,2 мм и последующая флотация галита из крупной фракции промпродуктов позволяет достигнуть содержания хлористого калия в обогащенном промпродукте более 30 %, что обуславливает возможность направления обогащенного промпродукта непосредственно в питание сильвиновой флотации без ухудшения качества последнего (табл. 1).

Таблица 1

Результаты опытов по флотации галита из промпродукта
1 перечистки



Pages:   || 2 |
 





 
© 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.