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 |

Извлечение мелкого и тонкого золота на поверхности вращающейся жидкости

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Саломатова Светлана Ивановна

ИЗВЛЕЧЕНИЕ МЕЛКОГО И ТОНКОГО ЗОЛОТА

НА ПОВЕРХНОСТИ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ

Специальность: 25.00.13– Обогащение полезных ископаемых

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2007

Работа выполнена в Институте горного дела Севера им.Н.В.Черского Сибирского Отделения РАН

Научный руководитель: доктор технических наук

Матвеев Андрей Иннокентьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, академик АН республики Таджикистан, профессор Соложенкин Петр Михайлович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент

Игнаткина Владислава Анатольевна

Ведущая организация: ФГУП «ЦНИГРИ»

Защита состоится «27» февраля 2007 г. в 14 часов

на заседании диссертационного совета Д 002.074.01 в Институте проблем комплексного освоения недр РАН (ИПКОН РАН) по адресу: г. Москва Е-20, Крюковский тупик, 4. факс 360-89-60

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПКОН РАН

Автореферат разослан «___» __________ 200 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

канд. техн. наук Шрадер Э.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ухудшение качества минерального сырья, вовлекаемого в переработку, связано с увеличением доли тонковкрапленных минералов полезных компонентов в рудах, которые требуют применения энергоемкого тонкого измельчения для их вскрытия и сложных комбинированных технологий обогащения.

Основной проблемой при обогащении рудных месторождений золота является извлечение мелкого и тонкого золота. Основная масса золота мелких фракций тоньше -0,07 мм гравитационными методами не извлекается. Для обогащения таких фракций золота несомненную перспективу представляют флотационные методы. Мелкое золото крупностью -0,07+0,04 мм обычно легко флотируется сульфгидрильными коллекторами и известными вспенивателями при естественных значениях рН без добавления модификаторов среды. Извлечение золота в зависимости от фракционного состава достигает 80—90 %. Успех пенной флотации определяется как реагентным режимом, так и гидродинамическими условиями флотации, достаточно специфическими для золота.

В связи с этим, разработка технологий, обеспечивающих рентабельность вовлечения в переработку руд, содержащих мелкое и тонкое золото является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР ИГДС СО РАН 1995-2006 г.г.; Государственным заказом РС(Я) №2-13 от 16.04.2003 г. на научно-технические работы «Анализ существующих технических средств и технологий извлечения золота и разработка рекомендаций по россыпным и рудным месторождениям» 2003 г.; работами с ЗАО «Тарын» и ОАО «Сарылах-Сурьма».

Цель работы – повышение эффективности доводки флотационных концентратов, содержащих мелкое и тонкое золото на основе применения центробежных флотомашин нового типа.

Основная идея работы заключается в выявлении закономерностей, характеризующих влияние центробежной силы на поведение частиц золота на поверхности вращающейся жидкости и их извлечение.

Основные задачи исследований:

– экспериментальные исследования отрыва минеральных частиц и золота из пенного флотационного слоя после прекращения аэрации воздухом;

– теоретическое обоснование разделительных процессов минеральных частиц, основанное на различии их удерживающей способности на поверхности вращающейся пульпы;

– разработка способа флотации минералов из монослоя минерализованной поверхности вращающейся пульпы для перечистных операций при доводке флотационных концентратов, содержащих мелкое и тонкое золото;

– разработка аппаратов центробежной флотации и экспериментальная оценка их по эффективности разделения золотосодержащих рудных геоматериалов.

Объект исследований: экспериментальные исследования проведены на золотосодержащих продуктах обогащения ОФ «Караван» по переработке руд месторождения «Малтан» и Сарылахской ОФ по переработке руд месторождения «Сарылах».

Предмет исследования: флотационное извлечение мелкого и тонкого золота из продуктов обогащения золото-сурьмяных руд.

Методы исследований: анализ и обобщение литературных источников, физическое моделирование, теоретическое обоснование процессов разделения минеральных смесей на поверхности вращающейся жидкости, экспериментальные исследования на новых аппаратах центробежной флотации, изучение комплексного вещественного анализа продуктов разделения на основе минералогического, элементного спектрального, пробирного анализов, статистические методы обработки экспериментальных данных.

Основные защищаемые положения:

- Условия перехода объемной пены в монослой с максимальным сохранением минералов на границе фаз газ – жидкость определяются скоростью движения потока воды и степенью аэрации исходной флотационной среды.

- Разница удерживающей способности минеральных частиц на поверхности вращающейся жидкости обеспечивается их гидрофобностью при наличии отрывающих центробежных сил, что создает условия для селективного разделения минералов.

- Разработанная комбинированная гравитационно-флотационная схема обогащения хвостов гравитационной переработки золото-сурьмяных руд содержащих мелкое и тонкое золото с применением центробежных флотомашин нового типа позволяет вовлечь в повторную переработку техногенные хвосты.

Научная новизна работы:

– определены особенности перехода пенного минерализованного слоя флотации в минерализованный монослой при подаче его на поверхность движущегося потока воды;

– дана оценка влияния центробежных сил вращения потока жидкости на селективность отрыва гидрофобных частиц с ее поверхности;

– установлены зависимости качества получаемых концентратов по содержанию золота от режимных и конструктивных параметров центробежных флотомашин.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов, полученных в диссертационной работе, основывается на использовании большого объема экспериментальных данных, их статистической обработки, современных методах анализа продуктов обогащения.

Практическая ценность работы состоит в том, что на основании теоретических и экспериментальных исследований разработана эффективная технология доводки флотационных золотосодержащих концентратов с перечисткой чернового концентрата основной флотации методом флотации на поверхности вращающейся пульпы.

Личный вклад автора состоит в постановке цели и задач исследования, физическом моделировании, исследовании зависимостей качества получаемых концентратов от режимных и конструктивных параметров центробежных флотомашин, обосновании нового способа перечистки флотационных концентратов, разработке конструкций лабораторных центробежных флотомашин.

Реализация результатов работы. Разработанная технология переработки хвостов гравитационного обогащения, содержащих мелкое и тонкое золото, передана ЗАО «Тарын» для разработки технологического регламента и проекта на отработку месторождения «Малтан» и переработку хвостов гравитационного обогащения. Результаты исследований могут быть рекомендованы для переработки аналогичных по составу руд, в частности, для руд Сарылахского и Сентачанского месторождений.

Апробация работы: Основные результаты работы и ее отдельные положения докладывались на второй международной научно-практической конференции и выставке “Драгоценные металлы и камни – проблемы добычи и извлечения из руд, песков и вторичного сырья”(Иркутск, Иргиредмет, 2001г.); на Международном совещании «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья», Плаксинские чтения, Чита, 16-19 сентября 2002 г; на V конгрессе обогатителей стран СНГ 23-25 марта 2005 года (г.Москва, МИСиС); на Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозоны» Якутск 14-17 июня 2005г.); на Международном совещании «Прогрессивные методы обогащения и технологии переработки руд цветных, редких и платиновых металлов» (Плаксинские чтения-2006). Красноярск.

Публикации: по теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, в том числе получено 2 патента РФ на изобретение.

Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 148 страницах, содержит 51 рисунок и 28 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В решение проблем, связанных с извлечением золота из труднообогатимых руд и россыпей значительный вклад внесли выдающиеся ученые В.И. Зеленов, О.В. Замятин, А.Г. Лопатин, В.П. Мязин, И.Н. Плаксин, Г.Г. Минеев, П.М. Соложенкин, В.Н. Шохин, ученые и специалисты ИПКОН РАН, ЦНИГРИ, МГГУ, ИРГИРЕДМЕТа, КГУЦМиЗ и др.

Совершенствование гравитационных схем обогащения, использование современных гравитационных центробежных аппаратов не позволяет достаточно полно извлекать мелкое и тонкое золото.

Для рудных месторождений золото-сульфидного типа, где основная масса золота является тонковкрапленной, применяются гравитационно-флотационные методы обогащения.

При применении традиционных флотомашин в перечистных операциях флотации существует вероятность потери труднообогатимых фракций золота, за счет того, что первичные концентраты переводятся вновь в объем пульпы, где происходит перефлотация.

Исследование процессов разделения минеральных частиц

Моделированием пенного флотационного процесса занимались ученые К.Ф. Белоглазов, О.С. Богданов, И.С. Максимов, Л.О. Филиппов, Ю.П. Морозов, В.З. Козин, Г.Д. Краснов, А.А. Лавриненко и другие исследователи.

Обзор литературных источников показал, что процесс разделения минералов происходит в пенном слое флотационной системы, где имеет место вторичная концентрация минералов, и при послойном съеме пены возможно получение богатых промпродуктов.

Проведены исследования для оценки характера выпадения частиц золота из пенного флотационного слоя после прекращения аэрации воздухом на шламовых фракциях золотосодержащих гравитационных концентратов с содержанием золота 610 г/т. Реагентный режим: бутиловый ксантогенат калия (100 г/т), сосновое масло (40 г/т). Полученный пенный флотационный слой переносился в чашку с водой и отстаивался в течение 10 с, выпавший материал – продукт 1, затем пенный слой переносился в другую чашку, отстаивался в течение 10 с, выпавший материал – продукт 2, и так далее до получения продукта 6 (всего спустя 60 с от начала эксперимента). Полученные результаты исследования, представленные на рис.1, показывают, что существует явно выраженная разница удерживающей способности золота в начальной и конечной фазах гашения пены.

Рис. 1. Изменение содержания золота в продуктах, выпавших из

пенного слоя от времени разрушения пены.

В начальной стадии процесса происходит интенсивный отрыв золота, за счет чего наблюдается максимальная концентрация золота в продукте отрыва за период от 10 до 20 с после прекращения аэрации. В последующем содержание золота в продуктах отрыва падает.

Для того чтобы избежать негативного влияния разрушения пены на селективность процесса, предлагается переводить минерализованную пену на плоский слой при максимальном сохранении минералов за счет подпенного смыва потоком воды, и создать условия для селективного разделения минералов. Исследования проведены на экспериментальном стенде №1 (рис.2), состоящем из лабораторной флотомашины и длинного желоба с перегородками, делящими желоб на секции.

Рис. 2. Экспериментальный стенд №1

1- лабораторная флотомашина 240 ФЛ-А; 2- камера флотомашины; 3- желоб с перегородками; 4- емкость для оставшейся пены.

Вариант 1– глухие перегородки; Вариант 2 – перегородки со щелями.

На графике рис.3 приведены результаты исследований выпадения материала из пенного слоя от суммарного веса всего материала, закрепленного после флотации в экспериментах с применением собирателя и без него, а также в сравнении с вариантом использования щелевидных перегородок.

Как видно из графика (рис.3), в случае применения собирателя, интенсивность выпадения материала из плоского пенного слоя существенно затормаживается и на начальном этапе в два раза меньше, чем без собирателя. При этом, интенсивность выпадения частиц из пенного слоя в экспериментах на желобе с глухими или щелевидными перегородками практически одинакова. Следовательно, влияние подпенных потоков при каскадном режиме работы установки на процесс отрыва частиц из пенного слоя несущественно, без применения собирателя влияние отрывающих сил со стороны турбулентных потоков значительно усиливается.

Рис. 3.

Интенсивность выпадения

материала из пенного слоя,

текущего по наклонному

желобу.

Для перехода пены в минерализованный слой наиболее важным является условие, по которому должно соблюдаться максимальное сохранение суммарной площади границы жидкость-газ с учетом постоянно протекающего процесса разрушения пены:

где Sслоя - суммарная площадь поверхности воды образующейся в единицу времени на желобе, м2/с; Кр.п - коэффициент разрушения пены; Sпены- суммарная площадь поверхности пузырьков в пенном слое при нагнетании воздуха в камеру флотации в единицу времени, м2/с.

Минимальная скорость течения пульпы по наклонной поверхности (желобу) равна:

где: Q – расход воздуха во флотомашине, м3/с; R – средний радиус аэрируемых пузырьков, м; V – скорость течения потока, м/с; L – ширина порога желоба, м.

Расчетная скорость потока в желобе равна 2,3 м/мин, а фактическая скорость потока в проведенных исследованиях, при наклоне желоба 3 град, составляет 8,4 м/мин.

Таким образом, скорость потока в желобе соответствует необходимому условию перехода пены в мономинерализованный слой поверхности воды.

Процессы разделения минералов на поверхности вращающегося потока воды

Если рассматривать вероятности удержания частиц на границе воздух – вода по схеме пузырек – частица, пенный слой и минерализованный монослой, то, очевидно, что удерживающая способность частиц больше в пенном слое за счет наличия слоев. Однако при переходе в минерализованный слой на поверхность воды частица удерживается на плоской поверхности раздела газ– жидкость одной флотационной силой Fф.

Соотношение удерживающей способности на пузырьках воздуха и на плоской поверхности воды определяется соотношением размеров частиц и пузырька и краевым углом смачивания.

В отличие от баланса сил уравновешивания минеральных частиц на поверхности единичного пузырька в случае нахождения частицы на плоской поверхности воды отсутствует капиллярная сила , ее величина существенно зависит от размеров пузырька, контура прилипания, а также от формы частицы и связанным с ней гистерезисом смачивания.

Разделение минеральных частиц на поверхности вращающейся жидкости будет определяться соотношением действующих сил, где дополнительно участвуют капиллярная и центробежная силы.

При условии равновесия частицы на поверхности вращающейся жидкости в центробежном флотационном конусе на частицу действуют: флотационная сила (Fф), гидростатическая сила выталкивания (Архимедова сила) (Fг ), капиллярная сила Лапласа ( Fл), сила гравитации (Fт), центробежная сила (Fц).

Расклад сил, действующих на частицу, на поверхности вращающейся жидкости приведен на рис.4.

Рис. 4. Расклад сил, действующих на частицу на поверхности вращающейся водной воронки. R1 – радиус круга (от вертикальной оси конуса до центра тяжести частицы на поверхности жидкости), м; R2 – радиус поверхности жидкости (водной воронки), м; r – радиус частицы, м; а – радиус контура прилипания, м; – угол наклона поверхности жидкости к горизонту у периметра трехфазного контакта, град., – угол смещения нормали кривой профиля воды в конусе в точке нахождения частицы от вертикальной оси конуса, град.

С учетом всех сил формула примет вид:

При соблюдении баланса сил условие отрыва частицы с поверхности газ-жидкость при постоянных значениях поверхностного натяжения жидкость-газ, крупности и плотности частиц определится:

где:и– плотности частиц и жидкости, кг/м3 ; – угол смещения нормали кривой профиля воды в конусе в точке нахождения частицы от вертикальной оси конуса, град; ж-– поверхностное натяжение на границе жидкость-газ, мН.м-1.

Центробежная сила, действующая на частицу на поверхности газ-жидкость во флотомашине с центральной разгрузкой концентрата, зависит от профиля кривизны поверхности образующейся водной воронки и изменения скорости вращения жидкости по ее высоте. Полученный экспериментальным путем профиль поверхности образующейся водной воронки описывается экспоненциальной функцией. На рис. 5 изображена схема центробежной флотомашины с центральной разгрузкой концентрата.

 Схема центробежной флотомашины с центральной разгрузкой концентрата: 1--13

Рис. 5. Схема центробежной флотомашины с центральной разгрузкой концентрата: 1- цилиндрическая часть корпуса флотомашины; 2- коническая часть корпуса флотомашины; 3 - трубчатые аэраторы; 4 - патрубок для подвода воздуха; 5 - тангенциальные патрубки для подвода воды; 6 - патрубок для подачи исходного материала; 7 - отверстие для вывода хвостов; 8 - центральный патрубок для разгрузки концентрата.

Для определения скорости вращения поверхностного слоя воды на определенных участках водной воронки и степени воздействия центробежной силы на частицу, проведена оценка характера движения частиц по закручивающейся поверхности. Экспериментально установлена зависимость скорости движения частицы от радиуса воронки.



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.