Обогащение минерального сырья

Сборник статей «Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов» включает материалы XIII Международной научно-практической конференции, проходившей 27-29 ноября 2013 г. в Забайкальском государственном университете. Сборник состоит из пяти частей. Часть I содержит доклады секции «Современные технологии производства».

Сборник статей «Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов» включает материалы XIII Международной научно-практической конференции, проходившей 27-29 ноября 2013 г. в Забайкальском государственном университете. Сборник состоит из пяти частей. Часть III содержит доклады секций «Обогащение полезных ископаемых», «Геология и геофизика», «Геолого-технологическая».

Представлены результаты исследований по получению сорбционных, керамических и вяжущих материалов из модифицированных природных алюмосиликатов и магнезиальных силикатов. Предназначена для специалистов учебных, научных и производственных организаций, занимающихся изучением минерального нерудного сырья и разработкой технологий получения на его основе материалов различного назначения. Может быть полезна студентам и аспирантам, обучающимся по программам, связанными с химической технологией тугоплавких неметаллических и силикатных материалов, а также преподавателям вузов.

Приведены результаты экспериментальных исследований магнитных свойств железосодержащего сульфидного и несульфидного минерального сырья при радиационно-термической обработке. Установлено, что объемная магнитная восприимчивость для пирита возросла более чем в 100 раз, а для бокситовой руды — почти в 6 раз. Показана возможность использования радиационно-термической модификации для бокситового и оловосодержащего минерального сырья при его переработке

В предлагаемой вниманию читателей монографии впервые в отечественной и мировой литературе рассмотрена в широком аспекте многостадийная модель флотации, предложенная автором более 30 лет назад. Показаны возможности ее использования в различных направлениях флотационной очистки воды, сгущения осадков и обогащения полезных ископаемых. Широко освещены вопросы, касающиеся нового флотационного оборудования в виде флотокомбайнов, разработанных на основе модели многостадийной флотации. Указаны перспективы и пути интенсификации флотационных процессов очистки воды.

В работе рассматриваются вопросы обогащения хвостов гравитационного обогащения Васильковской сульфидной золотосодержащей руды.

Представлены новые результаты исследований структурно-химических свойств минеральных образований на поверхности гидрофильных природных алмазов, полученные методами рамановской, РФС и ОЖЕ-спектроскопии. С применением сканирующего электронного микроскопа Jeol-5610 и анализатора INCA исследованы морфологические особенности минеральных нанообразований. На основе изучения фазового состава неизвлеченных алмазов в процессе обогащения кимберлитовых руд установлено два типа минеральных образований на их поверхности: микрообразования в виде глобул силикатной природы < 1 мкм; образования, представленные нанопленкой на глубину более 5 нм, в виде силикатов. На исследуемых алмазах диагностированы силикаты тальковой группы, имеющие слоистую структуру и обуславливающие гидрофильность поверхности кристаллов

На основе комплекса минералогических исследований установлена идентичность состава измененных кимберлитов и образованных в процессе переработки шламов. Выявлен высокий процент содержания глинистых минералов типа талька, тальк-сапонита, хлорит-сапонита, Na-сапонита и рентгеноаморфной фазы до 50 %. Присутствует кальцит, доломит, серпентин. Методами оптической микроскопии, инфракрасной спектроскопии и микрорентгеноспектрального анализа изучен состав поверхности природных алмазов при взаимодействии с диагностированными минералами. Установлена последовательность и условия формирования минеральных образований на поверхности кристаллов в условиях переработки метасоматически измененных кимберлитов.

В продуктах ступенчатого обжига пирит-арсенопиритовых концентратов выявлено присутствие фаз арсенатов железа FeAsO4, Fe4As2O11, Fe3(AsO4)2. Представлены результаты исследований по выщелачиванию огарков в щелочной среде, создаваемой гидроксидом натрия с использованием пероксида водорода в качестве окислителя. Экспериментально подтверждена эффективность щелочного выщелачивания в присутствии H2O2 для вскрытия золота, связанного с арсенатами железа (II) и (III) и снижения содержания мышьяка от 1.2 – 1.4 до 0.06 – 0.15 %. Показано, что предварительное выщелачивание огарков способствует повышению извлечения золота цианированием от 91 – 91.9 до 97.3 – 97.9 %

Рассмотрена возможность извлечения благородных и редких металлов из каустобилитов (сланцы, природные битумы и др.). Представлены результаты минералого-технологических исследований проб, анализ которых показывает повышенное содержание ценных микроэлементов в некоторых объектах. Все исследуемые объекты содержат углерод различной степени метаморфизма. В зависимости от типа сырья, исследования выполнялись по трем направлениям: стадиальное диагностическое сорбционное выщелачивание, флотационное обогащение с предварительным измельчением пробы в среде аминоуксусной кислоты и магнитное обогащение. Проведенные исследования рассеянного углеродистого вещества из каустобилитов позволяют предположить, что концентраторами металлов являются асфальтеновые фракции битумоидов. Результаты исследований показали перспективность вовлечения в переработку нетрадиционного углеродсодержащего сырья для извлечения редких и благородных металлов.

Приведены результаты экспериментальных исследований механических свойств известняка, роговика и песчаника при обработке образцов кернов ускоренными электронами. Показано, что в результате обработки изменяются деформационно-прочностные характеристики исследованных горных пород. Установлено, что у известняка и роговика уменьшаются прочность при одноосном сжатии и модуль упругости, изменяется соотношение скоростей продольных и поперечных волн; у песчаника уменьшается прочность на растяжение, увеличиваются прочность при одноосном сжатии, скорости продольных и поперечных волн, а также динамический модуль Юнга. Модификация минерального сырья при обработке ускоренными электронами открывает перспективы для создания эффективных энергосберегающих технологий рудоподготовки и переработки комплексных руд сложного состава

В учебнике изложены физико-химические основы и технология производства благородных металлов. Дана характеристика исходного сырья, представлены технологические схемы его переработки, описано используемое оборудование, приведены показатели металлургических процессов.

В статье обосновывается необходимость разработки нового концептуального подхода к изучению технологических и экономических свойств минерального сырья при его исчерпании и активном развитии фазовых технологий обогащения.

В монографии изложены результаты изучения возможности обогатимости полезных ископаемых в лабораторных условиях, построения кривых обогатимости, рассмотрены возможности моделирования результатов обогащения по полученным кривым (плотности разделения, выходу и зольности концентрата и выходу промежуточного продукта и хвостов), а именно: моделирования сепарационного процесса тяжелосредного обогащения, которое позволяет решить проблему прогнозирования и уменьшить различия между теоретическими расчетами и реальными результатами обогащения.

В учебном пособии кратко изложены основы кристаллографии и минералогии, методы обогащения полезных ископаемых. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Металлургия». Может быть полезно инженерам-обогатителям, горнякам, геологам и технологам.

О технологической и экономической эффективности использования немеханических энергетических воздействий при переработке труднообогатимого минерального сырья

В статье обосновывается необходимость разработки нового концептуального подхода к изучению технологических и экономических свойств минерального сырья при его исчерпании и активном развитии фазовых технологий обогащения.

Приведены результаты экспериментальных исследований магнитных свойств железосодержащего техногенного минерального сырья при радиационно-термической обработке. Установлено, что объемная магнитная восприимчивость пирит и арсенопирит содержащего оловянного техногенного сырья возросла в среднем в 5 раз. Показано, что при радиационнотермической магнетизации и магнитной сепарации из оловянного техногенного сырья Новосибирского оловокомбината возможно получение оловянного концентрата марки КОС-3, отвечающего требованиям фьюминг-процесса

В статье рассматривается новый подход к контролю и регулированию флотационного процесса разделения сульфидных минералов от пирита в известковой среде по электрохимическому потенциалу пульпы, контролируемого с помощью молибденового электрода. Разработанный способ рекомендуется к внедрению на обогатительных фабриках, перерабатывающих цветные металлы и включающих операции селективной флотации в известковой среде.

Представлены новые экспериментальные данные по исследованию спектральных характеристик фотолюминесценции природных алмазов с глубоких горизонтов трубок “Мир” и “Интернациональная” (Республика Саха (Якутия)) в зависимости от состава основных и дополнительных оптически активных структурных дефектов в кристаллах и температурных режимов регистрации спектров с учетом кинетики люминесценции. Высказано предположение о возможности повышения эффективности фотолюминесцентной сепарации алмазных кристаллов за счет применения низкотемпературных воздействий.

В статье обосновывается необходимость разработки нового концептуального подхода к изучению технологических и экономических свойств минерального сырья при его исчерпании и активном развитии фазовых технологий обогащения

Приведены исследования гранулометрического состава и характера распределения редкоземельных элементов в редкоземельной руде коры выветривания.

Представлены результаты исследований обогатимости хвостов из хвостохранилища обогатительной фабрики Ярославской горнорудной компании. Установлено, что содержание в них СаF2 составляет 14.92 %, СаСО3 — 13.16 %, Zn — 0.49 %. Применение новых композиций модификаторов при флотации флюорита дает возможность выделения марочных концентратов, содержащих CaF2 93.19 – 95.54 % при извлечении 52.75 – 30.15 %. Извлечение цинка в концентрат с содержанием 42.11 % составило 38.84 %

Дан анализ низкой эффективности барабанных мельниц при раскрытии сростков повышенной прочности в труднообогатимых рудах. Показано, что основной причиной являются недостаточные разрушающие нагрузки. Приведены основные структурно-химические характеристики свойств минеральных срастаний и роль дефектов при их разрушении. Обоснованы принципы оценки необходимого уровня энергетических воздействий для раскрытия сростков минералов с различными типами и значениями межатомных и межмолекулярных связей при использовании высокоэнергетических и высокоскоростных воздействий свободного удара в дезинтеграторах. Приведены примеры необходимых скоростей соударений минералов и разрушающих органов дезинтегратора при раскрытии сростков сульфидных и редкометальных руд и углей.

Представлены структура и технологические особенности водно-шламовой схемы с замкнутым внутрифабричным водооборотом на основе двухстадиальной гидроклассификации в гидроциклонах с применением системы «ContiClass®» и гидросайзерах и последующим осветлением их слива в радиальных сгустителях, а также уплотнением сгущенного продукта в гидроциклонах, работающих в замкнутом цикле с установками по осветлению шламовых вод. В такой схеме не применяются флотомашины и пресс – фильтры.

Комплексом аналитических исследований установлены различия в составе минеральных образований на поверхности природных алмазов интенсивно измененных кимберлитов в условиях залегания и переработки алмазосодержащих руд. Предложена классификация минеральных образований на алмазах в зависимости от их происхождения, свойств и способа закрепления на поверхности кристаллов.

В статье описана новая технология формирования штабеля для научного выщелачивания золота. Приведены принципиальная технологическая схема научнеого выщелачивания и аппаратная схема участка дробления. Дается календарный план укладки руды в карту и план производства золота.

В статье дано описание барабанных сушилок с системой оттирки (отчистки) различных пород, в частности известняковых. Используемые технологии и оборудование позволяют увеличить долю ценных материалов, исключив дополнительную промывку пород, что является большим преимуществом для регионов с холодными климатическими условиями

В статье обсуждается метод извлечения золота из растворов, основанный на применении дигидротиоктовой кислоты в качестве диспергирующего реагента. Рассмотрены возможные варианты использования дигидротиоктовой кислоты. Определены оптимальные условия ведения процесса

Приведены аналитические данные и результаты исследований по разделению сульфидных минералов коллективных концентратов полиметаллических руд. Выбраны способы разделения минералов с близкими технологическими свойствами. Выявлены факторы, влияющие на эффективность разделения минералов упорных руд и полиметаллических концентратов. Приведены новые данные по активирующему влиянию катионов меди на флотируемость разновидностей сфалерита, галенита, пирита и пирротина и изучены факторы активирующего действия медных минералов. Изучено влияние разновидностей пирита и сульфидов цветных металлов на окисление, флотируемость и депрессию минералов. Исследованы способы разделения полиметаллических концентратов, предусматривающие многостадийную схему флотации с извлечением разновидностей труднофлотируемых минералов в черновые концентраты и продукты с выделением их в разных циклах. Разработан и рекомендован системный режим дозирования селективных собирателей, депрессоров, модификаторов, которые обеспечивают получение лучших результатов.

Қиын және кедей кендерді байыту қиын болғандықтан бір жинағыш кешенді кеннен бағалы минералды тиімді түрде бөліп ала алмайды. Осы мәселені шешудің ең тиімді тәсілі – жинағыштардың қоспасы. Дегенмен, зерттеушілер үшін ең қиын сұрақтар ретінде жинағыштардың әр түрі үйлесімінде болатын синергетикалық эффектіні түсіну және маңызды флотациялық жүйені бағалау үшін адсорбция механизмін зерттеу әдістерін дамыту болып табылады. Бұл мақалада жинағыштардың әр түрлі үйлесімін қолданудың негізгі артықшылықтары талқыланған. Синергетикалық эффектілерді зерттеудегі инновациялық технологиялар адсорбция механизмі тұрғысынан түсіндірілген

В пособии излагаются конструкции, принцип действия, область применения и методы расчета химических машин и аппаратов, предназначенных для переработки минерального сырья. Авторы приводят описание машин для дробления, классификации, рассматривают гравитационные методы обогащения, флотации, обезвоживания, магнитный и электрический методы обогащения, а также оборудование по разделению жидких неоднородных систем.

Представлены новые экспериментальные данные о химическом и фазовом составе, структуре и физико-химических свойствах поверхности минералов метасоматически измененных кимберлитовых пород. Установлены условия формирования и основные генетические типы минеральных микро- и наноразмерных фаз на поверхности алмазов в виде алюмосиликатных минералов, примазок в виде тонких слоев глинистых минералов, кальцита и доломита, связанных цементирующим веществом карбонатного состава, а также эффект их негативного влияния на извлечение алмазов в процессе пенной сепарации. Вскрыты механизмы и предложены эффективные методы комбинированных энергетических воздействий на природную гетерогенную систему “алмаз – поверхностные минеральные фазы” для разрушения гидрофильных минеральных пленок на поверхности кристаллов алмазов, предотвращения их повторного образования и снижения потерь алмазов в процессах переработки алмазосодержащих кимберлитов

Приведены результаты изучения процесса ошламования ниобийсодержащих руд Вишневогорского месторождения. За критерий ошламования принимается содержание классов крупности менее 50 и 5 мкм, определенное на современном лазерном гранулометре. Выбор оптимальных методов и оборудования измельчения проводился по степени ошламования конечных продуктов. При исследовании использованы центробежная и стержневая мельницы. Для измельчения ниобиевых руд наилучшие результаты по степени ошламования показала стержневая мельница. По результатам экспериментов выбрана технологическая схема рудоподготовки ниобиевых руд с применением специальных методов дезинтеграции. В схеме использовано дробильное оборудование, обеспечивающее наибольшую степень селективности — конусная инерционная дробилка, и наименьшую степень ошламования при измельчении — стержневая мельница.

К настоящему времени накоплен достаточно большой экспериментальный материал по структурно-химическим изменениям минералов с различным типом химической связи при активационном измельчении. На основе выполненных исследований установлена возможность прогнозирования особенностей измельчения и специфики дефектообразования в минералах с различным видом химической связи. Показано, что вид и количество образующихся дефектов на поверхности минералов определяют такие важные для обогатительных процессов свойства, как гидратированность, растворимость, флотируемость и др.

На моно- и полиминеральных фракциях, рудном материале и концентратах изучено влияние основных технологических факторов на разделение минералов. Установлены главные критерии, определяющие выбор способов селективного фракционного выделения минералов и их разновидностей в разных циклах технологической схемы. К основным критериям отнесены: степень активирующего влияния минералов меди на другие сульфиды; многофункциональная роль соединений железа; значения pH среды; сочетание и концентрации депрессирующих ионов модификаторов; соотношения долей композиции селективных собирателей; научные принципы построения технологических схем; основы концентрирования и выделения минералов в разных операциях процессов обогащения

Описана существующая технология обезвоживания гипсовой суспензии, образующейся при известняковой очистке дымовых газов в адсорбционных колоннах, которая включает предварительное сгущение пульпы в гидроциклонах диаметром 75 мм с последующим обезвоживанием сгущенного продукта последних на ленточном вакуум-фильтре при глубоком вакууме. Для вывода шламов предусмотрен высокоскоростной сгуститель, работающий с применением флокулянтов.