Обогащение минерального сырья

О технологической и экономической эффективности использования немеханических энергетических воздействий при переработке труднообогатимого 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».

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.

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 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

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 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.

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.

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».

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.

Обсужден вопрос взаимодействия минеральной частицы с пузырьком газа применительно к условиям пенной флотации. Рассмотрено истечение жидкости из прослойки, разделяющей объекты взаимодействия, обусловленное преимущественно гидрофобной составляющей расклинивающего давления. Предположено, что для извлекаемого минерала электростатическое взаимодействие оказывает значительно меньшее влияние на сближение объектов и утончение жидкой прослойки. В этой связи основное внимание уделено влиянию степени гидрофобности минеральной поверхности на скорость удаления жидкости из прослойки. Установлено, что расход жидкости за счет гидрофобной составляющей расклинивающего давления меньше расхода жидкости, вызванного действием физической формы сорбции реагента. Высказано предположение, что гидрофобизация минерала имеет своим назначением создание участков поверхности, на которых активные по отношению к границе раздела “газ – жидкость” формы реагента закрепляются по правилу уравнивания полярностей. Физически закрепившиеся формы реагента удаляют жидкость из прослойки после ее прорыва и тем самым снимают кинетическое ограничение образованию флотационного контакта

Дана численная оценка соотношения активностей физической и химической форм сорбции реагента на сульфидных минералах. Сделан ряд допущений: 1) основным кинетическим ограничением образованию флотационного контакта является прослойка жидкости, разделяющая минеральную частицу и пузырек газа; 2) вклад в удаление жидкости из прослойки вносится обеими формами сорбции реагента; 3) объем жидкости, удаляемый физической формой сорбции реагента, определяется разностью объемов жидкости в прослойках, ограниченных поверхностями менисков с наступающим ΘA и отступающим краевыми углами ΘR, имеющими радиус шейки R. Объем жидкости, удаляемый в результате действия поверхностных сил (гидрофобных, дисперсионных), не учитывался по причине низкой плотности и мозаичности закрепления реагента. Приведены результаты экспериментальных работ по определению предельных значений наступающих и отступающих статических контактных углов на поверхности ряда сульфидов цветных металлов. Показано, что селективность флотационного разделения сульфидов зависит от соотношения объемов жидкости, удаляемых десорбируемой физической и недесорбируемой химической формами сорбции реагента. Предложенный метод оценки селективности пригоден для минералов с близкими поверхностными свойствами, когда стабилизирующее ионно-электростатическое взаимодействие минералов с пузырьками газа отсутствует или незначительно. Результаты расчета могут быть полезны для оптимизации собирательной способности физически закрепившегося малополярного или десорбируемых производных форм ионногенного реагента с целью повышения селективности разделения сульфидных минералов.

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

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.

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 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 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.

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 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.