CC BY
54
------------------------------- © В.Н. Лыгач, Г.В. Ладыгина,
Ю.Е. Брыляков, М.А. Кострова, 2007
УДК 622.7
В.Н. Лыгач, Г.В. Ладыгина, Ю.Е. Брыляков,
М.А. Кострова
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕФЕЛИНОВОГО ПРОИЗВОДСТВА НА АНОФ-П ОАО «АПАТИТ»
ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕАГЕНТНОГО РЕЖИМА ОБРАТНОЙ ФЛОТАЦИИ НЕФЕЛИНА
Семинар № 24
Нефелиновый концентрат получают на ОАО «Апатит» флотационным способом из текущих хвостов апатитового производства, которые образуются при обогащении апатито-нефелиновой руды. Извлечение нефелина из хвостов апатитовой флотации осуществляется путем прямой флотации темноцветных минералов, содержащихся в апатито-нефели-новой руде, т.е. обратной флотацией нефелина.
При действующем производстве нефелинового концентрата предусматривается классификация текущих хвостов апатитовой флотации по классу 0,15 мм, доизмельчение их и обесшламливание до 40 мкм, что приводит к существенным потерям полезного компонента - нефелина. Кроме того, в последние годы резко ухудшился качественный состав перерабатываемых апатито-нефелиновых руд и соответственно хвостов апатитовой флотации, в результате чего повысилось содержание в них пирок-сенов (до 15-17 %) и полевых шпатов (до 8-12 %). Следствием этого явились трудности в получении кондиционного нефелинового концентрата для производства глинозема (28,5 %
А12Оз общ.). Кроме того, извлечение
А12Оз в нефелиновый концентрат не превышает 34-43 %. Обратная флотация нефелина осуществляется жирнокислотным собирателем - сырым талловым маслом в сильнощелочной среде, создаваемой едким натром.
Расход реагентов, применяемых при флотации, большой, и составляет мыло сырого таллового масла (СТМ) -1300-1500 г/т; ЫаОИ - 500-800 г/т. Обратная флотация нефелина осуществляется в условиях оборотного водоснабжения (80 % водооборота), общего с апатитовым производством.
С целью повышения качественноколичественных показателей и совершенствования нефелинового производства была поставлена задача:
- во-первых, изыскать и разработать эффективные реагентные режимы обратной флотации нефелина с использованием новых реагентов, представленными различными классами поверхностно-активных веществ (ПАВ);
- во-вторых, разработать условия повышения извлечения А12Оз в нефелиновый концентрат при повышенной крупности исходного питания.
В связи с этим, исследования по повышению качественно-количественных
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема проведения опьп-ов обратной флотации нефелина
показателей нефелинового производства выполнялись на более грубом питании обратной флотации нефелина (табл. 1).
При этом исследования выполнялись по схеме первой и второй прямой основной флотации темноцвет-
ных минералов с перечисткой их пенного продукта (рис. 1).
Опыты флотации производились на механической флотомашинке с объемом камеры 0,5 см3. Результаты проведенных опытов представлены в табл. 2 и 3.
Таблица 1
Гранулометрический состав питания нефелиновой флотации.
Классы, мм Выход % АІ2О3 обш.
Массовая доля Извлечение
-0,5+0,3 2,47 ^
-0,3+0,25 4,28 25,25
-0,25+0,18 13,46 >- 25,75 28,28
-0,18+0,15 5,04
-0,15+0,10 22,28 24,00 23,25
-0,10+0,074 17,94 21,90 17,09
-0,074+0,05 9,73 34,53 ' 20,9 31,38
-0,05+0 24,80 У
Исх.пр. - питание обрат-ной 100,0 -1 22,99 100,0
флотации нефелина
Таблица 2
Обратная флотация нефелина с применением новых реагентов-собирателей. *
№ опы- та Реагенты, г/ т Массовая доля Д12Оз общ Нефелиновый (камерный) №1 концентрат Продукт перечистки (нефелиновый продукт №2) Пенный продукт перечистки
Мыто Фос- Фос- в испы- Выкод А12О3 общ Выкод А12О3 общ Выкод А12О3 общ
сырого таллово-го масла фол №1 фол №2 тании флотации % Массовая доля Из- вле- чение % Массовая доля Извле- чение % Массовая доля Извле- чение
15 н 980+23 7 - - 23,67 32,0 27,66 37.4 0 62.5 19,85 25,49 21,38 48,15 20,26 41,22
11н 980+ 237 - 23,70 49,59 29,87 18,95 28,44 22,74 31,46 11,15 14,80
22н - - 330+ 80 23,73 48,82 29,79 61,2 7 14,72 26,20 16,24 36,46 14,64 22,49
*) во всех опытах рН среды (11,3) создавалось №ОИ - 610 г/т.
Таблица 3
Результаты обратной флотации нефелина с применением реагентов форсфолов
№ опы- та Реагенты, г/т Обший нефелиновый концентрат (камерный + промпродукт перечистки) Пенный продукт перечистки (питание сфеновой флотации) Массовая доля в питании обратной нефелиновой флотации А12О3 общ
Мыто сырого тал-лового масла Фосфол №1 Фосфол №2 Выход % А12О3 общ Выкод % А12О3 общ
Массовая доля Извлече- ние Массовая доля Извлече- ние
15 н 980+237 - - 51,85 26,83 58,78 48,15 20,26 41,22 23,67
11н - 980+237 - 68,54 29,47 85,24 31,46 11,15 14,80 23,70
22н - - 330+80 63,54 28,96 77,51 36,46 14,64 22,49 23,73
На первой стадии исследований оценивалась эффективность применения новых собирателей в сравнении со стандартным режимом обратной флотации нефелина в операциях основной флотации.
Исследования по изысканию новых реагентов-собирателей для темноцветных минералов и сфена проводились с использованием поверхностноактивных веществ (ПАВ) различных классов, в частности омыленные производные нафтеновых кислот (мылонафт), азотсодержащие ПАВ, их сочетания с СТМ и др. Особенный интерес, по нашему мнению, представляют анионактивные, фосфорсодержащие ПАВ. Эти реагенты обладают диспергирующим действием, устойчивы к солям жесткости и растворимы в воде. Были испытаны два образца этих ПАВ - фосфол №1 и фосфол №2.
Было установлено, что:
- при использовании стандартного собирателя сырого таллового масла (СТМ) при суммарном расходе его -1217 г/т (980 г/т и 237 г/т в I и II основные операции соответственно), получен пенный продукт при выходе 68% и камерный (нефелиновый концентрат), выход которого составил 32 %.
По данным химического анализа, массовая доля А12Оз общ. составила в нефелиновом концентрате 27,66 % и 21,79% А12Оз общ. в пенном продукте. Извлечение А12Оз общ. в нефелиновый концентрат было равным 37,4 %;
- при использовании в качестве собирателя реагента фосфол №1, получен наиболее высокий выход нефелинового концентрата (49,59 %) в сравнении с нулевым режимом (СТМ)
- 32 %. При этом содержание А12Оз общ. в нефелиновом концентрате было очень высоким и составило 29,87 %, а в черновом пенном - 17,63 % А12Оз общ. (табл. 2). Эти показатели свиде-
тельствуют о большой избирательности процесса флотации с применением в качестве собирателя фосфола №1;
- в случае применения фосфола №2 при том же расходе (1217 г/т), выход чернового пенного продукта был очень высоким, около 78 %. При снижении расхода реагента фосфол №2 до 410 г/т (330 г/т +80 г/т) получен высококачественный нефелиновый концентрат (29,79 %), при извлечении 61,27 % А12Оз общ. и выходе 48,82 %. Содержание в черновом пенном продукте в этом режиме составило 17,97 % А12Оз общ. (табл.2).
Далее были проведены очистные операции полученных пенных продуктов I и II основной флотации с исследуемыми реагентами. Перечистные операции проводились без реагентов. Исследования показали (табл. 3), что:
1. При перечистке пенного продукта, полученного с СТМ («нулевой режим»), выделен пенный продукт перечистки, выход которого составил -48,15 % и промежуточный продукт (промпродукт перечистки) с выходом 19,85 %. Массовая доля А12Оз общ. в промпродукте перечистки (нефелиновый продукт №2) составила 25,49 % А12Оз общ. , а в пенном продукте перечистки (питание сфеновой флотации)
- 20,26 % А12О3 общ,-
2. В случае перечистки пенных продуктов, полученных с использованием в качестве собирателей фосфо-лов, были получены более богатые промпродукты перечистки (28,44 -26,20 % А12Оз общ.) и значительно более бедные пенные продукты перечистки (питание сфеновой флотации), в которых содержание А12Оз общ. составило 11,15 % и 14,64 %.
Таким образом, из полученных приведенных данных следует, что из питания обратной нефелиновой флотации, содержащего 25,25 % класса
+0,15 мм по стандартному реагент-ному режиму получен общий нефелиновый продукт с содержанием 26,83 А12Оз общ. при извлечении в него 58,78 % А12Оз общ. и выходе 51,85 % и пенный продукт перечистки, содержащий 20,26 % А12Оз общ.. Потери по данным продуктам по извлечению составили 41,22 % А12Оз общ. . При использовании в качестве собирателя реагента фосфола №1 при том же расходе (оп. - 11н), были достигнуты более высокие показатели при обратной флотации нефелина, а именно: получен кондиционный (высококачественный) нефелиновый общий продукт с содержанием 29,47 % А12Оз общ при извлечении в него 85,24% А12Оз общ и выходе - 68,54 %, который имел в своем составе на 2,64% А12Оз общ больше и на 26,46 % А12Оз общ выше по извлечению, чем при использовании стандартного реагентного режима. При этом был получен самый бедный пенный продукт перечистки (11,15 % А12Оз общ). В случае использования фосфола №2 в качестве собирателя, при расходе 410 г/т (оп.-22н), т.е. примерно в 3 раза меньше, чем по стандартному режиму, был получен высококачественный нефелиновый продукт (28,96 % А12Оз общ), при извлечении 77,51 % А12Оз общ и выходе 63,54 %, что также значительно выше, чем по стандартному реагентному режиму.
Выполненный гранулометрический анализ нефелиновых концентратов,
полученных с использованием новых фосфорсодержащих реагентов, показал, что при проведении обратной флотации нефелина на глубокозернистом питании (содержание кл. +0,16 мм - 25,25 %) в случае использования стандартного реагентного режима полученный нефелиновый концентрат содержал 49,8 % класса +0,16 мм (оп.- 15н).
При применении в качестве собирателя фосфола №1 (оп.-11н) высококачественный нефелиновый концентрат был более глубокозернистым, он содержал класса +0,16 мм - 60 %, т.е. на 10 % больше, чем в стандартном режиме, а при использовании при флотации фосфола №2 (410 г/т) был также получен высококачественный нефелиновый концентрат, а по грансоставу он был аналогичен концентрату, полученному в стандартном режиме (оп.-15 н), и содержал 57,4% класса +0,16 мм.
Проведенные исследования свидетельствуют о том, что из исследуемых реагенты-собиратели фос-фолы №1 и №2 являются высокоселективными и эффективными реагентами для обратной флотации нефелина, способными обеспечить высокие технологические показатели процесса. Данные реагенты-собиратели рекомендованы к проверке в лабораторных и промышленных условиях на оборотной воде на ОАО «Апатит», ггш
— Коротко об авторах------------------------------------------------------------------
Лыгач В.Н., Ладыгина Г.В. - ГИГХС, ИКИМСО,
Брыляков Ю.Е., Кострова М.А. - ОАО «Апатит».
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 24 симпозиума «Неделя горняка-2006». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.М. Авдохин.
