Центробежная флотация во флотомашине конусного типа Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

СЕМИНАР 6

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001"

МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.

© С.И. Саломатова, А.И. Матвеев, 2001

УДК 622.765

С.И. Саломатова, А.И. Матвеев

ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФЛОТАЦИЯ ВО ФЛОТОМАШИНЕ КОНУСНОГО ТИПА

В

овлечение в обработку труднообогатимых руд, снижение содержания ценных компонентов в рудах, преобладание тонко вкрапленных зерен золота в них заставляют разрабатывать все новые или усовершенствовать имеющиеся способы переработки и обогащения.

В последнее время широко внедряются новые аппараты центробежного гравитационного обогащения, тем не менее не полностью решена задача извлечения тонких классов золота, тем более получение кондиционных концентратов и шлихов не говоря о кондиционном кассовом золоте.

С другой стороны, практически единственным способом обогащения тонких классов крупности остается процесс флотации. Однако основной проблемой технологии флотации руд многих типов является сокращенное число перечистных операций или даже их полное отсутствие, обусловленное наличием в рудах труднофлотируемых частиц золота (крупных, в сростках, с покровными образованиями и т.д.), которые с трудом перейдя в концентрат, могут теряться в пере-чистках. Поэтому на многих фабриках предпочитают получать менее богатые концентраты, но с более высоким извлечением в них золота [1].

Например, для упорных в технологическом отношении углистых золотомыщьяковых руд, с применением развитой схемы флотационного обогащения, с двумя перечистками коллективного концентрата и трех ступенчатой контрольной флотации и дополнительных операций дофлотации хвостов и промпродук-тов удалось получить отвальные хвосты с содержанием золота ниже 1 г/т при извлечении в концентрат 92 % [2]. При этом качество полученных флотоконцен-тратов не превышает 30 г/т, при выходе 5 % и выше от исходной руды.

Во флотационный концентрат обычно переходят сульфидные минералы, а также породообразующие минералы, где свыше 60 % материала силикаты и

алюмосиликаты. Породообразующие минералы попадают в концентрат в основном в виде шламистых частиц, а сульфиды -в силу одинаковой с золотом фло-тируемости. Для последующей перечистки концентратов от пустой породы иногда применяют комбинированный способ доводки, который сводится к дополнительной классификации материала на песковую и шламовую фракции и в получении в шламовой фракции отвальных хвостов [2].

Снижение доли сульфидных минералов во флото-концентратах в цикле перечистки проводят в режиме депрессии некоторых из них. При обработке рядовых золотосодержащих руд, где основные сульфидные минералы представлены пиритом и арсенопиритом, процесс селективной флотации часто заключается в разделении именно этих минералов[3].

В одной из работ [4] для снижения выхода концентрата, поступающего на цианирование и повышения его качества, полученные черновые флотационные концентраты подвергались двум последовательным перечистным операциям флотации. Реагентный режим при этом регулировался только по значению рН добавлением соды (1000 г на тонну концентрата) для депрессии сульфидов.

Исследования показали, что первая перечистная флотация сокращает выход концентрата в среднем на 50 %. В результате двух перечисток получен концентрат с содержанием золота 75 г/т, при извлечении 82-86 % от операции флотации и выходе концентрата 2,4-2,9 %. Суммарный выход промпродуктов составляет 6,5-7 %. В эти продукты извлекается от 8 до 11 % золота. Содержание металла в первом промпродукте (3,2-5 г/т) примерно соответствует содержанию золота в исходной руде. Содержание металла во втором промпродукте находится в пределах 12-19 г/т.

Традиционные схемы доводки с применением флотационных перечисток в целом решают задачу повышения качества, но при этом снижается сквозное извлечение металлов из руды.

Вся сложность традиционной флотационной перечистки состоит в том, что пенный продукт переводится в объем пульпы и в последующем происходит пере-флотация, где действительно высока вероятность потери труднообогатимой фракции золота и в этих случаях необходима тонкая регулировка процесса в смысле поддержания оптимального реагентного режима, продолжительности флотации и т.д.

Вместе с тем, при флотации свободного золота достигается лучшая степень концентрации и извлечения в пену в сравнении с концентрационным столом, концентрацией в короткоконусном гидроциклоне и даже амальгамацией [5]. Но подобный эффект достигается лишь на обезиленном материале; наличие илов увеличивает выход пенного продукта и заметно снижает извлечение. Если к шламу добавить и наличие труднофлотируемых фракций, сульфидов обладающих высокой флотируемостью, то флотация как доводочная операция менее эффективна.

Таким образом, с одной стороны флотация как метод разделения имеет высокий потенциал, а с другой стороны она не эффективна для доводки материалов сложного вещественного состава.

Наиболее рациональным является вариант получения флотационного концентрата высокого качества и промпродуктов с последующей их переработкой по другим комбинированным схемам переработки и обогащения. В этом случае упрощается задача флотационной доводки чернового концентрата наподобие «снятия золотой головки» в гравитационных схемах. При этом необязательно проводить традиционные схемы флотационной перечистки.

Одним из возможных вариантов является перечистка пенного продукта (чернового концентрата) с переводом его на вариант пленочной флотации с приложением дополнительных отрывающих сил на частицы от гидрофобной пленки.

Нами предлагается способ перечистки пенного продукта основной флотации на поверхности центробежного потока пульпы в аппарате конусного типа. Предлагаемый способ доводки концентратов испытан на лабораторном стенде, состоящем из лабораторной флотомашины и центробежной флотомашины конусного типа (рис. 1), состоящей из верхней цилиндрической 1 и нижней конической частей 2. В нижней конической части имеется отверстие 3 для вывода хвостов и соосно установленный патрубок для разгрузки концентрата 4. В верхнюю цилиндрическую часть через патрубок 5 тангенциально подается вода и по мере заполнения нижней конической части, при истечении из нижнего отверстия и центрального патрубка образуется устойчивая водная воронка, вершиной уходящая вниз к вершине конуса. При этом воздушная струя захватывается патрубком для разгрузки концентрата. Диаметр этого патрубка находится в строго определенных пропорциях с диаметром нижнего отверстия и регулируется высотой кромки патрубка. Гидродинамика образующейся воронки такова, что при установившемся вихревом потоке при определенных колебаниях дебита воды, процесс самоподдерживается, конфигурация воронки не подвергается резким колебаниям и стабильность процесса не нарушается. Методами

описывается функцией высоты (У) от радиуса (Х):

У = А + БтЛпХ;

Пенный продукт основной флотации, полученный в лабораторной флотомашине, подается на поверхность водной воронки сверху. При этом пена под действием центробежного потока растягивается в пленку (пена гасится), а частицы удерживающиеся на поверхности пленки подвергаются действию центробежной силы (рис. 2).

При этом система равновесия сил выглядит следующим образом:

Рсоsa + та2R sin а = F,

ф

^а = /\х)= В/

2Ял/Шя ’

Р = (рм - Ре У'Я т = РиУ

Р'ф = Ь°ж-г ^п6

где Р - вес зерна; а - угловая скорость вращения жидкости, рад/с; Fф - флотационная сила; R - радиус (от центра конуса до поверхности пленки жидкости); Ь - периметр смачивания; V - объем частицы; g - ускорение свободного падения; 6 - угол наклона поверхности жидкости к горизонту у периметра трехфазного контакта.

При этом для отношений центробежной силы к гравитационной (вес) в определенной точке поверхности вращающейся воронки справедливо соотношение:

= вРъд2 .

Рг 2^4ьйк ’

Скорость вращения вихревого потока имеет сложную зависимость от Я, тем не менее, не сложно показать, что увеличение отрывающих сил частиц неравномерно по линии поверхности вихревого потока и имеет максимальные значения в средней части т.е на участке перегиба.

Возможность перечистки флотоконцентратов доказана результатами проведенных экспериментов на сульфидно-кварцевой золотосодержащей пробе (крупностью -0,1 мм). Проводилась флотация в лабораторной флотомашине, при оптимальном реагентном режиме (бутиловый ксантогенат - 100 г/т, сосновое масло - 40 г/т, рН=8), затем полученный пенный продукт подвергался перечистке на конусном аппарате пленочной флотации. Суммарная степень концентрации золота составила 30. При этом снижено содержание сульфидов в концентрате в 2 раза по сравнению с концентратом, не подвергавшемся доводке на центробежной флотомашине конусного типа.

Для сравнения испытывалась схема с перечисткой концентрата флотомашины на лабораторном винтовом сепараторе в режиме флотогравитации. Золото крупностью менее 50 мкм полностью ушло в хвосты. При этом содержание сульфидов в концентрате увеличилось в 3 раза.

Таким образом, способ пленочной флотации в центробежном поле вращения может применяться для перечистки золотосодержащих концентратов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фишман М.А., Зеленое В.И. Практика обогащения руд цветных и редких металлов. Т 5 - М.: Не-дра,1967,- 253 с.

2. Горбунова Т.Г., Фролов Ю.И. (ВНИИ-1) Исследование комбинированной технологии доводки флотационных золото- и серебросодержащих концентратов // Разработка технологии обогащения рудных и россыпных

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Со

месторождений: Сб. науч. тр. - Магадан: Изд. ВНИИ-1, 1985.- С. 3-9.

3. Лодейщиков В.В. Извлечение золота из упорных руд и концентратов. - М.: Недра, 1968, - 201 с.

4. Извлечение золота, алмазов и цветных металлов из руд/ Науч. тр. ИРГИРЕДМЕТ, Вып.20 - М.: Не-дра,1970, - 383 с.

5. Лопатин А.Г., Гирдасоеа З.М. Разработка технологической схемы для полного выделения свободного золота из проб золотосодержащих песков.// Исследование вещественного состава, технология обогащения и анализ золотосодержащего сырья: Труды ЦНИГРИ - Москва, 1971, - С. 33-35.

Саломатоеа С.И. - научный сотрудник, Институт горного дела Севера Сибирского отделения РАН. Матвеев А.И. - кандидат технических наук, Институт горного дела Севера Сибирского отделения РАН.