Выбор параметров флотации сульфидных медно-никелевых руд на основе анализа распределения компонентов по флотируемости

Актуальность представленной работы обуславливается необходимостью разработать новые современные подходы для более глубокого понимания процесса флотационного обогащения и, как следствие, повышения эффективности переработки. На примере сульфидных медно-никелевых руд представлены результаты применения методики оценки компонентов по классам флотируемости. С применением флотации только со вспенивателем и флотации на полном реагентном режиме с обоснованным расходом собирательной смеси проведена оценка механического выноса пустой породы в концентрат, на основании полученных данных обосновано время флотации. Исследована зависимость извлечения различных классов крупности кремния в концентрат от извлечения воды. Анализ данных по исследованию изменения свободной поверхностной энергии и ее дисперсной составляющей в зависимости от расхода собирательной смеси и, как следствие, их влияния на извлечение меди и никеля в концентрат позволил обосновать расход собирательной смеси для более полного извлечения сульфидных минералов в концентрат. Исследование распределения элементов по классам флотируемости проведено с использованием значений показателя флотируемости для быстрофлотируемой фракции равного 0,010, для средефлотируемой 0,005, для медленнофлотируемой 0,001 и для нефлотируемой фракции 0.

Александрова Т. Н., Афанасова А. В., Кузнецов В. В., Абурова В. А. Выбор параметров флотации сульфидных медно-никелевых руд на основе анализа распределения компонентов по флотируемости // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 1. – С. 131–147. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1_0_131.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 19-17-00096).

Александрова Татьяна Николаевна¹ — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой,
Афанасова Анастасия Валерьевна¹ — канд. техн. наук, ассистент кафедры,
Кузнецов Валентин Вадимович¹ — аспирант, e-mail: valentinvadimovichkuznetsov@gmail.com,
Абурова Валерия Александровна¹ — студент,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

Кузнецов В.В., e-mail: valentinvadimovichkuznetsov@gmail.com.

1. Литвиненко В. С., Сергеев И. Б. Инновационное развитие минерально-сырьевого сектора // Проблемы прогнозирования. — 2019. — № 6 (177). — С. 60—72.

2. Чантурия В. А. Инновационные процессы в технологиях переработки труднообогатимого минерального сырья // Геология рудных месторождений. — 2008. — Т. 50. — № 6. — С. 558—568.

3. Игнаткина В. А. Селективные реагентные режимы флотации сульфидов цветных и благородных металлов из упорных сульфидных руд // Цветные металлы. — 2016. — № 11. — С. 27—33.

4. O’Connor C., Alexandrova T. The geological occurrence, mineralogy, and processing by flotation of platinum group minerals (PGMs) in South Africa and Russia // Minerals. 2021, vol. 11, no. 1, pp. 54.

5. Горлова О. Е., Хижникова Ю. И. Замена аэрационных узлов машин ФПМ на аэрационные узлы «РИФ» фирмы РИВС для повышения качества концентратов Александрийской горнорудной компании // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. — 2013. — Т. 1. — № 71. — С. 41—44.

6. Игнаткина В. А., Бочаров В. А., Тубденова Б. К поиску режимов селективной флотации сульфидных руд на основе сочетания собирателей различных классов соединений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2010. — № 1. — С. 97—103.

7. Грау Р., Саари Ю., Максимов И. И., Егорова В. Г., Кузнецова И. А. Исследования по разработке технологии обогащения медных руд Удоканского месторождения // Обогащение руд. — 2018. — № 1. — С. 21—25.

8. Cilek E. C. Estimation of flotation kinetic parameters by considering interactions of the operating variables // Minerals Engineering. 2004, vol. 17, no. 1, pp. 81—85.

9. Белоглазов И. Н. Уравнение кинетики флотационного процесса // Записки Горного института. — 2008. — Т. 177. — С. 129—132.

10. Сорокина С. В., Косовцева Т. Р. Разработка программного обеспечения для расчета параметров кинетики флотации / Современные образовательные технологии в преподавании естественно-научных и гуманитарных дисциплин. Сборник научных трудов IV Международной научно-методической конференции. — СПб., 2017. — С. 907—913.

11. Geldenhuys S., Thiago Souza T., Filho L. L., Deglon D. Process evaluation of an iron ore operation using the floatability component model // Minerals. 2021, vol. 11, no. 6, pp. 589.

12. Bu X., Xie G., Peng Y., Ge L., Ni C. Kinetics of flotation. Order of process, rate constant distribution and ultimate recovery // Physicochemical Problems of mineral processing. 2017, vol. 53, no. 1, pp. 342—365.

13. Ruuska J., Lamberg P., Leiviskä K. Flotation model based on floatability component approach–PGE minerals case // IFAC Proceedings Volumes. 2012, vol. 45, no. 23, pp. 19—24.

14. Huber-Panu I., Ene-Danalache E., Cojocariu D. G. Mathematical models of batch and continuous flotation / M. C. Fuerstenau (Ed.). Flotation, AIME, New York, 1976, pp. 675—724.

15. Welsby S. D. D., Vianna S., Franzidis J. P. Assigning physical significance to floatability components // International Journal of Mineral Processing. 2010, vol. 97, no. 1—4, pp. 59—67.

16. Savassi O. N., Alexander D. J., Franzidis J. P., Manlapig E. V. An empirical model for entrainment in industrial flotation plants // Minerals Engineering. 1998, vol. 11, no. 3, pp. 243—256.

17. Wang L., Peng Y., Runge K., Bradshaw D. A review of entrainment: Mechanisms, contributing factors and modelling in flotation // Minerals Engineering. 2015, vol. 70, pp. 77—91.

18. Курчуков А. М. Алгоритм управления реагентным режимом флотации медно-никелевых руд на основе оптимизации параметров ионного состава пульпы // Записки Горного института. — 2011. — Т. 189. — С. 292—294.

19. Абиди А., Эламари К., Бакауи А., Якуби А. Механический вынос и истинная флотация природной полиметаллической сульфидной руды // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 6. — С. 181—189.

20. Neethling S. J., Cilliers J. J. The entrainment of gangue into a flotation froth International // Journal of Mineral Processing. 2002, vol. 64, no. 2—3, pp. 123—134.

21. Бодуэн А. Я., Петров Г. В., Диаките М. Л. Л., Богинская А. С., Спыну А. Ю. Концентрирование благородных металлов при переработке шлакопылевых отходов сульфидных руд // Записки Горного института. — 2013. — Т. 202. — № 3. — С. 164—167.

22. Абрамов А. А. Принципы конструирования селективных реагентов-собирателей // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2011. — № 1. — С. 90—104.

23. Соложенкин П. М. Механизм взаимодействия гомологов ксантогенатов с минералами в процессе их флотации по данным компьютерного моделирования / 50 лет российской научной школе комплексного освоения недр земли. Материалы Международной научно-практической конференции. — М., 2017. — С. 368—372.

24. Rudolph M., Hartmann R. Specific surface free energy component distributions and flotabilities of mineral microparticles in flotation —An inverse gas chromatography study // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2017, vol. 513, pp. 380—388.

25. Mohammadi-Jam S., Burnett D. J., Waters K. E. Surface energy of minerals — Applications to flotation // Minerals Engineering. 2014, vol. 66, pp. 112—118.

26. Додин Д. А., Полферов Д. В., Тарновецкий Л. Л., Чернышов Н. М. Платинометальные месторождения мира. — Т. 1. Платинометальные малосульфидные месторождения в ритмично расслоенных комплексах. Кн. 1. — М.: Геоинформмарк, 1994. — 279 с.

27. Рябой В. И., Шендерович В. А., Кретов В. П. Применение аэрофлотов при флотации руд // Обогащение руд. — 2005. — № 6. — С. 43—44.

28. Цемехман Л. Ш. Цымбалов Л. Б., Пахомов Р. А, Попов В. А. Поведение платиновых металлов при переработке сульфидного медно-никелевого сырья // Цветные металлы. — 2016. — № 11. — С. 50—56.

29. Cilek E. C., Yilmazer B. Z. Effects of hydrodynamic parameters on entrainment and flotation performance // Minerals Engineering. 2003, vol. 16, no. 8, pp. 745—756.

30. George P., Nguyen A. V., Jameson G. J. Assessment of true flotation and entrainment in the flotation of submicron particles by fine bubbles // Minerals Engineering. 2004, vol. 17, no. 7—8, pp. 847—853.

31. Rudawska A., Jacniacka E. Analysis for determining surface free energy uncertainty by the Owen–Wendt method // International Journal of Adhesion and Adhesives. 2009, vol. 29, no. 4, pp. 451—457.

32. Janssen D., Palma R. D., Verlaak S., Heremans P., Dehaen W. Static solvent contact angle measurements, surface free energy and wettability determination of various self-assembled monolayers on silicon dioxide // Thin Solid Films. 2006, vol. 515, no. 4, pp. 1433—1438.

33. Alexander D. J., Morrison R. D. Rapid estimation of floatability components in industrial flotation plants // Minerals Engineering. 1998, vol. 11, no. 2, pp. 133—143.

34. Александрова Т. Н., Ромашев А. О., Кузнецов В. В. Развитие методического подхода к определению флотационной способности тонковкрапленных сульфидов // Обогащение руд. — 2020. — № 2. — С. 9—14.