Традиционный подход к флотационным технологиям

 

Сложность разработки флотационных технологий вызвана наличием большого числа факторов, влияющих на процесс, которые зачастую не подлежат прямому измерению не только на промышленном процессе, но и при проведении лабораторных экспериментов. К таким факторам можно отнести способность тех или иных минералов к растворению, изменчивость минерального состава руды, поглотительную способность пульп по отношению к реагентам и др.

Традиционно такая работа, выполняемая в условиях исследовательской флотационной лаборатории, связана с проведением существенного количества опытов на различных рудных пробах, и последующим сопоставлением полученных технологических результатов. При этом результатом работ являются требования к гранулометрическому составу продукта, поступающего во флотацию, изменения к существующей или новая технологическая схема, а также реагентный режим пульпоподготовки, представляющий собой дозировки флотационных реагентов, выраженные в граммах на тонну перерабатываемой руды.

Однако, любая руда представляет собой уникальный конгломерат, поведение компонентов которого обусловлено особенностями формирования конкретного месторождения. Вместе с тем, несмотря на специфические различия, имеют место фундаментальные закономерности, присущие всем сульфидным рудам. К ним в первую очередь относятся особенности поведения различных минералов при измельчении и последующей флотации.

Огромное количество работ, проведенных в ведущих мировых научно-исследовательских центрах, позволяет сделать вывод, что поведение минералов при элементарном акте флотации в своей основе определяется электрохимической природой. То есть растворение минералов и процессы электрохимической коррозии минеральных поверхностей, особенно на стадии измельчения, оказывают существенное влияние на результаты обогащения руд флотационным способом. Что проявляется в виде нарушения селекции процесса со снижением качества получаемых концентратов и потерей извлечения. Эти явления значительно усиливаются в условиях открытых промышленных мельниц, где имеет место постоянный доступ кислорода воздуха, по сравнению с закрытыми лабораторными мельницами.

В той или иной степени эти физико-химические процессы зафиксированы нашими специалистами на большинстве предприятий, перерабатывающих руды флотационным способом. Эти процессы являются препятствием для получения показателей на промышленном процессе близких к лабораторным.

В соответствии с общепринятой методикой, для перехода от параметров лабораторного процесса к параметрам промышленного используются поправочные коэффициенты, значения которых выбираются технологами на основе своего опыта и знаний и могут варьироваться в широких пределах.

Именно поэтому, существует отношение к флотации как к искусству, то есть преднамеренную талантливую интерпретацию неограниченного множества концепций и идей с целью передать их окружающим.

Подход ТВЭЛЛ

 

В основе используемой ООО "ТВЭЛЛ" методологии лежит глубокое понимание сущности физико-химических процессов, происходящих в пульпе и на минеральной поверхности при обогащении руд флотационным способом, в совокупности с уникальными средствами контроля. Применяемая методология направлена на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о процессах, происходящих при флотационном обогащении.

Подход ООО «ТВЭЛЛ» к разработке флотационных технологий основывается на определении фундаментальных причин низких технологических показателей, исходя из физико-химических представлений.То есть при выполнении работ, мы рассматриваем не руды во всем своем многообразии, а конечное количество физико-химических и химических процессов, происходящих в пульпе при обогащении.

Аппаратурной базой для такого подхода служит целая гамма методов и специальных средств изучения процесса, как имеющих широкое распространение (инфракрасная и ультрафиолетовая спектроскопия, качественные и количественные химические реакции), так и уникальных не имеющих аналогов в мире (например, ксантогенат и аэрофлот селективные электроды).

Таким образом, при разработке и совершенствовании флотационной технологии, проводимых специалистами нашей компании, помимо общепринятых (определение требуемого грансостава, длительности и количества операций и т.д.), одной из главных задач является формализация основных физико-химических процессов, происходящих в процессах измельчения, пульпоподготовки и флотации. При этом выявляются как негативные физико-химические явления, отрицательно влияющие на технологические показатели, так и позитивные, определяются механизмы воздействия на них.

Методология ТВЭЛЛ

 

На первой стадии работ по разработке или совершенствованию флотационной технологии выполняются следующие основные мероприятия:

• первоначальное изучение материалов по минералогии месторождения с целью, во-первых, определить влияние на технологические показатели таких основных параметров, как например вкрапленность полезных минералов, а во-вторых, сузить круг возможных технологических и физико-химических проблем в процессе, исходя из уникального опыта накопленного сотрудниками нашей компании;
• изучение фильтратов пульп как промышленных, так и лабораторных из различных точек технологической схемы, при этом с применением специальных методов исследуются физико-химические параметры фильтратов, определяются основные негативные составляющие, проводится анализ, полученных результатов измерений;
• физико-химическое моделирование процессов, проводимое как в фильтратах, так и в пульповых продуктах с применением специальных методов и реагентов. Результатом моделирования является физико-химическое описание основных процессов, определяющих технологические показатели. После этого задачей дальнейших исследований является только воспроизведение выявленных позитивных физико-химических реакций, и блокирование негативных непосредственно в процессе флотации;
• проведение обобщений полученных результатов, формирование или подтверждение основных закономерностей и гипотез протекания физико-химических процессов, прогнозирование оптимальных режимов обогащения и их результатов.

Мероприятия первой стадии существенно сужают направления дальнейших исследований и обеспечивают переход к следующей стадии работ.

 

Вторая стадия работ направлена на подтверждение выявленных ранее основных закономерностей процесса обогащения, и включает следующие основные мероприятия:

• проведение флотационных опытов с непрерывным контролем физико-химических параметров. При этом задачей работ является определение реагентных режимов, обеспечивающих воспроизведение позитивных физико-химические процессов, выявленных на первой стадии, и блокирование негативных. Выполнение этих условий является целевой функцией, то есть для планирования эксперимента отпадает необходимость в ожидании результатов химанализа продуктов обогащения;
• проведение обобщений полученных результатов, формирование технологических режимов обогащения для последующего промышленного внедрения.

Разработка новых реагентных режимов на основе понимания процессов, происходящих в пульпе, принципов взаимодействия реагентов с твердой или жидкой фазой флотационной пульпы, требуемых физико-химических условий в пульпе для улучшения технологических показателей, обеспечивает высокую эффективность работ, значительно сокращает сроки исследований, а также обеспечивает получение более высоких, зачастую ранее недостижимых технологических показателей. За счет изменения кинетики флотации происходит существенное упрощение технологических схем.

Реализация разработанных на основе нашего подхода в лабораторных условиях флотационных технологий, как правило, НЕ представляет сложностей на промышленном процессе. Поскольку выявлены механизмы взаимодействия реагентов с минеральной поверхностью и жидкой фазой, для наилучшего результата необходимо поддерживать в промышленной пульпе физико-химические параметры, найденные в лаборатории, что может осуществляться в ручном или автоматическом режимах с применением надежных систем контроля или по простым ручным методикам.

В значительной степени методология разработки технологических режимов ООО «ТВЭЛЛ» является предметом «know-how», подтвержденная патентами, полученными как собственно на методологию, так и на результаты ее использования. Применение нашего подхода нашло эффективное применение на многих предприятиях, где прошло апробацию как в лабораторных, так и в промышленных условиях.

Преимущества методологии ООО «ТВЭЛЛ» при разработке флотационных технологий:

• Сокращение сроков разработки или совершенствования флотационной технологии переработки руд за счет применения уникальных средств контроля и принципов.
• Легкий перенос разработанных технологий на промышленный процесс за счет изучения и формирования в лаборатории универсальных физико-химических режимов.
• Воспроизводимость на промышленных условиях технологических результатов, полученных в лаборатории, за счет воспроизведения лабораторных физико-химических процессов в промышленности.
• Уменьшение аппаратуроёмкости технологических схем, сокращение количества операций и их длительности за счет оптимизации поверхностного состояния минеральной частицы и интенсификации флотации.
• Получение высоких технологических показателей, недостижимых при традиционных способах разработки за счет использования и реализации фундаментальных физико-химических закономерностей, описывающих поведение поверхности минеральной частицы в пульпе.