Системы управления дозировкой флотореагентов

Управление реагентным режимом пульпоподготовки при флотационной переработке руд цветных металлов в большинстве случаев осуществляется на основе определенного в лаборатории соотношения расхода реагента и объемов переработки, выраженного в расходе граммов реагента на тонну руды.

При таком способе управления дозировками совершенно не учитываются факторы, связанные с изменением минералогического состава руды, содержания металлов, гранулометрического состава, переработки и плотности пульпы, влияние режима предыдущих циклов, взаимосвязи оптимальных концентраций отдельных реагентов и т.д. Технологический персонал вынужден изменять дозировки, полагаясь только на свой опыт и некоторые косвенные признаки.

Однако для большинства флотационных реагентов существуют четкие физико-химические уравнения, описывающие их взаимодействие с минеральной поверхностью. Эти физико-химические уравнения устанавливают связь между ионными компонентами флотационной пульпы и состоянием минеральной поверхности. Следовательно, поддерживая определенные значения концентраций ионных компонентов в пульпе, можно обеспечить требуемое поверхностное состояние минеральных частиц, что и является задачей пульпоподготовки. Поверхностное состояние минеральных частиц определяет их флотационную активность. Основными ионными компонентами, влияющими на поверхностное состояние частиц, являются ионы, получаемые при диссоциации активного вещества флотационных реагентов. Таким образом, для построения системы оптимальной дозировки реагента необходимо иметь системы контроля остаточной концентрации реагентов.

Разработанные ООО «Вэктис Минералз» принципы управления с применением систем контроля остаточной концентрации реагентов в пульпе учитывают все факторы, влияющие на сорбционную способность пульпы, и обеспечивают приоритетное протекание требуемых физико-химических процессов, что позволяет придать минеральной поверхности гидрофильные или гидрофобные свойства, в зависимости от типа реагентов.

Однако бесперспективность данного направления была доказана еще в восьмидесятых годах, и связана с методической ошибкой. Поскольку разрыв твердой и жидкой фаз флотационной пульпы приводит к глобальному нарушению ионных равновесий и последующие измерения концентраций реагентов в фильтратах не имеют ничего общего с истинной картиной физико-химических процессов, происходящих в пульпе. Также наблюдается, так называемый, суспензионный эффект когда, например, рН суспензии существенно, вплоть до нескольких десятых рН, отличается от рН фильтрата этой суспензии. Таким образом, построение управления реагентным режимом на основе таких систем невозможно.

Управление реагентным режимом пульпоподготовки при флотационной переработке руд цветных металлов в большинстве случаев осуществляется на основе определенного в лаборатории соотношения расхода реагента и объемов переработки, выраженного в расходе граммов реагента на тонну руды.

Адекватные измерения остаточных концентраций могут быть получены путем их измерения непосредственно в пульпе. Единственным методом, позволяющим проводить такие измерения, является метод прямой потенциометрии. Суть метода заключается в использовании специальных индикаторных электродов, обеспечивающих преобразование концентрации (активности) того или иного ионного компонента в ЭДС, в случаях дозирования щелочей контроль ее остаточной концентрации может выполняться на основе кондуктометрического метода с аналогичным приборным оформлением с использованием в качестве первичного преобразователя тороидальных бесконтактных датчиков.

Эффективность разработанных нашей компанией систем управления дозировкой флотореагентов экспериментально подтверждена на многих предприятиях. Для иллюстрации эффективности предлагаемого управления приведены результаты реального управления дозировкой реагента-депрессора в перечистной операции.

График управления дозировкой наглядно демонстрирует необходимое изменение дозировки реагента для поддержания заданной остаточной концентрации активного вещества в пульпе, предопределяющей получение более высоких технологических показателей. Очевидно, что обеспечить аналогичное управление без систем контроля остаточной концентрации в ручном режиме весьма затруднительно.

Таким образом, управление реагентным режимом на основе измерения остаточной концентрации реагентов по ионным параметрам занимает совершенно особое место в общей структуре модели флотационного процесса, поскольку позволяет выделить из нее флотационные реагенты, формирующие ионный состав пульпы, который определяет поверхностное состояние минеральных частиц. Сведения о поверхностном состоянии минеральных частиц во флотационной пульпе позволяют создавать физико-химические модели, исходя из термодинамических или электрохимических представлений. Физико-химические модели, разрабатываемые нашей компанией и описывающие взаимодействия реагентов с минералами, используются для оптимизационного управления дозированием флотореагентов на основании данных о концентрации ионных компонентов в пульпе.