Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние практики обогащения молибденовых руд 11
1.1. Состояние потребления и спроса на молибденовые минеральное сырье и продукцию 11
1.2. Обобщение и анализ практики переработки молибденовых руд 13
1.3. Обзор выполненных научных исследований в области разработки технологических режимов обогащения молибденовых руд 20
1.4. Цель и задачи исследований 32
Глава 2. Оценка вещественного состава и технологических свойств руд жирекенского месторождения 34
2.1. Выявление основных особенностей вещественного состава руд 34
2.2. Состояние технологической изученности руд 38
2.3. Установление вещественного состава труднообогатимых руд Жирекенского месторождения 44
2.5. Выводы 51
Глава 3. Экспериментальные исследования по установлению возможности комплексной переработки труднообогатимых забалансовых me дно-мо либденовых руд жирекенского месторождения 53
3.1. Разработка технологического режима основного цикла флотации 53
3.1.1. Установление основных параметров'флотации и определение их оптимальных значений 55
3.2. Обоснование рационального режима доводки молибденового концентрата -64
3.3. Установление рационального режима медного цикла флотации с - получением товарных продуктов .67
3.4. Определение возможности использования отвальных хвостов обогащения забалансовой руды для изготовления стройматериалов 70
3.5. Установление влияния качества оборотной воды на коллективную флотацию 74
3.6. Выводы 78
Глава 4. Экспериментальное обоснование рациональной технологии извлечения окисленного молибдена 79
4.1. Определение эффективности флотации окисленного молибдена с использованием различных реагентов-собирателей 79
4.2. Рабочая гипотеза механизма повышения собирательной способности реагента ОПСК 83
4.3. Установление оптимального режима модифицирования собирателя ОПСК с построением математической модели 85
4.4. Основные результаты использования модифицированного собирателя для флотации окисленного молибдена при переработке смешанных руд Бугдаинского месторождения 94
4.5. Установление рационального режима выщелачивания окисленного молибдена на основе математического моделирования 95
4.5.1. Постановка экспериментальных исследований 96
4.5.2. Разработка математической модели выщелачивания 99
4.6. Выводы 104
Глава 5. Экспериментальное обоснование технологических режимов для эффективной переработки труднообогатимых молибден-аргиллизитовых руд 106
5.1. Установление зависимости технологических показателей обогащения молибден-аргиллизитовой руды от содержания в ней глинистого материала 106
5.2. Изучение влияния измельчения глинистого материала на его активность 110
5.2.1. Экспериментальные исследования сорбционной способности каолинита 111
5.2.2. Изучение влияния реагентов-модификаторов на поверхность измельченного каолинита 113
5.3. Разработка режима снижения сорбционной способности глинистых минералов 115
5.3.1. Изучение влияния вывода глинистой фракции из операции измельчения на технологические показатели флотации 115
5.3.2. Определение влияния плотностных режимов измельчения на результаты флотации молибденита 117
5.4. Основные результаты промышленных испытаний разработанного технологического режима на Жирекенской обогатительной фабрике 119
5.5. Выводы 125
Общие выводы и рекомендации 126
Список литературы 128
Приложения 140
- Обобщение и анализ практики переработки молибденовых руд
- Состояние технологической изученности руд
- Обоснование рационального режима доводки молибденового концентрата
- Установление оптимального режима модифицирования собирателя ОПСК с построением математической модели
Введение к работе
Необходимость создания рациональных технологий переработки труднообогатимых молибденовых руд связана, прежде всего, с сокращением сырьевой базы молибденовой промышленности нашей страны. И хотя в России разведано более десяти месторождений с промышленными запасами молибдена и семь из них представлены к промышленному освоению, однако в настоящее время только три месторождения разрабатываются: Сорское и Жирекенское мед но-молибденовые и Тырныаузское вольфрамо-молибденовое месторождения.
По некоторым оценкам [23] разведанные запасы могут обеспечить производство молибдена (по современному уровню его потребления) на 50-60 лет. Однако, вполне реально, что предприятия, эксплуатирующие Жирекенское, Сорское и Тырныаузское месторождения и производящие 98 % молибдена в концентрате, исчерпают запасы руды соответственно к 2015, 2020 и 2025 годам. Кроме того, имеет место снижение содержания основных ценных компонентов в балансовых запасах месторождений; в настоящее время среднее содержание молибдена в перерабатываемых рудах месторождений России находится на уровне 0,051 %, что значительно ниже среднего минимального содержания (0,082 %) в рудах зарубежных стран [71, 106].
Производство молибдена в России значительно отстает от потребностей в нем. В целом по стране валовой удельный расход молибдена на 1 тонну- выплавляемой стали в 2,5-3 раза меньше, чем в развитых зарубежных странах (США, Канада) [54]. В то же время в отвалах предприятий молибденовой промышленности (ОАО «Молибден», Жирекенский ГОК) накоплены большие запасы труднообогатимых забалансовых руд, в том числе, - окисленных, смешанных, а также некондиционных, содержащих десятки тонн молибдена и других ценных компонентов. Учитывая значительное сокращение затрат на стадии добычи забалансовых руд, их переработка (при использовании рационального технологического режима) станет экономически це лесообразной. Вовлечение в переработку этого сырья будет способствовать не только экономии минеральных ресурсов, продлению сроков эксплуатации действующих предприятий, увеличению выпуска необходимых стране металлов, но и даст возможность улучшить экологическую обстановку.
Однако эти руды являются труднообогатимыми, а эффективные технологии их переработки не разработаны. Следует отметить, что трудности обогащения молибденовых руд обусловлены не столько низким содержанием молибдена в них, сколько степенью окисления молибденита и сложностью их вещественного состава, в частности, присутствием значительного количества глинистых минералов. Традиционные технологические схемы не могут обеспечить эффективную переработку труднообогатимых молибденовых руд, поэтому проблема изыскания новых технологических методов и схем их обогащения становится весьма актуальной.
Цель диссертационной работы - научно обосновать, разработать и апробировать рациональные технологические методы переработки труднообогатимых молибденовых руд.
Основная идея работы заключается в научно-инженерном обосновании и использовании эффективных технологических режимов обогащения труднообогатимых молибденовых руд, обеспечивающих наиболее полное извлечение из них молибдена и некоторых других ценных компонентов, предопределяя тем самым устойчивую рентабельность предприятий.
В качестве объекта исследований использованы труднообогатимые молибденовые руды Жирекенского месторождения. В соответствии с поставленной целью определены следующие основные задачи:
1. Оценить влияние основных геолого-минералогических особенностей молибденовых руд на их технологические свойства и выделить технологические типы труднообогатимых руд одного из перспективных месторождений страны - Жирекенского.
2. Разработать рациональную технологию извлечения молибдена из труднообогатимых смешанных молибденовых руд, включающую извлечение сульфидного молибдена и последующую переработку хвостов сульфидного цикла комбинированным методом с целью извлечения окисленного молибдена.
3. Установить наиболее эффективный собиратель для флотации окисленного молибдена и обосновать рациональный режим его модифицирования.
4. Обосновать эффективный метод повышения основных технологических показателей обогащения молибден-аргиллизитовых руд на основе подавления их механической активации в процессе рудоподготовки.
В процессе решения поставленных задач использованы следующие методы исследований: гранулометрический, минералогический, химический, спектральный и пробирный методы анализа исходного сырья и продуктов обогащения; экспериментальные исследования с применением лабораторных, полупромышленных и промышленных установок при флотационных и химических методах обогащения; методы статистической обработки и математического моделирования.
На защиту выносятся следующие научные положения:
1. Эффективное флотационное извлечение окисленного молибдена из смешанных молибденовых руд достигается посредством рационального использования модифицированного собирателя, созданного на основе дополнительного введения оксида амфотерного металла в состав жирной кислоты.
2. Создание эффективного способа извлечения окисленного молибдена из хвостов сульфидного цикла при переработке смешанных молибденовых руд основано на рациональном комбинировании процессов флотации и сернокислотного выщелачивания.
3. Эффективная переработка молибден-аргиллизитовых руд осуществима путем совершенствования рудоподготовки, основанной на подавлении сорбционной способности аргиллизита в результате снижения его механической активации в процессе измельчения руд.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечены представительным объемом лабораторных исследований; подтверждены удовлетворительной сходимостью расчетных и экспериментально полученных результатов обогащения, соответствием результатов лабораторных и опытно-промышленных испытаний и получением патентозащищенных технических решений.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Создан новый жирнокислотный собиратель для флотации минералов окисленного молибдена и других несульфидных минералов.
2. Разработан комбинированный способ извлечения окисленного молибдена из хвостов сульфидного цикла, основанный на рациональном сочетании методов флотации и сернокислотного выщелачивания.
3. Разработана стохастическая математическая модель процесса выщелачивания окисленного молибдена, позволяющая оптимизировать режим выщелачивания.
4. Установлена зависимость извлечения молибдена в концентрат флотации от содержания аргиллизита в исходной руде, позволяющая прогнозировать основные технологические показатели обогащения молибден-аргиллизитовой руды.
5. Установлено влияние механической активации аргиллизита на его сорбционную способность.
Практическое значение работы:
1. Создан модифицированный жирнокислотный собиратель на основе ОПСК, использование которого при флотации окисленных минералов молибдена значительно повышает основные технологические показатели обогащения.
2. Разработана рациональная технология обогащения смешанных молибденовых руд, обеспечивающая эффективное извлечение сульфидного и окисленного молибдена.
3. Разработан метод, обеспечивающий эффективное обогащение мо-либден-аргиллизитовых руд, основанный на снижении механической активации аргиллизита в процессе рудоподготовки.
Реализация результатов работы. Основные положения и рекомендации, изложенные в диссертации, получили следующее практическое использование:
1. Разработанные рекомендации по применению рациональной технологии обогащения смешанных молибденовых руд, включающей комбинированный способ извлечения окисленного молибдена с использованием модифицированного жирнокислотного собирателя ОПСК, использованы ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект» при разработке ТЭО второй очереди Жире-кенского ГОКа.
2. Результаты исследований, выполненных в лабораторных и апробированных в промышленных условиях, направленных на снижение механической активации аргиллизита с целью повышения технологических показателей обогащения молибден-аргиллизитовой руды, внедрены на Жирекенской обогатительной фабрике с получением экономического эффекта в 11,4 млн руб/год.
3. Основные научные и практические результаты выполненных исследований используются в учебном процессе ЧитГУ по специальности «Обогащение полезных ископаемых».
Исходные материалы и личный вклад автора: Диссертация базируется на материалах, полученных в результате работ, выполненных с участием автора в Читинском филиале института «Гипроцветмет» по договорам и трудовым соглашениям с Жирекенским ГОКом. Лично автору принадлежат:
- разработка режима модифицирования реагента ОПСК;
- проведение экспериментальных исследований и обработка полученных результатов с применением ЭВМ;
- разработка комбинированного способа извлечения окисленного молибдена;
- создание математической модели выщелачивания окисленного молибдена;
- непосредственное участие в проведении промышленных испытаний;
- обработка и анализ полученных данных. Апробация работы
Основное содержание диссертационной работы и ее отдельные положения докладывались на ежегодных научно-технических конференциях Горного института (г.Чита, 2000-2003гг.); региональной конференции «Проблемы освоения и рационального использования природных ресурсов Забайкалья» (г.Чита, 2000 г.); III Конгрессе обогатителей стран СНГ (г. Москва, 2001 г.); II Международной конференции «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление» (г. Чита, 2001 г.); V Международном симпозиуме аспирантов и молодых ученых (г.Томск, 2001 г.); Международной научно-практической конференции «Технические науки, технологии и экономика» (г.Чита, 2001 г.); II Межрегиональной научно-практической конференции «Технические науки, технологии и экономика» (Чита, 2002 г.); Плаксинских чтениях (г. Чита, 2002 г., г. Петрозаводск 2003 г.); Научном симпозиуме «Неделя горняка - 2003» (г. Москва, 2003 г.). В полном объеме диссертационная работа представлялась на кафедре «Обогащение полезных ископаемых и инженерная экология» в ИрГТУ (г. Иркутск, 2003 г.) и на кафедре «Обогащение полезных ископаемых и вторичного сырья» в ЧитГУ (г. Чита, 2004 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 16 печатных работ, получены положительные решения ФИБС о выдаче патентов РФ на два изобретения.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, 106 библиографических источников и содержит 149 страниц, включает 27 рисунка, 53 таблицы, 8 приложений.
Обобщение и анализ практики переработки молибденовых руд
Основным источником получения молибденовых концентратов являются собственно молибденовые руды, а также медно-молибденовые порфировые и вольфрам-молибденовые скарновые руды. Содержание молибдена в них изменяется от 0,005 до 0,2 %.
Структура схем обогащения молибденовых руд определяется их технологическим типом. Собственно молибденовые руды обогащаются по простым схемам, комплексные - по сложным, что связано с получением из них попутных концентратов. На выбор схем большое влияние оказывают крупность вкраплений минералов, их состав и, особенно, - минеральная форма молибдена в руде. Указанные свойства руд являются основными при выборе технологических схем, которые и определяют технико-экономические показатели работы обогатительных фабрик. Обобщенные данные по основным показателям переработки различных типов молибденовых руд сведенны в табл.1.
Относительно легко поддаются обогащению с получением высоких технологических показателей чисто молибденитовые кварцевые малосульфидные руды. Схема их обогащения отличается простотой: основная флотация и несколько перечистных операций. При значительном ошламовании молибденита в цикле доводки целесообразна схема с выводом обогащенных хвостов доводки в качестве промпродукта для дальнейшей гидрометаллургической переработки, чтобы исключить безвозвратные потери молибдена, особенно при переработке труднофлотируемых руд.
Этим особенностям вещественного состава соответствует применяемая практически на всех обогатительных фабриках, перерабатывающих медно 15 молибденовые руды, схема коллективной флотации сульфидов с последующим их разделением. Она включает циклы рудной флотации, доизмельчение чернового коллективного концентрата с выделением пирита в виде хвостов промпродуктового цикла и разделения медно-молибденового концентрата. На некоторых зарубежных фабриках («Чуквикамата», «Медет», «Коппертон» и др.) основную флотацию проводят в открытом цикле [102, 103]. При сравнительно крупном измельчении руды и оптимальном реагентном режиме это обеспечивает некоторые преимущества.
Схема обогащения комплексных медно-молибденовых руд Киялых-Узеньского месторождения принципиально не отличается от стандартных схем обогащения руд этого типа: коллективная медно-молибденовая флотация с последующей селекцией на медный и молибденовый концентраты. В результате коллективной флотации получается концентрат с содержанием молибдена приблизительно 1 % при извлечении 86-88 % и меди - 13 % при извлечении 90 %. Селекция давала следующие результаты: молибденовый продукт с содержанием молибдена 20 % при извлечении 70 %, медный концентрат с содержанием меди до 20 % при извлечении 75 %. Сложность получаемых продуктов затрудняла получение высококачественного молибденового концентрата, и лишь в результате многолетних исследований была разработана схема получения кондиционного молибденового концентрата [69].
Повышению качества концентратов и извлечению в них металлов при переработке руд с высоким содержанием шламующихся минералов способствует схема обогащения с раздельной флотацией песков и шламов (например, на Алмалыкской фабрике и фабрике «Твин Бьюте») или схема обогащения с грубым измельчением руды и дофлотацией сульфидов из песковой части хвостов флотации после ее измельчения («Магна», «Артур», «Эль Сальвадор» и др.) [4, 77, 78].
Из всех вариантов технологии разделения медно-молибденовых концентратов наиболее совершенной представляется технология так называемой «паровой» флотации, используемой в настоящее время на Балхашской, Ал-малыкской и нескольких болгарских фабриках, что позволило исключить операцию предварительной окислительной пропарки коллективного концентрата с известью перед его разделением [24, 78, 105]. Процесс разделения медно-молибденового концентрата, основанный на депрессии молибденита декстрином и активной флотации сульфидных медных минералов, применяют только на фабриках «Артур», «Магна» и «Силвер Белл» [4].
Вольфрам-молибденовые руды обогащаются по гравитационно-флотационным схемам, т.к. наличие в руде вольфрамита, ферберита и гюб-нерита обычно является предпосылкой проведения в начале процесса гравитационного цикла (винтовая сепарация, концентрация на столах, реже - тяжелые суспензии). При тонкой вкрвпленности тяжелые вольфрамовые минералы извлекают гравитацией из хвостов сульфидной флотации. В этом случае применяют как обычное, так и шламовое оборудование. Доводка такого концентрата проводится с использованием магнитной сепарации.
Вольфрамо-молибденовые руды Тырныаузского месторождения обогащаются флотацией в два цикла. В сульфидно-молибденовом цикле флотации получают молибденовый и медно-висмутовый концентрат. Из хвостов сульфидно-молибденовой флотации отделяется преобладающая часть силикатов и окислов с получением чернового шеелитового концентрата с высоким содержанием кальцита, флюорита, апатита и биотита. Флотация происходит в щелочной среде, регулируемой подачей соды и в присутствии жидкого стекла как депрессора силикатов. [12]. Собирателем шеелита, молибдо-шеелита и повеллита служит олеиновая кислота и продукты ее диссоциации.
Таким образом, очевидно, что перерабатываемые в настоящее время молибденовые руды характеризуются наличием в них практически единственной минеральной формы молибдена, извлекаемой из руд и имеющей промышленное значение - молибденита. Эта специфичность молибденовых руд накладывает определенный отпечаток и на технологию их обогащения: из влечение молибденита из всех молибденсодержащих руд осуществляется, в принципе, одним способом - флотацией. Однако это не исключает нередко весьма существенных различий в деталях. Определяющее значение при разработке рациональной схемы обогащения молибденовых руд имеет их минеральный состав (наличие в рудах промышленно ценных компонентов). Так, простые по составу кварц-молибденитовые руды обогащаются по наиболее простой схеме, получение же кондиционного концентрата из руд сложного состава требует включения в схему обогащения большого количества дополнительных операций.
Состояние технологической изученности руд
Первые исследования обогатимости руд проведены институтами «Ир-гиредмет» и «ЦНИИолово» на шести валовых пробах. Получено извлечение молибдена 80-85 %, последнее было принято за основу при составлении технического проекта [7]. Одновременно с проведением доразведки месторождения выполнялись работы по геолого-технологическому картированию, и к переработке был выделен промышленно-технологический тип первичных штокверковых руд, обогащаемых с извлечением молибдена 90-95 %; дисперсно-вкрапленные метасамотитовые руды с извлечением 85-92 % и молиб-ден-аргиллизитовые руды, технологические свойства которых не изучены.
Влияние вещественного состава руд на их обогатимость изучалось различными научно-исследовательскими организациями (ВНИИГеоцветмет, НПО «Сибцветметавтоматика», ОМЭ «Севзапгеология и др.). Так, в результате опытов основной коллективной флотации в замкнутом цикле [31] выявлено, что руды зоны аргиллизации с высоким содержанием тонкочешуйчатого каолинита характеризуются крайне низким извлечением молибденита (из 39 влечение в черновой коллективный концентрат - 27-46 %). При этом молибденит в хвостах находится преимущественно в свободном виде. В результате рентгенометрических исследований молибденита хвостов флотации установлено, что не обогащается, в основном, скрыто-кристаллический молибденит-ромбоэдрической формы.
Установлено, что вещественный состав, морфологические особенности и физико-механические свойства руд Жирекенского месторождения существенно влияют на их технологическую характеристику. Выявлено отрицательное влияние на процесс обогащения таких минералов, как каолинит, мусковит, гидрослюды, кальцит, хлорит, цеолиты. Кроме того, установлено, что на флотационную активность медно-молибденовых руд влияют минеральные формы извлекаемого компонента, размеры их выделений, характер границ срастания, чистота поверхности, ее заряд, состав и характеристика вмещающих пород, их агрегатное состояние, физико-механические свойства.
Результаты изучения технологических свойств Жирекенских руд [31, 60] приведены в табл. 6. Анализ состояния технологической изученности жирекенских руд на стадии детальной разведки штокверка и возросшие в последние годы требования к представительности, достоверности и полноте технологического опробования рудных месторождений позволяют отметить, что достигнутые технологические показатели изученных технологических проб варьируют в широких пределах, являются нестабильными и указывают на значительные потери металлов (15-30 %) при обогащении руд; технологические показатели обогащения первичных руд, отобранных по пространству штокверка, выявляют нестабильное поведение молибденита и минералов меди при флотации и отражают несоответствие разработанной схемы обогащения и технологических особенностей руд. Кроме того, крайне неравномерное распределение молибдена в пространстве штокверка и нестабильные показатели обогащения руд указывают на недостаточную плотность опробования и полноту технологической изученности месторождения, которая не удовле 40 творяет современным требованиям, предъявляемым к исследованиям вещественного состава и обогатимости руд.
На основании анализа работы обогатительной фабрики и данных технологического картирования Жирекенского месторождения установлено - применяемая технология обогащения не в полной мере учитывает особенности и свойства руд, изменяющиеся при их переработке на глубину; - по мере углубления карьера извлечение из руд молибдена в концентрат при обогащении понизилось с 71,0 до 64,1 % при уменьшении в нем содержания молибдена с 51,0 до 48,0 %; - неразработанной оказалась технология обогащения в разной степени катаклазированных и аргиллизированных медно-молибденовых разновидностей руд, обладающих высокой шламоносностью; - распределение проб по извлечениям и содержаниям сульфидного молибдена коллективных концентратов показано в табл. 7, из которой видно, что 68 % проб характеризуются извлечением сульфидного молибдена из руд ниже 90,0 %, а среднее его извлечение по данным картирования составляет 68,3 %; значительные колебания извлечения сульфидного молибдена на стадии основной флотации свидетельствуют о том, что принятая схема не обеспечивает получение стабильных технологических показателей; - причинами низкого извлечения молибдена из жирекенских руд являются степень их окисления и концентрация в них ромбоэдрического молибденита. - существует необходимость разработки гибкой технологической схе мы обогащения, позволяющей вовлекать в переработку труднообогатимые руды Жирекенского месторождения.
Обоснование рационального режима доводки молибденового концентрата
При отработке реагентного режима в цикле доводки молибденового концентрата существенных различий в технологических показателях не получено, поэтому реагентный режим в данном переделе остается прежним.
Доводка коллективного концентрата проводилась в направлении селекции молибденита и сопутствующих сульфидов путем депрессии последних сернистым натрием [6, 74].
Опыты по селекции проводились путем подбора оптимального расхода сернистого натрия, стадиальности его загрузки. Установлено, что высокая концентрация сернистого натрия в пульпе приводит к частичной депрессии молибденита.
Проведенные опыты показали, что значительное влияние на получение кондиционного молибденового концентрата оказывают шламы, поэтому для их пептизации был подобран расход пирофосфата натрия в первые три пере-чистные флотации совместно с жидким стеклом, комбинированное действие которых позволило улучшить показатели доводки концентрата. Схема доводки молибденового концентрата приведена на рис. 13, результаты опыта представлены в табл. 21. 61
По разработанной технологии получен кондиционный по молибдену концентрат с содержанием молибдена общего 47,4 %. Химическим анализом установлены содержание вредных примесей в концентрате (в %): меди -0,1, кварца - 11, пятиокиси фосфора - 0,03. Согласно ГОСТ -212-76, полученный молибденовый концентрат соответствует марке КМФ-3.
В результате изучения вещественного состава (табл. 10) забалансовой руды Жирекенского месторождения установлено, что содержание меди в исследуемых пробах достаточно высокое - от 0,055 % (в пробе № 1) до 0,14 % (в пробе № 2). Для создания экономически эффективной технологии обогащения забалансовых руд необходимо предусмотреть извлечение меди в товарный продукт. По разработанной технологии получения молибденового концентрата 23 % меди извлекается в коллективный концентрат, а при последующей доводке минералы меди депрессируются сернистым натрием и выводятся в хвосты селекции. Минералогическим анализом хвостов установлено, что медные минералы, в основном, представлены малахитом, азуритом, борнитом и незначительно халькопиритом. Для доизвлечения минералов меди проведены серии опытов по подбору расхода сульфидизатора, собирателя и вспенивателя. Полученный из хвостов коллективной флотации медный продукт объединялся с хвостами селекции и из объединенного продукта после его доизмельчения до крупности 95 % кл. минус 0, 074 мм извлекались медные минералы флотационным способом.
Для получения товарных медных продуктов хвосты доводки молибденового концентрата были подвергнуты основной и четырем перечистным флотациям Комплексное использование минерального сырья при обогащении полезных ископаемых предполагает не только извлечение из руды всех ценных компонентов, но и переработку непродуктивной минеральной фракции - хвостов для получения дополнительной прибыли.
Для определения возможности использования отвальных хвостов обогащения забалансовой руды Жирекенского месторождения в производстве стройматериалов исследовались хвосты коллективной флотации соотношении 2:1. На основании выполненного химического анализа хвостов, их песковой и шламовой частей (табл. 25). и в результате определения их гранулометрического состава (табл. 26) установлено, что хвосты могут служить основным материалом для их использования в производстве силикатного кирпича и других строительных материалов. Испытания, проведенные по ГОСТ 8735-75 в лаборатории ПО «Чита-стройматериалы» (Приложение 5) показали, что исходные хвосты, песковая и шламовая его части не отвечают требованиям ОСТ 21-1-80 «Песок для производства силикатного кирпича и изделий автоклавного твердения» по зерновому составу и загрязненности глинистыми и пылеватыми частицами. Рекомендовано использовать данные хвосты для приготовления силикатной массы.
Измельчение компонентов производилось в лабораторном виброисти-рателе до необходимой тонины помола. Дозировка составляющих вяжущего производилось по весу в зависимости от активности извести. Для приготовления силикатной массы компоненты дозировались по весу в зависимости от активности вяжущего, перемешивались в сухом виде и затворялись горячей водой. Силикатная масса подвергалась вылеживанию в течение 1,5-2 часов во влажной среде до окончания гашения извести.
Установление оптимального режима модифицирования собирателя ОПСК с построением математической модели
При исследовании факторов, влияющих на технологические показатели при флотации окисленного молибдена с использованием модифицированного собирателя, была использована методика рационального планирования многофакторного эксперимента, в основу которой положена нелинейная множественная корреляция, а также известная формула М.М.Протодьяконова, предложенная им для обработки статистических данных [53].
Применяя вероятностно-детерменированный метод планирования эксперимента, определяли технологические показатели флотации, такие как содержание и извлечение окисленного молибдена в концентрат, которые могут зависеть от ряда факторов, определяющих условия приготовления модифицированного собирателя. Такими факторами являются: количество добавляемой окиси цинка, количество едкого натрия, продолжительность перемешивания окиси цинка с едким натрием, продолжительность и температура омыления жирнокислотного собирателя, (табл. 33). По результатам опытных данных сделана выборка на уровни значений частных функций Yb Y2,Y3,Y4,Y5 соответственно от факторов Хь Х2, Хз, Х4, Х5, определены средние значения функций (табл. 36), а также построены точечные графики частных функций и кривые их аппроксимации (рис. 16). 90
Значимость или незначимость полученных функций устанавливаем, пользуясь коэффициентом нелинейной множественной корреляции: R = (N-1)E(Y,-YT)3 іs (N-K-1)S(Y3-Ycp)2 (4.1) и его значимостью: (4.2). _RVN K=TtR —_— 25гдеl-R2N - число описываемых точек; К - число действующих факторов; Y3 - экспериментальный результат;YT - теоретический (расчетный) результат; Ycp- среднее экспериментальное значение; R - коэффициент нелинейной множественной корреляции. Результаты расчета коэффициента корреляции и его значимости по данным табл. 3 и точечным графикам приведены в табл. 38. Как видим, все частные зависимости оказались значимыми. Используя формулу (3.1), получаем уравнение, связывающее изменение извлечения молибдена в концентрат жирнокислотной флотации с изучаемыми факторами, изменяющимися в процессе приготовления собирателя: Yn=YlYlY4Y5 (4.3) Y4 Yn= (. 0,51/Х!. 86,73. 5,63Х1)(Х2 /(0,101. 0,01172X2))(2,2664LnX4 73,969) (4.4) (83,48. е 0,297/х )_1(- 0,00708Х?. 0,62976Х5 . 68,77)-1.81,26 Используя значения частных функций, соответствующие условиям проведения каждого из 25 матричных экспериментов, проверяем уравнение, сравнивем полученные по нему вычисления с экспериментальными данными. Установлено, что при N=25 и К=5 коэффициент корреляции R равен 0,84, а значимость tR=9,71, что указывает на адекватность обобщенного уравнения. Ошибка уравнения вычислена по формуле: п. 10-YT) а i=l І (4.5) N-K-l и составила 5,77 %, что свидетельствует о том, что экспериментальные данные не содержат грубых результатов, искажающих полученные зависимости.
Исходя из реальных условий процесса и на основании анализа частных функций, выбран оптимальный режим приготовления собирателя для флотации окисленного молибдена:- количество добавки окиси цинка - 0,15 мае. % от количества жирных кислот; - количество едкого натрия - 20 мае. % от количества жирных кислот; - время перемешивания едкого натрия с окисью цинка -20 мин; - время омыления жирной кислоты - 30 мин; - температура омыления реагента -50С Прогнозируемое извлечение окисленного молибдена в концентрат при использовании собирателя, приготовленного в оптимальных условиях, составило: е= В2;48.81,8-81,84-81,68-82,56 = 81,264
Контрольные опыты проведены по схеме, изображенной на рис. 18. Результаты эксперимента с использованием модифицированного собирателя, приготовленного в оптимальных условиях, подтвердили прогнозируемое извлечение (табл.39). хвосты сульфидного цикла ОПСКшя-200г/т Т жирнокислотная флотация і контрольная флотация концентрат отв. хвосты
Как видно из таблицы 39, в результате флотации окисленного молибдена с применением модифицированного собирателя ОПСК был получен продукт с содержанием окисленного молибдена 0,0825-0,0837 %, т.е. степень обогащения повысилась до 5,5. Извлечение окисленного молибдена в концентрат жирнокислотной флотации близко к прогнозируемому - 84,26 % (среднее значение).
