Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Минеральный состав и технологические свойства медно-молибденовых руд с высоким содержанием окисленных минералов 10
1.1. Особенности минерального состава смешанных руд верхних горизонтов медно-молибденовых порфировых месторождений 11
1.2. Технологии измельчения и флотации смешанных медно-молибденовых руд 18
1.3 Методы определения сортности и степени окисленности руды 24
1.4. Методы управления переработкой смешанных руд на основе контроля вещественного состава твердой и жидкой фаз флотационной пульпы 28
Выводы к главе 1 33
Глава 2. Моделирование процессов формирования ионного состава пульпы при измельчении окисленных руд 37
2.1. Термодинамический анализ процессов растворения окисленных минералов меди 37
2.2. Кинетический анализ физико-химических процессов, протекающих на минералах в процессах измельчения и флотации 45
2.3. Исследование ионного состава жидкой фазы пульпы в процессах измельчения и флотации 53
2.4. Исследование связи ионного состава пульпы измельченной руды с содержанием окисленных минералов 60
Выводы к главе 2 62
Глава 3. Оптимизации режимов флотации на основе применения оперативного рентгенофлюоресцентного анализа пульпы 65
3.1. Выбор алгоритма управления флотацией на основе контроля сортности руды и пульпы 65
3.2. Выбор критериев для оптимизационного управления процессом флотации 72
3.3. Выбор схемы и приборов для оперативного контроля состава руды и продуктов обогащения 74
Выводы к главе 3 81
Глава 4. Разработка методики оперативного анализа окисленности руды электрохимическими методами 84
4.1. Методика кондуктометрических и потенциометрических исследований 84
4.2. Исследование связи ионного состава и электропроводности фильтрата 87
4.3. Разработка методики оценки окисленности руды 93
Выводы к главе 4 105
Глава 5. Исследование и оптимизация процесса флотации смешанных руд с высокой степенью окисленности 106
5.1. Лабораторные исследования влияния типа и расходов реагентов на показатели флотации смешанных руд 106
5.2. Разработка реагентного режима флотации смешанных руд в замкнутом цикле 119
5.3. Проверка разработанного режима флотации смешанных руд на укрупненной флотационной установке 126
Выводы к главе 5 129
Глава 6. Разработка гибкой технологии переработки смешанных руд 131
6.1. Статистические исследования промышленного процесса флотации 131
6.2. Выбор и обоснование схемы управления качеством добываемой руды с выделение потока окисленных руд 136
6.3. Промышленные испытания флотационной технологии обогащения смешанных медно-молибденовых руд 139
Выводы к главе 6 143
Заключение и выводы 146
Литература 149
- Технологии измельчения и флотации смешанных медно-молибденовых руд
- Методы управления переработкой смешанных руд на основе контроля вещественного состава твердой и жидкой фаз флотационной пульпы
- Кинетический анализ физико-химических процессов, протекающих на минералах в процессах измельчения и флотации
- Выбор критериев для оптимизационного управления процессом флотации
Введение к работе
Усложнение вещественного состава вовлекаемых в переработку медномолибденовых руд вызывает снижение технико-экономических показателей их обогащения. Перспективным путем повыщения эффективности обогащения смешанных медно-молибденовых руд является совершенствование существующих и разработка новых методов контроля их сортности и окисленности, позволяющих своевременно корректировать основные параметры технологических режимов процессов измельчения и флотации.
Перспективным путем повышения эффективности обогащения смешанных медно-молибденовых руд является совершенствование методов и средств оперативного анализа сортности и окисленности руд, позволяющих своевременно подбирать основные параметры технологических режимов процессов измельчения и флотации.
Для решения поставленной задачи необходимо использовать накопленную ранее информацию о строении рудного тела, его геологоминералогических характеристиках и технологических свойствах, проявляемых в процессах обогащения. К таки характеристикам относятся измельчаемость и флотируемость минералов, ионно-молекулярный состав жидкой фазы пульпы.
Методической основой выбора параметров для оценки сортности и окисленности руд являются принципы и методы физико-химического и математического моделирования процессов формирования ионного состава пульпы в процессах измельчения и флотации руд цветных металлов.
Важным условием эффективного внедрения принципов посортовой переработки руд является организация управления транспортными потоками и разработка систем оперативного мониторинга физических и физикохимических параметров твердой и жидкой фаз пульпы.
Фазовый состав медно-молибденовых руд является одним из основных факторов, влияющих на технологию и определяющий технологические схемы, режимы и технико-экономические показатели переработки руды.
Значительный вклад в разработку способов оптимизации процессов флотации смешанных руд на основе контроля и регулирования параметров твердой и жидкой фаз пульпы внесли В.И. Ревнивцев, С Б . Леонов, В.А. Чантурия, А.А. Абрамов, В.М. Авдохин, О.С. Богданов, В.А. Бочаров, A.M. Десятов, В.З. Козин, Г.Н. Машевский, Ш. Отгонбилэг, Ж. Баатархуу, а также другие отечественные и зарубежные ученые. Дальнейшее развитие выбранного направления решения задачи повышения эффективности флотации смешанных медно-молибденовых руд возможно с использованием оперативных и надежных способов оценки их сортности и окисленности.
Цель работы - разработка комбинированного метода контроля сортности руды и окисленности минералов, обеспечивающего за счет оперативного регулирования режимов измельчения и флотации смешанных медно-молибденовых руд повышение извлечения ценных компонентов.
Идея работы заключается в использовании для оценки сортности и окисленности руд сочетания многоэлементного рентгенофлюоресцентного анализа состава твердой фазы и электрохимического измерения концентраций продуктов растворения окисленных минералов в жидкой фазе пульпы.
Методы исследований. В работе использованы: рациональный, минералогический и химический методы анализа исходного сырья и продуктов обогащения; технологические методы исследования процессов измельчения и флотации на лабораторных аппаратах и полупромышленных установках; методы статистической обработки и математического моделирования промышленного процесса.
Научные положения н их новизна.
1. Установлены характеристики фазового состава смешанных медномолибденовых руд и уровни извлечения минеральных форм меди в продукты обогащения. Показано, что степень окисленности руд тесно коррелирует с массовыми долями сульфоксидных (КПК = 0,9) и карбонатных (КПК = 0,89) минералов меди, концентрациями ионов меди (КПК == 0,72) и сульфоксидных ионов (КПК = 0,70) и обосновано использование концентраций продуктов растворения окисленных минералов как критериев степени окисленности
2. Разработан новый комплексный способ определения сортности и окисленности руды, включающий оперативный рентгенофлюоресцентный анализ содержания химических элементов в твердой фазе, оценку фазового состава руд, потенциометрический и кондуктометрический анализ концентраций продуктов растворения окисленных минералов в жидкой фазе пульпы; расчет степени окисленности с использованием бипараметрического критерия.
3. Разработан способ управления процессом обогащения, включающий определение сортности и окисленности руд и раздельную переработку выделенных типов руд с определением значений параметров процессов измельчения и флотации с учетом их сортности и окисленности.
4. Определены граничные значения критериев для основных технологических сортов руд, определены оптимальные интервалы расходов сернистого натрия (10-50 г/т), жидкого стекла (300-400 г/т), собирателя (20- 25 г/т) и алгоритм расчета расходов реагентов при флотации смешанных медно-молибденовых руд.
Н а у ч н о е з н а ч е н и е заключается в обосновании и разработке оперативного метода оценки сортности и окисленности медно-молибденовых руд, обеспечивающего повышение эффективности процесса обогащения за счет поддержания оптимальных условий флотации отличающихся технологических сортов руд.
П р а к т и ч е с к о е з н а ч е н и е . Разработаны технические требования к составу и схема посортовой переработки медно-молибденовых руд с использованием метода оперативного анализа сортности и окисленности, обеспечивающие повышение извлечения ценных компонентов на 0,5-1%.
О б о с н о в а н н о с т ь и д о с т о в е р н о с т ь н а у ч н ы х п о л о ж е н и й и в ы в о д о в подтверждаются удовлетворительной сходимостью расчетных и экспериментально измеренных значений параметров флотации (коэффициент R =0,85-0,99), соответствием результатов лабораторных, опытнопромышленных и промышленных испытаний, положительными результатами внедрения разработок в производство.
Р е а л и з а ц и я р е з у л ь т а т о в р а б о т ы . Разработанные схемы и режимы флотации смешанных медно-молибденовых руд испытаны и внедрены на СП «Эрдэнэт» с экономическим эффектом 755 тыс. долларов США. А п р о б а ц и я р а б о т ы . Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях СП «Эрдэнэт», (Эрдэнэт, 1998, 2005,), Международной научно-практической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья» (Екатеринбург, УГГА, 2008), научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2008-2009), Конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, МИСиС, 2009).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 работах, в т.ч. 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования России.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы из 126 наименований, содержит 29 рисунков и 35 таблиц.
Технологии измельчения и флотации смешанных медно-молибденовых руд
При обогащении медно-порфировых руд крупность измельчения составляет 60 - 70 % класса -74 мкм, так как вкрапленность медных минералов более тонкая, чем молибденита в молибденовых и вольфрамовых рудах [1,44,65]. Число стадий измельчения варьируется от двух до трех. При измельчении в качестве измельчающей среды используются шары и рудная галя. Схемы обогащения включают коллективную флотацию, доизмельчение концентрата основной флотации или первой перечистки, доизмельчение промпродукта, промпродуктовый цикл, в том числе операции «cleaner-scavenger» [2,97,108]. Применяются схемы с разделением грубоизмельченной руды на пески и шламы, измельчением песков до требуемой крупности (60 -70 % класса -0,074 мм) и раздельной флотацией песков и шламов. В последние годы получили распространение схемы с доизвлечением меди и молибдена из песковой фракции хвостов контрольной флотации [1,97,107].
Схемы селекции чернового медно-молибденового концентрата включают стадиальное доизмельчение и флотацию. Для удаления избытка реагентов медно-молибденовые концентраты перед селекцией обычно сгущаются [2,18].
Концентраты обычно доизмельчаются до крупности 80 - 85% класса -74 мкм, но в некоторых, случаях значительно тоньше [1,28,121]. Наряду с циклом селекции чернового медно-молибденового концентрата имеется развитый промпродуктовый цикл, включающий доизмельчение и перечистки промпродукта. Это связано с наличием труднофлотируемых разновидностей молибденита, большим количеством высокоактивных шламов породы и загрязняющих концентрат сульфидов [19,34,61]. В качестве подавителей пустой породы применяют жидкое стекло, гексаметафосфат натрия и др. реагенты [10,19,100].
Коллективная флотация всех сульфидов меди, молибдена и железа осуществляется в нейтральной или слабощелочной среде, создаваемой известью, содой или небольшими загрузками сернистого натрия. Для активации флотации окисленных медных минералов подают 0,05 - 0,3 кг/т сернистого натрия [1,31,64]. Примером развитой технологической схемы переработки бедных порфировых руд является схема обогатительной фабрики Коппертон компании «Кеннекот Юта Коппер». Измельчение руды ведется по классической двухстадиальной схеме. Технологическая схема коллективной флотации включает операции доизмельчения хвостов перечисток коллективного концентрата, развитый промпродуктовый цикл с доизмельчением концентрата основной промпродуктовой флотации, доизмельчение камерного продукта перечистки концентрата промпродуктовой флотации [1,19]. Столь развитая схема доизмельчения при большом количестве перечистных операции, ведение промпродуктовой флотации в отдельном цикле (без возврата концентратов в основную схему) позволяет получить медно-молибденовый концентрат с содержанием 24 -27% меди. Ведение коллективной флотации при рН 9,3 обеспечивает высокое извлечение меди и молибдена (90,6%).
Селекция (молибденовая флотация) ведется по классической схеме без промпродуктового цикла. Решение задачи получения качественного молибденового концентрата решается введением операции химического обезмеживания, проводимой с использованием цианидной технологии [1,75]. Высокая эффективность разделения медно-молибденовых концентратов достигается только после предварительного удаления с поверхности минералов или разрушения большей части собирателя [3,44,83]. Для этого обычно используются: десорбция собирателя сульфидными ионами, различные виды пропарок сгущенного концентрата, такие окислители, как гипохлорит (около 2 кг/т) или перманганат натрия [1,102,108].
Если в цикле коллективной флотации используют слабые собиратели (Z-200, этиловый ксантогенат), то депрессия сульфидов меди и железа часто достигается после длительной пропарки медно-молибденового концентрата острым паром [1,75]. Молибденит после такой обработки хорошо флотируется с нейтральным маслом. Если же в коллективном цикле флотации применяли сильные собиратели (высокомолекулярные ксантогенаты и дитиофосфаты), то для депрессии флотации сульфидов меди и железа при разделении коллективных концентратов необходимо применение специальных реагентов, в качестве которых могут быть использованы сульфиды щелочных металлов, цианиды и ферроцианиды, соли фосфора, мышьяка и сурьмы [3,19,75].
Если количество окисленных и вторичных минералов меди достаточно велико - в технологическую схему, как правило, включается операция пропарки коллективного медно-молибденового концентрата [34,65].
Принципиальная схема обогатительной фабрики «Эл-Теньенте» корпорации «Кодеко-Чили» включает трехстадиальное дробление, двухстадиальное измельчение, операции основной коллективной медно-молибденовой флотации, двухстадиальную перечистную флотацию, контрольный и промпродуктовые циклы. Концентрат промпродуктового цикла идет непосредственно в перечистки коллективного концентрата, а
Методы управления переработкой смешанных руд на основе контроля вещественного состава твердой и жидкой фаз флотационной пульпы
Результаты термодинамических расчетов справедливы для систем, находящихся в равновесии, достигаемом при относительно долгом течении реакций в рассматриваемой системе [2,113]. Для перенесения результатов термодинамических расчетов на реальные системы необходимо провести оценку кинетических параметров протекающих реакций. На рис. 2.4 схематически изображены процессы, протекающие в пульпе. В кислой и нейтральной среде происходит окисление сульфидных минералов (1), растворение тиосолей металлов (2) и частичное растворение труднорастворимых соединений (карбонатов, гидроокислов) (3). В щелочной среде те же реакции (4,5,6) завершаются образованием труднорастворимых солей металлов, проходя через стадию образования катионов металлов [23].
Для применения результатов расчетов была проведена оценка кинетических параметров протекающих реакций окисления и растворения минералов, межионного взаимодействия, процессов адсорбции-десорбции, характеризующихся различной скоростью и различным вкладом в формирование ионно-молекулярного состава.
Представленные реакции могут протекать как последовательно, так и последовательно - параллельно [23,104]. Согласно теории стадиальных процессов скорость стадиальной реакции определяется ее наиболее медленной стадии. При этом в системе происходит накапливание промежуточных продуктов, являющихся исходными для медленной стадии.
Тип реакций Основные признаки Динамические характеристики 1. Электрохимические реакции окисления сульфидных минералов Увеличение концентраций катионов металлов и анионов серосодержащих кислот, снижение концентрации кислорода Медленные процессы 2. Реакции диссоциации хорошо растворимых солеобразных минералов Увеличение концентраций ионов металлов и анионов кислот Быстрые исреднескоростныепроцессы 3. Реакции диссоциации слаборастворимых солеобразных минералов Увеличение концентраций ионов металлов и анионов кислот, изменение щелочности среды Среднескоростные и медленные процессы 4. Реакции связывания ионов металлов в нерастворимые соединения Уменьшение концентраций ионов металлов и анионов кислот, изменениещелочности среды Быстрые процессы 5. Реакции абсорбции кислорода и углекислоты из атмосферно воздуха Увеличение концентраций кислорода всех форм угольной кислоты Среднескоростные процессы 6. Реакции диссоциации и гидролиза кислотных радикалов при изменении щелочности среды Переход кислотных анионов в более или менее гидролизованные формы Быстрые процессы
Процессы второй группы (реакции диссоциации растворимых солеобразных минералов) протекают на границе раздела фаз и характеризуются скоростями от 10 до 10 " моль/м мин [93,95]. Для пульпы с плотностью от 40 до 60% твердого (R = 0,6710" - 1,510" ) с содержанием солеобразных минералов от 0,5 до 1% и удельной поверхностью от 50 до 200 м /кг минерала расчетная объемная скорость растворения составляет от 10 до 10" моль/м мин, что и позволило отнести данную группу процессов к процессам, протекающим с высокой скоростью (более 10 3 моль/м3мин). Химические реакции диссоциации растворимых солеобразных минералов имеют общий вид реакции 2 на рис. 2.5 и сопровождаются увеличением концентраций ионов тяжелых металлов и сульфоксидных анионов.
Процессы третьей группы (реакции диссоциации слаборастворимых солеобразных минералов) протекают на границе раздела фаз и характеризуются скоростями от 10 4 до 10 "6 моль/м2мин [38,64]. Для пульпы с плотностью от 40 до 60% твердого (R = 0,67 10 - 1,510 ) с содержанием солеобразных минералов 6-10% и удельной поверхностью от 50 до 200 м2/кг минерала расчетная объемная скорость растворения составляет от 10"5 до 10"6 моль/м3мин, что и позволило отнести данную группу процессов к процессам, протекающим с относительно невысокой и медленной скоростью (менее 10"6 моль/м3мин). Химические реакции растворения солеобразных минералов имеют общий вид реакции 3 (рис.2.5) и сопровождаются увеличением концентраций ионов тяжелых металлов и анионов кислотных остатков.
Процессы четвертой группы (реакции связывания ионов металлов в нерастворимые соединения) протекают в объеме электролита и на вновь образованной границе раздела фаз и характеризуются скоростями от 10" до 10 "3 моль/м2мин [79]. Для пульпы с концентрацией ионов 10 5 до 10 "7 моль/м3 содержанием вновь образованного осадка 1,0% и удельной поверхностью 5000 м2/кг расчетная объемная скорость осадкообразования составляет от 102 до 10" моль/м3мин, что дало основание отнести данную группу к процессам, протекающим с высокой скоростью (более 10" моль/м мин). Химические реакции связывания ионов металлов в осадки солеобразных минералов имеют общий вид: Мет+ + ЮН" + кАп п- = Me(OH),An + (2.7) и сопровождаются уменьшением концентраций ионов тяжелых металлов и анионов кислотных остатков.
Процессы пятой группы (реакции абсорбции кислорода и углекислоты из атмосферно воздуха) протекают на границе раздела фаз и характеризуются скоростями от 10 4 до 10 "5 моль/м2мин. Для пульпы с объемным содержанием воздуха от 30 до 40% с содержанием газообразного агента (кислорода или углекислоты), соответственно, 16 и 1,5% и удельной поверхностью газовой фазы 500 м /м [18,64] расчетная объемная скорость абсорбции составляет от 10" (кислород) до 10" (углекислый газ) моль/м мин, что и позволило отнести данную группу процессов к процессам, протекающим со средней скоростью. Процессы абсорбции кислорода и углекислого газа сопровождаются увеличением концентраций газов в жидкой фазе пульпы.
Процессы шестой группы (гидролиз и диссоциация кислотных анионов) протекают в объеме электролита и характеризуются скоростями от 1 до 10 моль/м мин [2,87]. Для пульпы с концентрацией ионов 10" до 10 моль/м расчетная объемная скорость гидролиза-диссоциации составляет от 10" до 1 моль/м3мин, что дает основание отнести данную группу к процессам, протекающим с высокой скоростью (более 10" моль/м мин). Химические реакции гидролиза-диссоциации имеют общий вид: Ann" + Н+ = НАп (2.8) В начальный момент времени ионный состав пульпы будет определяться реакциями диссоциации хорошо растворимых солеобразных минералов, реакциями связывания ионов металлов в нерастворимые соединения и реакциями диссоциации и гидролиза кислотных радикалов, Сравнение скоростей процессов, протекающих в пульпе в операциях измельчения и флотации, а так же устойчивость ионов SO42", 80з2"и S2O32" в наименее гидролизованной форме, позволяет предположить, что концентрации анионов сульфоксидных анионов в жидкой фазе пульпы будут преимущественно определяться массовой долей растворимых окисленных минералов, в состав которых входят эти анионы.
Концентрация бикарбонатных ионов и ионов тяжелых металлов в области рН 8,8-10,5 будет определяться произведением растворимости труднорастворимых карбонатных и гидроксокарбонатных минералов, а при достижении рН осаждения - величиной рН жидкой фазы пульпы.
В наибольшей мере устойчивыми к изменениям рН и Eh жидкой фазы пульпы являются сульфоксидные ионы. Концентрации катионов тяжелых металлов в слабокислой среде до рН осадкообразования отражают процессы диссоциации окисленных минералов, а в более щелочной среде определяются величиной рН и других компонентов жидкой фазы пульпы.
Кинетический анализ физико-химических процессов, протекающих на минералах в процессах измельчения и флотации
В порфировых медно-молибденовых рудах окисленные минералы меди представлены, в основном, малахитом и азуритом. Увеличение степени окисленности руды характеризуется появлением в ней сульфатов (брошантит, антлерит, халькантит), сульфитов и тиосульфатов, силикатов и фосфатов (хризоколла и бирюза), а в смешанной руде - куприта, тенорита и делофоссита [52,68,112].
Общая степень окисленности руд, рассчитываемая как аддитивная сумма массовых долей растворимых, нерастворимых и силикатных минералов меди характеризуется высокой теснотой связи с массовыми долями отдельных минеральных форм (табл.2.7). Это позволяет прогнозировать возможность оперативного контроля общей степени окисленности руды по массовой доле одной из минеральных форм (растворимых минералов) или продуктов их растворения.
Полученные значение коэффициентов парной корреляции массовых долей окисленных минеральных форм и концентрации ионов меди (0,66-0,76) свидетельствуют о наличии устойчивой связи между параметрами. Однако величина КПК указывает на существенные возмущающие воздействия, затрудняющие использование концентрации меди в качестве критерия окисленности руды.
Аналогичные выводы молено сделать относительно связи между концентрацией сульфоксидных ионов и параметрами окисленности руды.
Значения КПК между концентрацией ионов железа, карбонатных и бикарбонатных ионов с одной стороны и параметров окисленности руды с другой стороны (0,34-0,45) показывают, что эти параметры характеризуются не тесной связью. Это обусловлено в первую очередь тем, что по условиям эксперимента и расчетов указанные ионы не образуются в достаточных количествах на стадии растворения сульфоксидных легкорастворимых минералов (карбонатные и бикарбонатные ионы) или связываются с высокой скоростью в осадки (ионы железа).
1. В результате термодинамического анализ процессов растворения окисленных медных минералов получена совокупность уравнений, позволяющих рассчитать равновесную концентрацию ионов меди в фильтратах пульпы при различных значениях рН. Показано, что при рН менее 5,7 равновесная концентрация иона меди превышает 10" моль/л (63 мг/л), что превышает массовую концентрацию меди в виде растворимых и карбонатных минералов (табл.2.8). Это означает, что при рН менее 5,7 медные растворимые и карбонатные минералы растворяются и медь в виде ионов переходит в раствор.
2. Показано, что в жидкой фазе, находящейся в равновесии с окисленными медными минералами в отсутствие извести существует широкая область рН от 5,4 до 10,5, в которой концентрация сульфоксидных ионов в 10-30 раз превышает концентрацию катионов меди, кальция, карбонатных и бикарбонатных анионов, гидроксильных и водородных ионов. В присутствии извести область преобладания концентраций сульфоксидных ионов над другими ионами лежит в интервале рН от 8,5 до 10,5.
3. В результате кинетического анализа процессов растворения окисленных минералов показано, что в начальный момент времени ионный состав пульпы определяется реакциями диссоциации хорошо растворимых солеобразных минералов, реакциями связывания ионов металлов в нерастворимые соединения и реакциями диссоциации и гидролиза кислотных радикалов.
4. Экстраполяцией апроксимационных кривых на начальный момент времени определена «исходная» концентрация ионов, образовавшихся в результате протекания быстрых процессов диссоциации хорошо растворимых окисленных минералов. Рассчитанные значения концентраций ионов для процессов в отсутствие дозирования извести ([S042"]o = 118 мг/л; [SC 32"] + [S2O3 "]о = 200 мг/л; [НСОз"]о = Ю мг/л) и для процессов измельчения и флотации в присутствии извести ([S042"]o = 469 мг/л; [SC 32"]+ [S2C 32"]o = 32 мг/л; [НСОз"]о = 70 мг/л) существенно различаются.
5. Сопоставление мольных концентраций сульфоксидных ионов в операции измельчения с мольной массовой долей растворимых окисленных минералов в руде, показывает, что источником появления сульфоксидных анионов в жидкой фазе пульпы при измельчении в отсутствие извести служат преимущественно растворимые окисленные минералы, в состав которых входят эти анионы. Источником появления сульфоксидных анионов при измельчении в присутствие извести служат как растворимые окисленные минералы, так и техническая известь.
6. Полученные значение коэффициентов парной корреляции массовых долей окисленных минеральных форм и концентрации ионов меди (0,66-0,76) свидетельствуют о наличии устойчивой связи между параметрами. Однако величина КПК указывает на существенные возмущающие воздействия, затрудняющие использование концентрации меди в пульпе качестве критерия окисленности руды.
7. Полученные значение коэффициентов парной корреляции массовых долей окисленных минеральных форм и концентрации сульфоксидных ионов (0,5-0,7) свидетельствуют о наличии устойчивой связи между параметрами. Однако величина КПК указывает на существенные возмущающие воздействия, затрудняющие использование концентрации сульфоксидных ионов в пульпе в качестве критерия окисленности руды.
Выбор критериев для оптимизационного управления процессом флотации
Адаптивно-детерминированный метод управления включает регулирование на двух уровнях. Нижний уровень регулирования проводит регулирование расходов реагентов на основе контроля ионного состава жидкой фазы пульпы. Задачей регулирования является поддержание в жидкой фазе пульпы заданного значения щелочности пульпы (рН, СаО). В работе [71] показано, что для коллективной медно-молибденовой флотации весьма важным параметром является извлечение пирита в коллективный концентрат, что обусловлено снижением качества медного и молибденового товарных концентратов, или увеличение расходов, связанных с удалением пирита. Критерий оптимизации в этом случае приобретает следующий вид [71]: Qt = є сиЦсиаси + е моЦмоОСмо + єруЦ руос Ру (3.5) Где: є, є , Ц, а - соответственно: извлечение в коллективный медно-молибденовый концентрат, потери, условная цена (для пирита - затраты на удаление) и содержание в исходной руде меди (си), молибдена (Мо), пирита (ру). Цена металла в концентрате является функцией от содержания основного металла и примесей (рмеО- Этот критерий эффективен для коллективных циклов флотации для руд с относительно постоянным составом, когда потери ценных компонентов обратно пропорциональны стоимости извлекаемых компонентов.
Недостаток предлагаемых критериев для оценки эффективности технологического процесса заключается в том, что они не позволяют учесть обогатимость различных типов руды. Так, сравнивая трудно- и легкообогатимые руды по этим критериям можно сделать заключение о различном уровне неизвлекаемых потерь, обусловленных с нахождением ценных компонентов в форме силикатов или недостаточным раскрытием сростков. В условиях переработки нескольких сортов руд уровень потерь ценных компонентов будет связан как с неоптимальностыо технологического режима, так и с изменением состава руды текущей добычи. Другим фактором является необходимость выдерживания задания по качеству концентрата, что особенно важно для селективных циклов флотации.
В условиях переработки нескольких сортов руд уровень потерь ценных компонентов связан как с неоптимальностью технологического режима, так и с резким изменением состава руды текущей добычи. Для обеспечения непрерывного регулирования технологического режима путем изменения расходов реагентов необходимо осуществлять перманентный распределенный контроль параметров технологического процесса по всей схеме операций обогатительного передела [40,88]. На рис. 3.3 и в табл. 3.3 представлены разработанная структурная схема управления и технологическая карта автоматизированной системы аналитического контроля состава твердого в основных продуктах процесса коллективной флотации на обогатительной фабрике СП «Эрдэнэт».
В настоящее время разработаны приборы для оперативного анализа добытой горной массы, представляющие собой переносные рентгенофлюоресцентные анализаторы с источником излучения в виде изотопа [86] или рентгеновской трубки [54,71]. Перспективным направлением улучшения метрологических характеристик анализаторов является увеличение диаметра пучка рентгеновского излучения. Это делает анализ более представительным и сокращает время опробования до 5-10 минут. исходное питание 1
Системы с пробоотбором сложны в эксплуатации, требует практически постоянного присутствия высококвалифицированных специалистов для поддержания их в работоспособном состоянии, и имеют высокую эксплуатационную стоимость. Поочередное пропускание различных продуктов, имеющих разные содержания анализируемых элементов, через одну и ту же измерительную кювету, несмотря на промывку водой, "сглаживает" результаты измерения и, как правило, анализ содержания элементов в хвостах бывает завышенным.
В связи с вышеперечисленными недостатками эксплуатирующихся методов и систем аналитического контроля при разработке системы аналитического контроля были рассмотрены анализаторы с более высокими показателями по надежности, эргономичности, имеющих достаточную оперативность при выдаче результатов анализа в каждой контролируемой точке и положительно зарекомендовавших себя на Российских и зарубежных предприятиях [54,71,117]. В качестве альтернативных, были изучены анализаторы «АР-31», «Courier-30» «XRA-1600» фирмы «Svedala Autometrics» (Денвер, США) и «AMDEL-ISA» фирмы «Thermo-gamma metrics» (Австралия).
Анализаторы и «XRA-1600» применяют в качестве источника рентгеновские трубки с различной мощностью и относятся к анализаторам, основанными на волнодисперсионном методе анализа. Анализаторы, принцип действия которых основан на волнодисперсионном методе, обычно имеют более нестабильное фоновое излучение, чем у анализаторов основанных на энергодисперсионном методе анализа, например, анализатора «Amdel-ISA». Это приводит к ухудшению соотношения сигнал/шум, увеличению ошибки и необходимости периодической корректировки регрессионных коэффициентов. Хотя у волнодисперсионного метода меньшее время измерений (экспозиция) до достижения теоретической статистической погрешности счета, периодичность выдачи анализов для системы «Courier-ЗО» и «АР-31» составляет 15 и 30 минут, соответственно, т.к прободоставка и промывка перед каждым измерением занимает значительно большее время чем непосредственно измерение и обработка аналитического сигнала. Источником излучения у энергодисперсионных анализаторов является радиоактивный изотоп. Данный тип анализатора имеет хорошее соотношение сигнал/шум, имеет автоматическую стабилизацию интенсивности источника и работы детектора, благодаря чему точность определения содержания элемента близка к теоретической т.е ошибка не превышает 0,1%.
Практика эксплуатации и результаты сравнения показывают, что анализатор «АР-31» нестабилен в работе, имеет большую дискретность выдачи (30 мин) анализа с недостаточной достоверностью. Однако его невысокая стоимость дает ему определенные преимущества перед зарубежными аналогами.
Окончательный выбор перспективного анализатора может быть сделан только с использованием сравнительной оценки средств контроля. В табл. 3.4 представлены данные об эффективности датчиков измерения элементного состава руд и продуктов обогащения, послужившие базой для выбора наиболее эффективного варианта.
Анализ полученных результатов показывает, что применение анализаторов непрерывного действия «Amdel-ISA» на обогатительной фабрике ГОКа «Эрдэнэт» оказалось весьма эффективным по сравнению с применением анализаторов АР-31 и Courer-ЗО. С использованием анализатора «Amdel» обеспечивается непрерывный многоэлементный анализ с интервалом до 1 мин, что создает техническую предпосылку полностью автоматизировать управление технологическим процессом обогатительной фабрики.
Анализатор «Amdel-ISA» имеет повышенную системную надежность, т.к. отказ отдельного анализатора приводит к потере анализа только в одной контролируемой точке, а не целом по секциям. Упрощается технический состав системы экспресс анализа за счет исключения системы отбора и доставки проб; снижаются эксплуатационные затраты и требования к квалификации обслуживающего персонала; и. т.д. на сегодняшний день на обогатительной фабрике ГОКа «Эрдэнэт» базой для функционирования системы выбраны 14 поточных анализаторов «Amdel» фирмы «Termogammametrix».
