Методичка: Флотационные методы обогащения

снижения расхода электроэнергии;

повышения извлечения ценных компонентов в концентрат;

повышения качества товарной продукции (концентратов);

сокращения расхода флотационных реагентов;

замены дорогостоящих реагентов без снижения технологических показателей;

комплексного использования сырья;

применения нового флотационного оборудования;

2. улучшение экологической обстановки в районе промплощадки.

Исходные данные для расчета технологической схемы флотации оформляются в виде таблицы баланса металлов. В таблицу баланса металлов студент заносит:

1.наименование продуктов обогащения, которые планируется получать на проектируемой фабрике;

2.принимается качество товарной продукции проектируемой фабрики - концентрата (концентратов), то есть принимается на основе данных фабрики-аналога содержание ценных компонентов в концентрате и содержание в них вредных примесей (содержание вредных примесей в концентратах должно отвечать требованиям, которые предъявляют к ним потребители - металлургические предприятия);

3.на основе данных фабрики-аналога принимается извлечение ценных компонентов в концентраты и взаимные потери металлов. Извлечение ценных компонентов в концентраты должно приниматься с учетом рекомендаций по совершенствованию технологической схемы флотации, которое вносит студент на основе рекомендаций, выявленных им в периодической научно-технической литературе. Особенно приветствуется случай, когда совершенствование технологической схемы флотации основывается на результатах собственных лабораторных исследований.

Совершенствование технологической схемы флотации заключается в получении дополнительной товарной продукции - золотосодержащего пиритного концентрата, выделяемого совместно с крупным галенитом из разгрузки мельницы. Данное мероприятие внедрено на фабрике-аналоге, а технологические показатели, достигнутые за счет его применения, опубликованы в периодической литературе.

4.1 Пример 1: расчет технологической схемы обогащения свинцово-цинковой руды

За фабрику-аналог принята Мизурская ОФ, перерабатывающая свинцово-цинковые руды Садоно-Згидской группы месторождений. В таблице 4.1 приведен баланс металлов с учетом практики работы МОФ.

Таблица 4.1 - Технологические показатели обогащения руды на проектируемой ОФ

Целью расчета схемы флотации является определение требуемого числа флотационных камер в каждой операции флотации.

Последовательность расчетов состоит в следующем. Таблица баланса металлов представляет собой исходные данные для расчета количественной схемы флотации: на ее основе рассчитывают выхода всех продуктов флотации, используя которые далее рассчитывают водно-шламовую схему, которая в свою очередь является исходными данными для расчета требуемого числа флотационных камер в каждой операции флотации.

4.1.1 Расчет свинцового цикла флотации

Методика расчета количественной схемы флотации состоит в том, что на основе известных содержаний ценных компонентов в продуктах определяют их количество - выход. Практикуется поцикловой расчет схемы флотации: в данном случае рассчитывают сначала свинцовый цикло флотации, а затем - цинковый.

Расчет свинцового цикла флотации заключается в определении выходов:

в основной операции флотации (в операции получения чернового свинцового концентрата);

в цикле доводки чернового свинцового концентрата - в операциях перечистки чернового свинцового концентрата;

в цикле контрольных операций флотации, предназначенных для доизвлечения металлов из хвостов основной операции флотации.

Методика расчета выходов продуктов обогащения состоит в том, что:

на основании данных таблицы баланса металлов и показателей работы фабрики-аналога задаются содержанием металлов во всех продуктах основного цикла свинцовой флотации;

составляют уравнение баланса металла (свинца) по продуктам обогащения, получаемым в цикле основной флотации;

решают уравнение баланса металла, определяя выход продуктов обогащения, получаемых в операции основной свинцовой флотации, - концентрата и хвостов.

Проектируемая схема свинцового цикла флотации приведена на рис. 4.1.

Рис. 4.1 - Качественно-количественная схема свинцового цикла флотации

Рекомендации:

1.степень концентрации металла (свинца) в основной свинцовой флотации должна составлять от 10 до 20;

2.выход промежуточных продуктов - хвостов основной свинцовой флотации - должен быть на уровне 85-90 %;

3.каноническая схема флотации предусматривает, что промежуточные продукты - камерный продукт операции перечистки чернового свинцового концентрата и пенный продукт контрольной операции флотации - будут возвращаться в цикл основной операции флотации, что повышает содержание металлов в голове процесса, но одновременно увеличиваются и потери металла с хвостами цикла. Поэтому следует рассматривать возможность организации открытого цикла основной флотации как специальной части проекта.

Составим уравнение баланса по золоту:

Решим его с целью определения продукта № 6 и извлечения в него золота:

Определим выход продукта № 23 и извлечение в него золота, задавшись содержанием золота в продуктах № 1, 5 и 19:

В результате операции основной свинцовой флотации получены продукты обогащения - черновой (грубый) свинцовый концентрат и хвосты. Черновой свинцовый концентрат должен быть доведен по качеству, то есть Содержание свинца в черновом свинцовом концентрате должно быть повышено до требуемой величины, определяемой таблицей баланса металлов. Это повышение содержания металла в черновом концентрате называют доводкой, которую осуществляют с помощью операций флотации, называемых перечистными.

Методика расчета операций доводки чернового (грубого) свинцового концентрата - перечисток - состоит в следующем.

Расчет сводится к определению выхода промежуточных продуктов - хвостов перечистки (иногда их называют камерными продуктами, имея в виду, что из камеры выходит пенный продукт - концентрат). В зависимости от качества чернового концентрата, число перечисток может быть разным. В рассматриваемом примере принимаются три операции перечистки. Исходными данными для расчета являются: содержание металла в пенных и камерных продуктах флотации. Ими задаются, исходя из степени концентрации - отношения содержания металла в конечном продукте к содержанию металла в исходном продукте.

Расчет операций цикла доводки - перечисток - начинают с последней (в данном случае с третьей перечистки), так как содержание свинца в товарном концентрате известно (из таблицы баланса металлов). Составим уравнение баланса металла (свинца) по операции третьей перечистки:

Решим это уравнение и определим выход продуктов № 30 и 33.

Зададимся содержанием свинца в концентрате (№32) и хвостах второй операции перечистки (№ 27) и составим баланс металла по операции:

Определим выход концентрата и хвостов операции первой перечистки, решив это уравнение:

Расчет операции I перечистки сводится к определению выходов продуктов № 25 и 29. Для их определения составляют баланс свинца по продуктам обогащения, получаемым в результате выполнения операции I перечистки:

Численное решение этого уравнения имеет вид:

Рекомендации: после расчета всех выходов операции основной свинцовой флотации и операций перечисток следует обратить внимание на то, что абсолютная величина выхода продукта не должна превышать 5-10 %. В противном случае содержание свинца в продуктах обогащения следует изменить (изменить степень концентрации) и расчеты выполнить вновь. Это требование связано с тем, что при проектировании большого выхода продукта потребуется установить дорогостоящие флотационные камеры большого объема, что неоправданно увеличивает капитальные затраты и расход электроэнергии на процесс флотации.

Эта рекомендация может не учитываться только при обогащении особенно труднообогатимых руд (колчеданных медно-цинковых и т.д.).

Для уменьшения потерь флотируемого минерала с хвостами основной флотации проводят контрольные операции флотации.

Из таблицы баланса металла известно содержание свинца в хвостах свинцового цикла. Поэтому составим сначала уравнение баланса металла по операции второй контрольной флотации:

Определим выход продуктов № 37 и 38:

Расчет I контрольной операции сводится к определению выходов продуктов № 34 и 36

,

которые находят из уравнения баланса:

В операции II основной Pb флотации необходимо определить выход продуктов № 21 и 24 по уравнению баланса:

Величина выхода концентрата (продукт № 24) и хвостов (продукт № 21) составляет

,

что не превышает допустимых величин (93,35 % < 85-95 % и 3,31 % < 5-10 %).

Отличие расчета первой операции свинцового цикла (I основной Pb флотации) состоит в том, что составляют уравнение баланса металла по этой операции

Расчет операции I основной Pb флотации сводится к определению выхода продукта №13 и содержанию металла в этом же продукте:

и определяют содержание свинца в продукте № 13:

4.1.2 Расчет цинкового цикла флотации

Расчетная схема цинкового цикла флотации приведена на рис. 4.2.

Рис. 4.2 - Качественно-количественная схема цинкового цикла флотации

Баланс цинка по операции III Zn перечистки:

Решение уравнения для определения выхода продуктов № 47 и 49 и извлечения Zn в продукт № 47:

Баланс цинка по операции II Zn перечистки:

Определение выхода продуктов № 44 и 48 и извлечения в них цинка:

Баланс цинка по операции I Zn перечистки:

Расчет операции I Zn перечистки сводится к определению выходов продуктов №42 и 45 и извлечению Zn в продукт №45:

Численное решение уравнения баланса:

Баланс цинка по операции II контрольной Zn:

Расчет операции II контрольной Zn флотации сводится к определению выходов продуктов №53 и 54, а так же извлечению Zn в эти продукты:

Определяем выход продуктов № 53 и 54:

Определяем извлечение цинка в продукты № 53 и 54:

Расчет операции I контрольной Zn флотации сводится к определению выходов продуктов №50 и 52, а так же извлечению Zn в эти продукты. Баланс цинка по операции I контрольной Zn:

Численное решение уравнения баланса цинка с определением выхода продуктов № 50 и 52 и извлечения в них цинка:

В заключение составляем уравнение баланса металла по операции основной цинковой флотации, которая одновременно является первой проверкой правильности расчета количественной схемы флотации (первая проверка по выходам):

Расчет прошел первую проверку по выходам.

Составляем уравнение баланса по количеству металла, которое одновременно является второй проверкой правильности расчета количественной схемы флотации (проверка по количеству металла):

Расчет прошел вторую проверку.

4.1.3 Обоснование реагентного режима флотации Pb-Zn руд

Обогащение свинцово-цинковой руды ведем по схеме прямой селективной флотации. Это значит, что сначала подавляют флотацию минералов цинка (в основном представленных сфалеритом) и извлекают минералы свинца (в основном представленные галенитом). Затем из хвостов свинцового цикла флотации после активации извлекают минералы цинка. Минералы пустой породы и пирит переводят в отвальные хвосты (рис. 4.3).

Рис. 4.3 - Принятый реагентный режим флотации руды

Для подавления минералов цинка применяют смесь цианистого натрия с цинковым купоросом. Для активации минералов цинка используют медный купорос.

В качестве собирателя используют бутиловый ксантогенат натрия.

В качестве пенообразователя используют Оксаль Т-80.

Активацию минералов цинка проводят после загрузки извести.

4.1.4 Методика и пример расчета водно-шламовой схемы флотации. Баланс воды

Примем в расчетах следующие обозначения:

n- номер продукта

- отношение жидкого к твердому по массе численно равное массе H2 O на 1т твердого с продуктом, м3 в единицу времени.

- расход добавляемой воды с продуктом, м3 в единицу времени.

- влажность продукта, %

- содержание твердого, %

- плотность твердого в продукте, т/м3

- производительность по объему пульты, м3 в единицу времени

- удельный расход продуктам, м3 /т

Основные расчетные формулы (2.28-2.33) 1:

Исходные показатели принимаются исходя из опыта работы аппаратов на действующей фабрике-аналоге. Рекомендуемый удельный расход воды на 1м3 /т твердого приведен на стр.82 1.

Ориентировочное содержание твердого по массе в операциях и продуктах приведено в табл.2.24. 1 и табл. 20 2.

Методика расчета водно-шламовой схемы:

1. Выбираем численные значения исходных показателей.

2. Составляем вспомогательную таблицу, куда записываем производительность по продуктам по данным расчета качественной схемы обогащения и исходных показателей для расчета.

3. По формуле 2.28 1 рассчитываем и записываем во вспомогательную таблицу производительность Н2О для тех продуктов операции, для которых согласно исходным показателям известно, значение .