WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

АЛИФЕРОВА СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА

АКТИВАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ФЛОТАЦИИ шламов

и сильвина при обогащении калийных руд

Специальность 25.00.13 - «Обогащение полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой

степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2007

Работа выполнена в Закрытом акционерном обществе «ВНИИ Галургии»

(ЗАО «ВНИИ Галургии»)

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент ТИТКОВ

СТАНИСЛАВ НИКОЛАЕВИЧ

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор ЧИЖЕВСКИЙ

ВЛАДИМИР БРОНИСЛАВОВИЧ

кандидат технических наук,

профессор ЧУЯНОВ

ГРИГОРИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

Ведущая организация – Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный институт горно-химического сырья» (ФГУП «ГИГХС»), Московская обл.

г. Люберцы

Защита состоится « 24 » мая 2007 г. в 13-00 часов на заседании

диссертационного совета Д 212.280.02 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу:

620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, ауд.2142.

(Факс (343) 257-91-54; e-mail: aliferova_SN@silvinit.ru)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке

Уральского государственного горного университета.

Автореферат разослан « 20 » апреля 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета В.К.Багазеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Флотационное обогащение водорастворимых калийных руд в настоящее время является основным методом производства калийных удобрений на отечественных и зарубежных предприятиях.

Калийные руды Соликамского участка Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей (ВКМКМС) отличаются изменчивостью минерального состава водонерастворимых примесей. Отсутствие данных о составе и технологических свойствах водонерастворимых примесей, их изменении в руде различных участков разрабатываемых шахтных полей не позволяло осуществлять планирование режимов переработки руды с учетом ее технологических свойств.

Повышение температуры маточного раствора (насыщенного раствора электролитов хлоридного типа) в летний период времени до 35 – 37 оС отрицательно влияет как на показатели шламовой, так и сильвиновой флотаций.

Технологическая схема флотационной переработки руды включает проведение обесшламливания руды со складированием глинисто-солевых отходов в виде суспензии в шламохранилище, что обусловливает необходимость применения специальных мер по снижению экологического воздействия производства на окружающую среду.

Объектом исследования являются минеральный состав водонерастворимых примесей сильвинитовой руды соликамского участка ВКМКМС и флотационные реагенты их свойства.

Предмет исследования:

-закономерности изменения показателей флотации шламов из калийной руды в зависимости от минерального состава водонерастворимых примесей, состава флокулянта и собирателя шламов;

- закономерности изменения показателей флотации сильвина из калийной руды в зависимости от минерального состава водонерастворимых примесей, температуры маточного раствора, фракционного состава первичных алифатических аминов, органического депрессора.

Цель работы. Активация процессов флотации шламов и сильвина при обогащении калийных руд на основе разработки новых реагентных режимов, новой технологии с учетом изменчивости минерального состава водонерастворимых примесей.

Идея работы заключается в использовании закономерностей изменения флотируемости шламов и сильвина от минерального состава содержащихся в калийных рудах водонерастворимых примесей, состава полиакриламидного флокулянта, оксиэтилированных фенолов, первичных алифатических аминов и применении органического депрессора для разработки новой технологии переработки калийных руд.

Основные задачи исследования:

  • изучение минерального состава водонерастворимых примесей калийных руд различных участков Верхнекамского месторождения, разрабатываемых ОАО «Сильвинит», и установление взаимосвязи между составом водонерастворимых примесей и оптимальным расходом реагентов для флотационного выделения шламов;
  • изучение влияния состава оксиэтилированных алкилфенолов на эффективность флотационного обесшламливания калийных руд;
  • изучение влияния анионности и молекулярной массы полиакриламидных флокулянтов на процессы флотационного обесшламливания калийных руд и сгущения глинисто-карбонатных шламов в насыщенных растворах электролитов хлоридного типа;
  • исследование влияния состава первичных алифатических аминов на флотацию хлористого калия в насыщенных растворах электролитов хлоридного типа при температуре 20 – 38оС;
  • разработку новой технологии флотационной переработки калийных руд без предварительного обесшламливания руды.

Методы исследований. В работе использованы: рентгенографический количественный фазовый, химический и гранулометрический методы анализа состава руды и содержащихся в ней водонерастворимых примесей, седиментационный метод определения содержания диспергированных шламов и флокулирующей активности полиакриламидных полимеров, фотометрический метод определения аминов, метод хроматографического определения фракционного состава аминов, вискозиметрическое определение вязкости растворов аминов, флотация шламов и хлористого калия в лабораторных и промышленных установках.

Научные положения, выносимые на защиту.

  • Оптимальный расход флокулянта в операции флотации шламов должен соответствовать содержанию силикатных минералов в руде;
  • Флотация шламов наиболее эффективна высокооксиэтилированными алкилфенолами (количество молей окиси этилена 20-30) и высокомолекулярным полиакриамидным флокулянтом с анионностью 1,2 – 1,4 мг-экв/г;
  • Повышение эффективности действия первичных алифатических аминов при флотации сильвина обеспечивается путем изменения в них соотношения октадециламина и гексадециламина;
  • Производства хлористого калия флотационным способом из сильвинитовых руд с содержанием н.о. до 2 % возможно по технологии без проведения предварительного обесшламливания.

Научная новизна результатов работы. Получены следующие новые научные результаты:

  • Впервые установлена изменчивость минерального состава водонерастворимых примесей калийных руд промышленных пластов Соликамского участка ВКМКМС, проведено определение минерального состава «свободного» и «внутрикристаллического» нерастворимого остатка и установлена зависимость количества образующихся «свободных» (диспергированных) шламов от минерального состава водонерастворимых примесей.
  • Выявлена зависимость реагентного режима флотационного обесшламливания калийных руд от минерального состава водонерастворимых примесей.
  • Разработаны реагенты нового состава для флотационного обогащения калийных руд:

-высокооксиэтилированные фенолы, получаемые алкилированием фенолов олефиновыми фракциями С8 – С14 и содержащие 25 оксиэтильных групп;

-полиакриламидный полимер с молекулярной массой 17 млн. а.е.м. и показателем анионности 1,2 – 1,4 мг-экв/г;

-первичные алифатические амины с соотношением фракций аминов октадециламин (С18) / гексадециламин (С16), равным 2,7 – 3,0.

  • Впервые разработана технология флотационного обогащения калийных руд с содержанием водонерастворимых примесей до 2 % без проведения предварительного обесшламливания руды.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов обеспечивается значительным объемом экспериментального материала, удовлетворительной сходимостью результатов параллельных опытов, подтвержденными данными статистического анализа; производственным опытом положительного внедрения разработанных новых реагентных режимов.

Практическое значение состоит в установлении математической зависимости оптимального расхода флокулянта от минерального состава водонерастворимых примесей, разработке новых реагентных режимов и новой технологии переработки калийных руд.

Личный вклад автора состоит в обосновании направлений решения поставленных задач; в организации и проведении анализе всего комплекса лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний; анализе и обобщении результатов исследований.

Реализация результатов работы. Результаты исследований, полученные автором, доведены до практического использования на флотационных фабриках ОАО «Сильвинит». Применение нового высокомолекулярного полиакриламидного флокулянта (Аккофлок А97) и собирателя шламов оксиэтилированного алкилфенола Неонол АФ 9-25 повысило эффективность и селективность флотационного обесшламливания калийных руд, уменьшило расход собирателя в цикле сильвиновой флотации на 15 % и увеличило извлечение хлористого калия в товарный продукт в среднем на 0,6 %. Экономический эффект от использования новых реагентов в цикле флотационного обесшламливания руды составил 56,3 млн. руб.. Применение нового катионного собирателя с соотношением фракций С18/С16 2,7-3,0 (амины С17-С20, марка «С») повысило извлечение хлористого калия в готовый продукт в среднем на 0,7 %. Экономический эффект от использования амина нового состава составил 33,9 млн. руб.. На флотационной фабрике третьего Соликамского рудоуправления проведены опытно-промышленные испытания разработанной технологии переработки руды без предварительного обесшламливания. Ожидаемый годовой экономический эффект составит 17,9 млн. руб..

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях: XXII международном конгрессе по обогащению полезных ископаемых (2003 г., г. Кейптаун, ЮАР); международной конференции «Flotation-04» (2004г., г. Фельмоут, Англия); V и VI международных конгрессах обогатителей стран СНГ (2005 г., 2007 г., г. Москва); XXIII международном конгрессе по обогащению полезных ископаемых (2006 г., г. Стамбул, Турция); международной конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья» (2006 г., г. Екатеринбург).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 12 печатных работа, в том числе 2 патента на изобретения.

Объем работы. Диссертационная работа содержит 178 страниц основного текста, 51 рисунок, 33 таблицы; состоит из введения, 7 глав, заключения, библиографического списка из 98 наименований и 1 приложения.

ОСНОВНОЕ содержание Диссертации

Флотация сильвина (KCl) из калийных руд осуществляется в насыщенных растворах электролитов хлоридного типа KCl-NaCl-H2O (маточный раствор) с использованием катионного собирателя – первичных алифатических аминов. Содержащиеся в руде водонерастворимые примеси (нерастворимый остаток - н.о.) представлены сульфатами, карбонатами, силикатами, которые сорбируют значительное количество вводимого собирателя. Несмотря на относительно низкое содержание нерастворимого остатка (0,9 – 2 %) в калийных рудах шахтных полей Соликамского участка ВКМКМС и применение флотационного обесшламливания руды, практика переработки этих руд на флотационных фабриках ОАО «Сильвинит» выявила периодическое ухудшение показателей сильвиновой флотации (увеличение содержания хлористого калия в хвостах, ухудшение селективности основной сильвиновой флотации).

Было проведено изучение изменчивости минерального состава нерастворимых примесей калийных руд различных участков шахтных полей Второго и Третьего Соликамских рудоуправлений во взаимосвязи с исследованиями их сорбционной активности и технологических свойств перерабатываемой руды.

Исследования выполнены на отобранных в рудниках второго и третьего Соликамских рудоуправлений ОАО «Сильвинит» пробах глинисто-солевых прослоев из кровли пластов руды («коржей») и пробах руды из массива отрабатываемых пластов руды. Проведенные химический и рентгенографический количественный фазовый анализы выявили значительную изменчивость минерального состава «коржей» и водонерастворимых примесей отобранных проб руды. Нерастворимый остаток, выделенный из проб руды, представлен силикатными (иллитом, хлоритом, кварцем, калиевым полевым шпатом) и несиликатными (ангидритом, доломитом, магнезитом и гематитом) минералами. Содержание силикатных минералов в «коржах» изменялось от 20 до 85 %, в водонерастворимых примесях проб руды - от 60 до 85 %; глинистых минералов в силикатной составляющей водонерастворимых примесей – от 30 до 45 %.

«Свободные» шламы близки по минеральному составу и представлены в основном силикатами (86 – 94 %), в которых доля глинистых минералов составляет 36 – 44 %. Содержание силикатных минералов во «внутрикристаллических» водонерастворимых примесях изменяется от 30 до 78 %, в том числе 14 – 29 % глинистых минералов. Несиликатные минералы «внутрикристаллических» водонерастворимых примесей представлены в основном доломитом (12 – 46 %).

Увеличение общего содержания силикатных минералов в н.о. усиливает отрицательное влияние водонерастворимых примесей на флотируемость хлористого калия, уменьшая извлечение KCl в концентрат. Силикатная минеральная составляющая н.о. состоит из глинистых силикатов (иллит, хлорит) и неглинистых силикатов (кварц, полевой шпат), существенно различающихся по своей сорбционной активности. Проведенные исследования показали, что увеличение в нерастворимых примесях глинистых (слоистых) силикатов приводит к повышению cорбции амина на шламах и усилению отрицательного влияния водонерастворимых примесей на флотацию KCl ( рис.1).

Рис. 1. Влияние содержания силикатных минералов

в водонерастворимых примесях на извлечение хлористого калия

Сорбционная активность нерастворимых примесей повышается с увеличением температуры, что ухудшает флотируемость сильвина. При этом разница в сорбционной активности н.о. с различным содержанием силикатов уменьшается и, соответственно, нивелируются различия во влиянии на флотацию хлористого калия нерастворимых примесей с различным содержанием силикатов (рис. 2).

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»