ЭФФЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ФЛОТАЦИИ. ВОЗМОЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ ФЛОТАЦИОННОГО ПРОЦЕССА ДЛЯ ГОРНОХИМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ (ALLFLOT)
А. И. Калугин
канд. техн. наук, зам. главного инженера – главный обогатитель, Кировский филиал АО «Апатит»[1], г. Кировск Мурманской обл., Россия
А. В. Лебедок
генеральный директор, ООО «Хацемаг Аллминерал»
[2], Москва, Россия. E-mail: lebedok@allmineral.com
Л. Маркворт
директор по продажам оборудования в РФ и странах
СНГ, allmineral Aufbereitungstechnik GmbH & Co. KG[3], Дюссельдорф, Германия
[1] www.phosagro.ru. E-mail: info@apatit.com; apatit@phosagro.ru.
[2],[3]www.hazemag.com/ru, www.allmineral.ru
Неуклонное снижение содержания апатита в добываемых апатитовых рудах требует соответственного увеличения объема переработки руды для производства 1 т концентрата [1, с. 57–58]. С целью сокращения потерь полезного компонента – пентоксида фосфора (Р2О5) – с технологическими хвостами флотационного обогащения возникает необходимость рассмотрения возможных вариантов внедрения эффективных технологий на перспективу.
Проведена оценка применения пневматических флотационных машин allflot для обогащения апатитсодержащих руд. В рамках научно-иссле- довательских работ Кировского филиала АО «Апатит» в условиях реаль- ного производства АНОФ-3 на непрерывных технологических потоках были проведены опытно-промышленные испытания пневматической (эжекторной) флотационной машины allflot®. В ходе испытаний определены качественно-количественные и водно-шламовые показатели процесса флотации, обеспечивающие возможность модернизации аппаратурного оформления производства. Ключевые слова: пневматическая флотация, флотационная машина allflot®, апатитсодержащие руды.
Рис. 1 Принципиальная технологическая схема опытно-промышленных испытаний апатитовой флотации на машине allflot®
Fig. 1 Flowsheet of pilot tests of apatite flotation on the allflot®.
В рамках научно-исследовательских работ Кировского филиала АО «Апатит» в условиях реального производства АНОФ-3 на непрерывных технологических потоках были проведены опытно-промышленные испытания пневматической (эжекторной) флотационной машины allflot®. Некоторые точки испытываемых переделов показаны на рис 1.
Данный тип флотокамер был разработан и впервые применен при обогащении медных руд более 30 лет назад [2, с. 80–81]. Впоследствии это флотационное оборудование стало использоваться для флотации угля, калийных солей и другого минерального сырья.
Флотомашина в современном исполнении оснащена аэратором-гибридом адаптивной конструкции, позволяющей интенсивно растворять в пульпе окружающий воздух при отклонениях потока на аэратор ±20 % без изменения параметров и эффективности процесса флотации.
Таблица 1 Гранулометрические характеристики продуктов обогащения на машине allflot®
Table 1 Granulometric characteristics of the enrichment products on the allflot® machine.
Подготовленная пульпа, смешанная с собирательной смесью, подается по пульпо-проводу из агитационной емкости посредством шламового насоса (скорость движение пульпы на аэратор-гибрид составляет 9,4 м/с) [3, с. 194]. Под действием наклонных поперечных сил, создаваемых энергией струй пульпы, происходит захват окружающего воздуха, который, проходя через сопло, интенсивно растворяется в пульпе. Насыщенная пульпа движется по внутренней трубе вертикально вниз и выходит через планетарный распределитель вверх. Пузырьки воздуха, обладающие широким спектром размеров, в том числе сверхмелкие пузырьки [4], покрытые гидрофобными частицами, поднимаются вверх и образуют на поверхности высокоминерализованный пенный слой, который отводится в пенный карман, огибающий флотационную камеру по окружности. Гидрофильные частицы разгружаются в нижней части флотационной камеры.
Рис. 2 Зависимость извлечения и содержания P2O5 от выхода концентрата на пенном продукте основной флотации в машине allflot® за одну стадию
Fig. 2 The dependence of the recovery and content of phosphorus pentoxide (P2O5) from concentrate yield to the foam product when main flotation in the allflot® machine in one stage
Процесс флотации осуществлялся в одну стадию обогащения (в открытом потоке). Для каждого продукта обогащения проводилась серия тестов (всего 72 теста) при различных режимах без подачи и с подачей реагента, а также при разных вариантах подбора оптимальных параметров работы флотомашины. По заготовленной матрице производился отбор проб, которые подвергались сушке (разделке) и направлялись на химический анализ. Использовалась система капиллярной промывки пенного продукта [5]. Фиксировались все параметры работы флотомашины allflot®: содержание твердого в продуктах обогащения, температура среды, pH среды, производительность по исходному питанию, глубина пенного слоя, количество воздуха, поступающего на аэратор самовсасывающего типа, расход реагентов.
Полученные результаты подтвердили возможность получения кондиционного флотационного апатитового концентрата (39 % Р2О5) на машине allflot® в одну стадию без добавления реагента и с использованием эффективного аэратора самовсасывающего типа [6, с. 69]. Подтверждена высокая селекция крупных частиц апатита (табл. 1). Впервые на флотомашине allflot® была опробована капельная система промывки пенного продукта.
Средние показатели обогащения пенного продукта основной флотации приведены в табл. 2, визуализация взаимозависимости извлечения и содержания P2O5 показана на рис. 2.
Рис. 3 Зависимость извлечения и содержания P2O5 от выхода концентрата на камерном продукте контрольной флотации в машине allflot® за одну стадию
Fig. 3 The dependence of the recovery and content of phosphorus pentoxide (P2O5) from concentrate yield to the flotation tail when flotation in the allflot® machine in one stage
Согласно программе испытаний проверялась также возможность применения allflot® для флотации камерного продукта контрольной апатитовой флотации. Сводные показатели обогатимости камерного продукта контрольной апатитовой флотации и их графические зависимости представлены в табл. 3 и на рис 3. Дофлотация камерного продукта контрольной операции с помощь флотомашины allflot® требует дополнительного изучения. Пенный продукт флотомашины почти соответствует содержанию P2O5 в исходном продукте, поступающем на обогащение. Можно отметить, что теоретически данная дополнительная операция потенциально позволяет снизить потери P2O5 за счет возврата пенного продукта на дообогащение.
Необходимо отметить целесообразность применения системы капиллярного промыва пенного продукта. Ситовые характеристики с распределением классов апатита с орошением и без орошения пенного продукта приведены на рис. 4. Совокупность данных параметров позволяет провести анализ, рассчитать баланс и производные показатели работы allflot®, которые используются при выборе флотомашин бо|льших типоразмеров (при масштабировании) для разных операций технологической схемы с предоставлением гарантий на технологию от производителя allmineral. При масштабировании исключается использование каких-либо коэффициентов, так как струи потока пульпы идентичны для всех типоразмеров allflot® за счет обработки пульпы и растворения в ней воздуха, происходящих с одинаковой интенсив- ностью. На основе результатов опытнопромышленных исследований был рассчитан баланс апатитового цикла с при менением allflot®.
РЕЗУЛЬТАТЫ ОПИ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ (ЭЖЕКТОРНОЙ) ФЛОТАЦИОННОЙ МАШИНЫ ALLFLOT®
Таблица. 2 Средние показатели обогащения пенного про- дукта основной флотации (6 тестов) в машине allflot® за одну стадию
Table. 2 Average indicators of the foam product enrichment when main flotation in the allflot® machine in one stage.
Таблица 3 Средние показатели обогатимости камерного продукта контрольной апатитовой флотации (6 тестов) в машине allflot® за одну стадию
Table 3 Average concentratibility indicators of the flotation tail on testing apatite (6 tests) when flotation in the allflot® machine in one stage.
Из апатитовой руды с массовой долей Р О около 12 % с применением технологии allflot® получен кондиционный флотационный апатитовый концентрат при технологическом извлечении не менее 95 %. Флотомашина allflot® продемонстрировала возможность флотации крупного по гранулометрическому составу материала за счет капиллярной отмывки пенного продукта.
<p»>Подтверждена возможность технической модернизации флотационного процесса за счет применения современной и эффективной технологии пневматической флотации allflot® фосфатных руд – важнейшего вида горнохимического сырья. Установлена возможность увеличения пропускной способности флотационной секции при повышении частного извлечения в операции и сокращения циркуляционных потоков в технологической схеме флотационного обогащения.
Таблица 3 Средние показатели обогатимости камерного продукта контрольной апатитовой флотации (6 тестов) в машине allflot® за одну стадию
Table 3 Average concentratibility indicators of the flotation tail on testing apatite (6 tests) when flotation in the allflot® machine in one stage.
Таблица 3 Средние показатели обогатимости камерного продукта контрольной апатитовой флотации (6 тестов) в машине allflot® за одну стадию
Table 3 Average concentratibility indicators of the flotation tail on testing apatite (6 tests) when flotation in the allflot® machine in one stage.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
- »Калугин А. И., Иванычев С. В., Левин Б. В. »Современное состояние и новые тенденции переработки апатинефелиновых руд и производства высококачественной продукции в АО «Апатит» // Горный журнал. 2019. № 9. С. 57–62.
- »Fuerstenau C., Jameson G.J., Yoon R.-H. »(Editors) Froth flotation: A century of innovation. Colorado, USA, SME Publ., 2007, 891 р. [Electronic edition published 2009]. (на англ.)
- »Лавриненко» »А.» »А.» Современные флотационные машины для минерального сырья // Горная техника: каталог-справочник. – СПб. : ИД «Славутич», 2008. – С. 186–195.
- »Лебедок А. В. »Использование технологии Pneuflot® для флотации тонкого золота и шламов борогипса // Обогащение руд. № 4. С. 17–19.
- Полупромышленные испытания флотомашины Jameson Cell на золотоизвлекательной фабрике ОАО «Ресурсы Албазино» / А. А. Чистяков, В. Н. Ковалев, А. Ю. Галютин [и др.] // Обогащение руд. 2014. № 4. С. 23–26.
- »Лебедок А.В., Маркворт Л. »Переработка минерального сырья техногенных месторождений с применением высокоэффектив- ных технологий // Рациональное освоение недр. № 1. С. 69–71. DOI: 10.26121/RON.2020.56.66.008.
UDC identifier 622.364.1:622.765.431.2
DOI: Efficient pneumatic flotation method. Possibilities of the technical improvement of flotation process for mining and chemical raw materials
»Aleksandr I. Kalugin»», »PhD (in Eng.), Deputy Chief Engineer – Chief Engineer of ore dressing, Kirov Branch of Apatit JSC1
»Artem V. Lebedok», General Director, Hazemag allmineral LLC2
»Lutz Markworth», Director of equipment sales in Russia and CIS countries, allmineral Aufbereitungstechnik GmbH & Co. KG3
11 Leningradskaya Street, Kirovsk, Murmansk Region, 184250, Russia. www.phosagro.ru. E-mail: info@apatit.com; apatit@phosagro.ru.
2Fabrichnaya, 1, bld. 1, office 327, 141108 Shchelkovo, Moscow region, Russia.
3 Willstätterstraße 15, 40549 Düsseldorf, Germany.
2,3 www.hazemag.com/ru, www.allmineral.com, www.allmineral.ru.
Abstract: The article evaluates the use of allflot® pneumatic flotation machines for the enrichment of apatite-containing ores. The results of experimental and industrial tests of the pneumatic (ejector) flotation machine allflot® which were carried out as part of research work in the Kirov branch of Apatit in the conditions of real production at one of the processing plants are presented. The qualitative-quantitative and water-sludge indicators of the flotation process that provide the possibility of upgrading the apparatus re-equipment of production are determined.
Key words: Pneumatic Flotation; allflot® Flotation Machine; Apatite-containing Ores; Apatit JSC.
Received 20 February 2021
REFERENCES
- Kalugin A.I., Ivanychev S.V., Levin B.V. »Sovremennoe sostoyanie i novye tendentsii pererabotki apatit-nefelinovykh rud i proizvodstva »»vysokokachestvennoi produktsii v AO “Apatit” »[Current state and new trends in processing of apatite-nepheline ores and production of high- quality products in JSC “Apatit”], »Gornyi Zhurnal »[Mining Journal], 2019, 9, pp. 57–62. (in Russ.)
- Fuerstenau C., Jameson G.J., and Yoon R.-H. (Editors). Froth Flotation: A Century of Innovation. Colorado, USA, SME Publ., 2007, 891 р. [Electronic edition published 2009]. (in Eng.)
- Lavrinenko A. »Sovremennye» »flotatsionnye» »mashiny» »dlya» »mineral’nogo» »syr’ya» [Modern flotation machines for mineral raw materials*]. In: »Gornaya» »tekhnika:» »katalog-spravochnik» [Mining equipment: directory-reference.]. St. Petersburg, Slavutich Publishing House, 2008, pp. 186–195. (in Russ.)
- Lebedok V. »Ispol’zovanie tekhnologii Pneuflot® dlya flotatsii tonkogo zolota i shlamov borogipsa »[Pneuflot® technology application for fine gold and borogypsum slime flotation], »Obogashchenie rud »[Mineral Processing], 2018, no. 4, pp. 17–19. (in Russ.)
- Chistyakov A., Kovalev V.N., Galyutin A.Yu., Golikov V.V., Aksenov B.V., Rakhbani R. »Polupromyshlennye ispytaniya flotomashiny Jameson Cell na zolotoizvlekatel’noi fabrike OAO «Resursy Albazino» »[Semi-industrial tests of the Jameson Cell flotation machine at the Albazino Resources Gold Recovery Plant»*], »Obogashchenie rud »[Mineral Processing], 2014, no. 4, pp. 23–26. (in Russ.)
- Lebedok A., Markworth L. »Pererabotka mineral’nogo syr’ya tekhnogennykh mestorozhdenii s primeneniem vysokoeffektivnykh tekhnologii »[Processing of man-made mineral raw using high-efficiency technologies], »Ratsional’noye osvoyeniye nedr »[Mineral Mining & Conservation (MMC)], 2020, 1, pp. 69–71. DOI: 10.26121/RON.2020.56.66.008.
*Translated by Authors of this article
ССЫЛКА ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ В РУССКОЯЗЫЧНЫХ ИЗДАНИЯХ:
Калугин А. И., Лебедок А. В., Маркворт Л. Эффективная технология пневматической флотации. Возможности технической модернизации флотационного процесса для горнохимического сырья // Рациональное освоение недр. 2021. № 1. С. …–…. DOI: ….
TO CITE THIS ARTICLE IN ENGLISH:
Kalugin A.I., Lebedok A.V., Markworth L. Efficient pneumatic flotation method. Possibilities of the technical improvement of flotation process for mining and chemical raw materials, Ratsional’noye osvoyeniye nedr [Mineral Mining & Conservation (MMC)], 2021, no. 1, pp. …–…. DOI: ….
