Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
3315742(1).doc
Скачиваний:
106
Добавлен:
07.03.2016
Размер:
4.62 Mб
Скачать

Глава 3. Исследование кинетики флотации магнетитового концентрата

Исследования кинетики флотации магнетитового концентрата с катионными собирателями различного химического состава проводили методом флотационного фракционного анализа. При этом пенный продукт снимался в течение каждой последующей одной минуты в отдельную емкость, и затем определялась масса полученных порций и массовая доля общего железа. Реагент подавался в камеру флотомашины в полном объеме (соответственно принятому расходу, г/т).

Результаты дробной флотации, изображенные в координатах извлечение - время флотации пенного продукта характеризуют изменение количества частиц, извлекаемых в пену в каждый отрезок времени, отнесенного к количеству частиц, подлежащих флотации и содержащихся в пульпе к началу ее флотации. Поскольку с течением времени в пульпе уменьшается количество флотируемого материала, а начальное количество его в пульпе остается постоянным.

По абсолютным значениям угла наклона кривых судили о скорости флотации в каждый отрезок времени, поскольку наклон кривых в каждой точке зависит от того, сколько было флотируемого минерала в исходной пульпе при 30, 35 и 40% твердого и сколько его сфлотировано до данного отрезка времени.

Таким образом, по кривым флотации одного и того же исходного концентрата можно дать качественную характеристику течения процесса, при изменении плотности исходной пульпы.

Исследования по разработке наиболее рациональных технологических схем флотации в лабораторных условиях проводились в режиме замкнутого цикла.

В исследованиях использовались модифицированные амины, представленные, в основном, эфирами первичных аминов, диаминов и их смесей с различной длиной и строением углеводородного радикала, в том числе реагенты Флодигам ЕДА (Glaniant, Германия), Лилофлот (Akza Nobel, Швеция), МПА-13, Диамин (Tomah, США).

3.1. Исследование вещественного состава магнетитовых концентратов

Изучение вещественного состава производилось путем химического и гранулометрического анализов проб. Для минералогического исследования использовался анализатор микроизображения МОП-Видеоплан фирмы ОПТОН (Германия).

Крупность первой и второй пробы составляют 81% и 85% класса -44 мкм. Содержание железа в классе +44 мкм равно 51,7% и 51,2%. Содержание кремнезема в классе -44 мкм составляет 4,55+4,73% (табл.3).

Седиментационный анализ концентратов показал незначительное

количество в них свободных шламов, составляющее 2,6+1,9% с содержанием железа 34+38% (табл.3).

Таблица 3. Гранулометрическая характеристика концентратов

Наименова­ние продукта

Класс крупности, мКм

Выход, %

Содержание, %

Извлечение, %

Fe

Si02

Fe

Si02

Проба 1

+53

5,0

51,1

21,9

14,9

53,0

+44

14,0

-44

81,0

68,5

4,5

85,1

47,0

ИТОГО:

100,0

65,2

7,8

100,0

100,0

Проба 2

+53

3,5

51,2

21,0

11,6

43,9

+44

11,5

-44

85,0

68,6

4,7

88,4

56,1

ИТОГО:

100,0

66,0

7,2

100,0

100,0

Результаты седиментационного анализа концентратов

Классы

Проба 1

Проба 2

крупности,

Выход, %

Содержание, %

Выход, %

Содержание, %

мКм

Fe

Si02

Fe

Si02

+44

3,7

37,6

37,7

3,7

41,8

33,3

-44

93,7

67,5

6,2

94,4

67,7

5,7

-30

1,0

38,7

36,6

0,9

38,8

36,5

-20

0,7

35,1

40,4

0,6

34,6

40,9

-10

0,9

34,7

40,8

0,4

37,2

38,2

ВСЕГО

100,0

65,6

8,2

100,0

66,2

7,5

Химический анализ концентратов приводится в табл.4. Количество железа в пробах - 65,0% и 66,1 %, кремнезема - 8,5% и 7,3%.

Магнетитовый концентрат представлен в основном свободными зернами магнетита ксеноморфной угловатой формы, а также гематитом и нерудными минералами.

Из минералов породы преобладает кварц - 59,6%, причем 41,3% - в свободном виде размером зерен от микрона до 850 мкм. Существенная часть кварца - 14,5% находится в срастании с магнетитом (размер сростков 95-17 мкм).

Кроме того, в концентратах содержится 10,5% калиевой зеленой гидрослюдки (стильпномелана), из которой 6,3% находится в свободном виде с крупностью зерен от 8+9 мкм до 80 мкм, реже 140 мкм. Остальное количество зеленой слюдки связано с магнетитом (2,4%) и другими минералами.

Породные минералы представлены также актинолитом (4,5%), роговой обманкой (2,4%) и карбонатом (1,7%).

Таблица 4. Полный химический анализ исходного концентрата


Элементы и окислы

Содержание, %

Проба 1

Проба 2

F б0бщ

65,0

66,1

FeO

24,6

26,2

Fe203

65,6

65,4

Si02

8,5

7,3

А12

0,53

0,50

СаО

0,17

0,17

MgO

0,33

0,25

Na20

0,05

0,25

К20

0,22

Р2О5

0,03

S

0,037

0,020

МпО

0,02

ТЮ2

<0,01

nnn

отрицат.

отрицат.

В концентрате содержится 21,3% магнетитовых сростков, из них 15,5% - с кварцем.

Количественное соотношение минералов породы и сростков ее с магнетитом показано в табл.5, а размер зерен нерудных минералов в свободном виде и в сростках - в табл.6. Размер включений магнетита и гематита в кварце ~ 3-60 мкм, в зеленой слюдке -3-35 мкм, размер магнетитовых сростков с породой - 20-г45мКм. Небольшая часть зерен магнетита подвержена замещению гематитом. Соотношение свободных зерен гематита и сростков примерно одинаковое (табл. 6).

В исследуемых пробах основная часть свободного магнетита (91,6%) находится в классе -40 мКм (табл.7).

Таблица 5. Количественное соотношение и размеры минералов породы в магнетитовом концентрате (проба 1)


Минералы

Содержание

Размеры зерен, мКм

п/п

, % относит.

шах

тт

I. Минералы породы

78,7

1

Кварц, в т.ч.

59,6

в виде свободных зерен

41,3

83,9

0,97

в срастании с магнетитом

14,5

95,1

17,4

в срастании со стильпномеланом

2,3

48,5

14,9

в срастании со стильпномеланом и рудными

1,5

84,0

17,0

2

Стильпномелан (зеленая слюдка)

10,5

в т.ч. в виде свободных зерен

6,3

139,8

8,7

в срастании с рудными

2,4

111,2

22,4

в срастании с кварцем

1,1

77,5

6,2

в срастании с кварцем и рудными

0,7

40,3

9,4

3

Роговая обманка, в т.ч.

2,4

виде свободных зерен

1,9

48,2

16,2

в срастании с рудными

0,5

42,0

18,9

4

Актинолит, в т.ч.

4,5

в виде свободных зерен

4,5

77,6

7,3

5

Карбонат, в т.ч.

1,7

в виде свободных зерен

1,2

94,9

11,7

в срастании с рудными

0,5

63,8

63,8

II. Магнетитовые сростки

21,3

в срастании с кварцем

15,5

44,5

2,0

в срастании со стильпномеланом

2,9

33,7

3,8

в срастании с кварцем и стильпномеланом

1,8

в срастании с роговой обманкой

1,1

ИТОГО:

100,0

Таблица 6. Размер зерен нерудных минералов в свободном виде и в срастании с другими минералами в магнетитовом концентрате


Интерва

лы

мКм

Распределение размеров зерен минералов, %

Кварц

Магнетит

Стильпномелан

Актино лит

Роговая обманка

Карбон ат

свобод ный

с

магнет

ИТ.

со

СТИЛЬП

номел.

с магн.

И

СТИЛЬП

номел.

с

кварце м

со

СТИЛЬП

номел.

свобод ный

С

магнет

ИТ.

С

кварце м и магн.

С

кварце м

свобод ный

свобод ный

с

магнет

ИТ.

свобод ный

0-10

7,26

15,68

28,57

0,38

3,57

2,27

0,95

10-20

32,38

0,93

5,36

7,89

38,92

42,86

18,46

10,71

40,91

20,0

13,95

25,0

27,27

20-30

22,57

6,17

17,86

21,62

11,90

21,15

4,95

53,57

22,73

42,86

11,63

15,15

30-40

15,80

19,44

12,50

18,42

18,92

16,67

13,46

20,79

13,33

32,56

40-50

13,25

22,22

64,29

4,86

13,85

8,91

32,14

8,57

41,86

75,0

50-60

3,24

16,98

28,95

8,46

10,89

60-70

3,83

8,02

70-80

0,0

9,26

5,77

14,85

34,09

14,29

80-90

1,67

5,25

44,74

16,83

90-100

11,73

57,58

100-110

8,08

110-120

22,77

120-130

130-140

10,38

Таблица 7. Распределение свободного магнетита по классам крупности


Показатели

Классы крупности, мКм

+50

+40

-40

ВСЕГО

Выход, %

3,5

11,5

85,0

100,0

Содержание железа, %

51

,2

68,6

66,0

Содержание свободного магнетита, %

45,0

70,1

87,0

84,4

Распределение свободного магнетита, %

1,4

7,0

91,6

100,0

Из проведенных ранее Т.Н. Гзогян исследований составов магнетитов различных генераций Михайловского месторождения установлена их неоднородность. Это выражается в различии их физико-химических свойств и дефицита железа в зернах магнетита. Количество железа в исследованных образцах магнетита колебалось от 66,89% до 72,38%.

Таким образом, пробы отличаются крупностью и содержанием железа. В классе -44 мкм содержание кремнезема равно 4,5+4,7%, а в классе +44 мкм - 21,94-21,0%.

Магнетитовый концентрат представлен в основном свободными зернами магнетита, причем 91,6% свободного магнетита находится в классе -44 мкм. Небольшая часть зерен магнетита подвержена замещению гематитом.

Из 21,3% магнетитовых сростков 15,5% - срастания с кварцем размером 2-45 мкм. Включения магнетита в кварце имеют крупность 3-60 мкм.

Породные минералы состоят также из стильпномелана (зеленой слюдки) - 10,5%, преимущественно в свободном виде крупностью 9-140 мкм, а также из актинолита - 4,5%, роговой обманки - 2,4%, карбонатов - 1,7%.

Минералы породы на 58,6% состоят из свободных зерен, на 20,1% - из сростков с магнетитом.

Около 60% породы можно удалить без доизмельчения и 40% - требует снижения крупности для разрушения сростков до крупности 30-20 мкм.

3.2. Флотаци$ собирателем Флотигам ЕДА

Исследования кинетики обратной катионной флотации магнетитового концентрата с реагентом Флотигам ЕДА проводили при расходах реагента 80 и 90 г/т во флотомашине с объемом камеры 0,75 л, при массовых долях твердого в камере 30, 35, 40%, времени перемешивания и агитации по одной минуте, скорости вращения импеллера 1925 об/мин.

Расходы реагентов 80, 90 г/т взяты с целью уточнения оптимальной плотности исходного питания и расхода реагента. Полученные результаты кинетики при расходе реагента 80 г/т представлены в таблице 8.

По результатам исследований установлено, что при времени флотации 10 минут лучшие технологические показатели получены при плотности исходного питания 35% твердого. При этом выделен камерный продукт с массовой долей общего железа 69,64 %, кремнезема 3,13 % при выходе 64,72 %, извлечении 68,39 % и пенный продукт с массовой долей общего железа 59,04 % при выходе 35,28 % и извлечении 31,61 %. Извлечение железа при плотности пульпы 35 % твердого в исходном питании на 3,44 % и 4,97 выше, чем при плотности 30 % и 40%, соответственно больше металла сбрасывается с пенным продуктом.

При расходе собирателя флотигам ЕДА 80 г/т в машине с объемом 0,75 л необходимое время флотации для получения камерного продукта с массовой долей общего железа 69,6% и кремнезема 3,2% составляет при 30% твердого - 6 мин. 35% - 6,5 мин. и 40% - 5 мин. Извлечение железа в концентрат при этом равно: при 30 % твердого - 66,04%, при 35 % - 69,09%, при 40% - 66,16%. Среднее время флотации составляет в среднем 6 минут.

При расходе реагента флотигам ЕДА 90 г/т полученные технологические показатели по кинетики флотации при плотности исходного питания 30, 35, 40% твердого представлены в таблице 9.

Таблица 8. - Кинетика обратной катионной флотации исходного концентрата собирателем Флотигам ЕДА 80 г/т при различной плотности пульпы

Время флотац ИИ, мин

Пенный

Камерный Исходный

технологические показатели, %

выход

массовая доля Ре

извлечен ие

выход

массовая доля

извлечен ие

выход

масс, доля Ре/БЮз

Ре

БЮ2

30 % тве

рдого

1

13,86

55,00

11,57

86,14

67,65

88,43

2

12,22

60,50

11,22

73,92

68,83

77,21

3

5,82

63,60

5,62

68,10

69,20

71,59

4

2,52

65,20

2,49

65,58

69,44

69,10

5

1,82

65,90

1,82

63,76

69,54

67,28

6

1,24

66,00

1,24

62,52

69,61

66,04

7

1,1

65,40

1,09

61,42

69,69

2,80

64,95

8

9

10

суммар но

38,58

59,87

35,05

61,42

69,69

2,80

64,95

100,0

65,9/ 7,69

35 % тве

рдого

1

14,12

54,7

11,72

85,88

67,74

88,28

2

11,29

60,1

10,30

74,59

68,89

77,98

3

4,63

63,2

4,44

69,96

69,27

73,54

4

2,49

64,2

2,43

67,47

69,45

71,11

5

1,08

65,4

1,07

66,39

69,52

70,04

6

0,78

65,2

0,77

65,61

69,58

69,27

7

0,36

65,4

0,36

65,25

69,60

68,91

8

0,21

64,8

0,21

65,04

69,61

68,70

9

0,14

65,0

0,14

64,90

69,62

68,56

10

0,18

63,4

0,17

64,72

69,64

3,13

68,39

Сумма рно

35,28

59,04

31,61

64,72

69,64

3,13

68,39

100,0

65,9/ 7,69

40 % тве

1ДОГО

1

12,75

55,0

10,64

87,25

67,49

89,36

2

10,88

60,1

9,92

76,37

68,55

79,44

3

7,38

63,1

7,07

68,99

69,13

72,37

4

4,14

64,2

4,03

64,85

69,45

68,34

5

2,20

65,4

2,18

62,65

69,59

66,16

6

1,26

65,7

1,26

61,39

69,69

64,90

7

0,59

65,9

0,59

60,80

69,73

64,31

8

0,39

65,9

0,39

60,41

69,75

63,92

9

0,27

65,8

0,27

60,14

69,77

63,65

10

0,23

65,3

0,23

59,91

69,78

2,96

63,42

Сумма рно

40,09

60,13

36,58

59,91

69,78

2,96

63,42

100,0

65,9/ 7,69

Таблица 9. - Кинетика обратной катионной флотации исходного концентрата собирателем Флотигам ЕДА 90 г/т, при различной плотности пульпы при скорости вращения импеллера 1925 об/мин

Пенный

Камерный

Исходный

Время

технологические показатели, %

флотации,

массовая доля Ре

массовая доля

масс.

мин

выход

извлечение

выход

Ре

извлечение

выход

доля Ре/БЮз

30 % твердого

1

18,50

56,4

15,80

81,5

68,08

84,20

2

11,79

62,1

11,11

69,71

69,09

73,09

3

7,39

64,8

7,27

62,32

69,60

65,82

4

4,25

66,8

4,61

58,07

69,80

61,51

5

2,14

66,9

2,17

55,93

69,92

59,34

6

0,81

66,8

0,82

55,12

69,96

58,52

7

0,31

66,5

0,31

54,81

69,99

58,21

8

9

0,49

64,8

0,48

54,32

70,00

2,46

57,73

10

Суммарн

45,68

60,98

42,27

54,32

70,00

2,46

57,73

100,00

65,9/

о

7,69

35 % твердого

1

12,97

54,60

10,75

87,03

67,58

89,25

2

11,44

59,80

10,38

75,59

68,76

78,87

3

7,34

62,60

6,97

68,25

69,42

71,90

4

3,04

65,00

3,00

65,21

69,63

68,90

5

1,17

65,80

1,17

64,04

69,70

67,73

6

0,67

65,90

0,67

63,37

69,74

67,06

7

0,48

64,20

0,47

62,89

69,78

66,59

8

0,26

65,70

0,26

62,63

69,80

66,33

9

0,19

65,40

0,19

62,44

69,80

66,14

10

0,12

50,60

0,09

62,32

69,84

3,00

66,05

Суммарн

37,68

59,38

33,95

62,32

69,84

3,00

66,05

100,0

65,9/7,

о

69

40 % твердого

1

12,28

55,0

10,25

87,72

67,42

89,75

2

13,23

60,2

12,09

74,49

68,70

77,66

3

7,95

63,7

7,68

66,54

69,31

69,98

4

4,37

65,3

4,33

62,17

69,59

65,65

5

2,48

66,0

2,48

59,65

69,74

63,17

6

1,30

67,2

1,33

58,39

69,79

61,84

7

0,96

66,2

0,97

57,43

69,85

60,87

8

0,39

67,2

0,40

57,04

69,86

60,47

9

0,29

66,8

0,29

56,75

69,88

60,18

10

0,22

66,2

0,22

56,53

69,90

2,79

59,96

Суммарн

43,47

60,70

40,04

56,53

69,90

2,79

59,96

100,0

65,9/

о

7,69

Наилучшие показатели по кинетике флотации были получены при массовой доле твердого в исходной пульпе 35%, после 10 минут флотации выделен камерный продукт с массовой долей общего железа 69,84% и кремнезема 3,0% при выходе 62,32% и извлечении 66,05%. При этом получен пенный продукт с массовой долей общего железа 59,38% при выходе 37,68 и извлечении 33,95%.

При массовой доле твердого в исходной пульпе 30 и 40% в идентичных условиях флотации получены камерные продукты с массовой долей общего железа 70,00% и 69,9%, кремнезема 2,46% и 2,79% при выходе 54,32% и 56,53% и извлечении57,73% и 59,96%; пенные продукты с массовой долей общего железа 60,98% и 60,70% при выходе45,68% и 43,47% и извлечении 42,27% и 40,04%.

Анализ полученных данных показывает, что при плотности исходного питания 35% имеется возможность получения суперконцентрата однозначного качества (69,84/3,0 против 70,00/2,46 и 69,9/2,79) при выходе большем на 6,9% и извлечении на 7,26% в сравнении со средними результатами при плотностях 30 и 40% твердого.

При расходе реагента Флотигам ЕДА 90 г/т в флотомашине с объемом камеры 0,75 л необходимое время флотации для получения низкокремнеземистого концентрата с массовой долей общего железа 69,8 и кремнезема 3,0% составит при 30% твердого - 4 мин, при 35% - 6,5 мин и при 40% - 6 мин. Извлечение железа в концентрат составляет при 30% твердого - 61,5%, при 35% - 66,82% и при 40% - 61,84%. Среднее время флотации составляет 6 минут.

Извлечение пенных продуктов от операции при расходах реагента флотигам ЕДА 80 и 90 г/т при массовой доле твердого в исходном питании 30, 35, 40% показаны в таблице 10, а на рисунке 12. представлены графики с положенными на них линиями тренда

.

Таблица 10. Извлечение пенного продукта при различных расходах реагента Флотигам ЕДА и массовой доли твердого в исходном питании

Время флотации, мин

Расход реагента, г/т

80

90

массовая доля твердого в питании, %

30

35

40

30

35

40

1

11,57

11,72

10,64

15,80

10,75

10,25

2

11,22

10,30

9,92

11,11

10,38

12,09

3

5,62

4,44

7,07

7,27

6,97

7,68

4

2,49

2,43

4,03

4,31

3,00

4,33

5

1,82

1,07

2,18

2,17

1,17

2,48

6

1,24

0,77

1,26

0,82

0,67

1,33

7

1,21

0,36

0,59

0,31

0,47

0,97

8

1,16

0,21

0,39

0,20

0,26

0,40

9

1,14

0,14

0,27

0,17

0,19

0,29

10

1,09

0,17

0,23

0,11

0,09

0,22

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]