Способ обогащения руд цветных металлов



Способ обогащения руд цветных металлов
Способ обогащения руд цветных металлов
Способ обогащения руд цветных металлов

 

B03B1/00 - Разделение твердых материалов с помощью жидкостей, концентрационных столов или отсадочных машин (удаление жидкостей или газов из твердых материалов B01D; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением, B03C; осаждение B03D; разделение сухими способами B07, грохочение или просеивание B07B; ручная сортировка B07C; способы и устройства для разделения особых материалов - см. соответствующие классы)

Владельцы патента RU 2514351:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к процессам обогащения руд полезных ископаемых и может быть использовано для увеличения полноты извлечения ценных продуктов, в частности цинка и свинца, методом флотации. Способ обогащения руд цветных металлов включает флотацию, предварительную обработку пульпосодержащего раствора импульсными разрядами и дальнейшее осаждение твердой фазы. Предварительную обработку пульпосодержащего раствора осуществляют импульсными высоковольтными разрядами с удельной энергией 8,6-11,2 кДж/дм3, которые подают непосредственно в трубопровод, соединяющий флотационную машину с отстойником-сгустителем. Воздействие импульсными высоковольтными разрядами осуществляют при условии: R/Ro=10,4, где: R - радиус эффективного воздействия волн; Ro - расстояние между электродами и R. Технический результат - повышение интенсивности и скорости осаждения дисперсных частиц из пены после флотационных машин и повышение качества очищенного раствора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к процессам обогащения руд полезных ископаемых и может быть использовано для увеличения полноты извлечения ценных продуктов, в частности цинка и свинца, методом флотации.

Известен способ очистки и стерилизации жидких или газообразных сред путем обработки их импульсными высоковольтными разрядами, генерирующими УФ излучение (патент РФ №2326820, C02F 1/467, 20.06.2008).

При возникновении на поверхности водяной струи скользящего высоковольтного разряда происходит дробление струи на мельчайшие капельки, при этом в каплях воды и в потоке очищаемой среды под действием жесткого УФ излучения образуются активные частицы. Очистка и стерилизация обрабатываемых сред осуществляется в результате комплексного воздействия на органические и биологические загрязнители УФ радиации и активных радикальных частиц. Прямой эффект УФ радиации приводит к быстрой гибели бактерий и вирусов и вызывает деструкцию молекул органических загрязнений.

Однако производительность при использовании данного метода будет невысокой, т.к. вода подается на очистку тонкой струей. Полая конфигурация электродов создает риск засорения трубки для формирования тонкой водяной струи, что делает применяемые электроды малопригодными. Кроме того, для проведения процесса необходимо дополнительное оборудование, что приводит к увеличению капитальных затрат.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ обогащения сульфидных сидеритсодержащих руд (патент РФ №2123885, В03В 7/00, 27.12.1998). Предварительную обработку сульфидных сидеритсодержащих руд проводят в пульпе электровзрывом при удельной энергии 50-150 кДж/дм3. Затем пульпу подвергают магнитной сепарации и флотации. При определенных режимах электровзрывной обработки за счет целого комплекса разрядных и послеразрядных явлений сидерит, содержащийся в исходной руде, полностью разлагается и переходит в сильномагнитную форму.

Описанный способ принят за прототип изобретения.

Недостатки прототипа:

- высокие затраты энергии по сравнению с предлагаемым способом (50-150 кДж/дм3);

- необходимость дополнительного оборудования в виде контактного чана, в котором расположена электродная система и проводится электровзрывная обработка;

- необходимость дополнительных мер безопасности вследствие использования высоких энергетических воздействий.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение интенсивности и скорости осаждения дисперсных частиц из пены после флотационных машин и повышение качества очищенного раствора.

Достигается это тем, что в предлагаемом способе обогащения руд цветных металлов, включающем флотацию, предварительную обработку пульпосодержащего раствора импульсными высоковольтными разрядами и дальнейшее осаждение твердой фазы, согласно изобретению предварительную обработку пульпосодержащего раствора осуществляют импульсными высоковольтными разрядами с удельной энергией 8,6-11,2 кДж/дм3, которые подают непосредственно в трубопровод, соединяющий флотационную машину с отстойником-сгустителем.

Воздействие импульсными высоковольтными разрядами осуществляют при условии

R/Ro=10,4,

где R - радиус эффективного воздействия волн;

Ro - расстояние между электродами и R.

При этом импульсный высоковольтный разряд происходит непосредственно в трубопроводе, соединяющем флотационную машину с отстойником-сгустителем, без использования каких-либо промежуточных дополнительных емкостей типа контактного чана.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем. В результате флотации получают концентрированный продукт и пульпосодержащий раствор. Далее раствор через трубопровод поступает в отстойник-сгуститель. Обработка раствора импульсными высоковольтными разрядами происходит непосредственно в трубопроводе. Это позволяет проводить процесс в непрерывном гидродинамическом режиме в отличие от прототипа, где электровзрывная обработка осуществляется в стационарном режиме, в контактном чане с электродной системой.

Формируемый импульсными высоковольтными разрядами фронт волны приводит обрабатываемую среду в сложное напряженное состояние с активным участием как волн сжатия, зависящих от энергетических параметров импульса, так и волн растяжения, от которых зависят геометрические характеристики технологического узла - расстояние между электродами Ro и радиус эффективного воздействия волн R. Путем эксперимента было доказано, что радиусы связаны соотношением R/Ro=10,4. Как видно из графика, изображенного на рисунке 1, максимум давления на фронте прямой волны (Рм1) нелинейно возрастает с увеличением удельной энергии обработки, а величина максимума давления отраженной волны (Рм2) стабилизируется при энергиях 8,6-11,2 кДж/дм3. Исследование влияния плотности среды на результирующее давление показало, что с увеличением плотности до ρ=1,26 г/см3, что соответствует плотности пульпы Т:Ж=1:3, наблюдается увеличение давления ударной волны, а при соотношении R/Ro>10,4 давление начинает падать, коагуляция дисперсных частиц ухудшается.

Следовательно, практическое использование ударных волн при импульсном высоковольтном разряде наиболее эффективно при R/Ro=10,4. Это позволяет определить оптимальное R.

Таким образом, в отличие от способа, принятого за прототип, можно определить оптимальный диаметр пульпопровода с учетом рассчитанного радиуса эффективного воздействия ударных волн, при котором электровзрывная обработка будет осуществляться наиболее эффективным образом.

При соотношении Т:Ж до 1:3 оптимальное расстояние R составляет 10-12,5 мм (рисунок 2). Следовательно, оптимальный диаметр пульпопровода - 25 мм.

Воздействие импульсных высоковольтных разрядов значительно снижает электрокинетический потенциал частиц. Это имеет определяющее значение с точки зрения коагуляции дисперсных частиц. Из диаграммы, изображенной на рисунке 3, видно, что потенциал достигает величины (7-9 мВ), значительно меньше предела порога коагуляции (30 мВ), что улучшает коагуляцию частиц и их последующее осаждение. Экспериментально установлено, что наиболее интенсивная коагуляция и осаждение частиц наблюдается в случае воздействия на раствор перед его осветлением импульсных высоковольтных разрядов с удельной энергией 8,6-11,2 кДж/дм3 (таблица).

Таким образом, в данных условиях электрокинетический потенциал частиц за счет обработки пульпосодержащего раствора импульсными высоковольтными разрядами при удельной энергии 8,6-11,2 кДж/дм3 достигает величины 7-9 мВ, что приводит к ускорению процесса осаждения дисперсных частиц.

При таких энергиях обработки полнота извлечения ценных компонентов максимальна, а потери продукта с осветленным раствором минимальны.

Пример реализации способа.

Исходная проба содержала, %: Pb - 4,07; Zn - 0,5; Cu - 0,17; Fe - 27,5; SiO2 - 33,32; Al2O3 - 2,96; CaO - 1,86; Mn - 1,66.

Требуемая тонкость помола - 75% класса 0,074 была достигнута измельчением в лабораторной стержневой мельнице при соотношении Т:Ж:С=1:0,8:4,8.

Масса навески - 250 г. Время измельчения - 40 мин. Время флотации - 10 мин.

Режим флотации: сода (900 г/т, tк=1 мин); сернистый натрий (30 г/т, tк=1 мин); бутиловый ксантогенат (90 г/т, tк=2 мин); сосновое масло (60 г/т, tк=1 мин).

Флотация проводилась во флотационной машине объемом 1 л при концентрации твердого 25%. Температура воды - 18°С.

Далее пульпосодержащий раствор подвергали обработке импульсными разрядами с энергией от 3,4 до 16,5 кДж/дм3. Расстояние между электродами составило 12,5 мм. При этом разряды подавали непосредственно в трубопровод, соединяющий флотационную машину с отстойником-сгустителем. Диаметр трубопровода - 25 мм. Затем раствор направлялся в отстойник-сгуститель, где производилось его разделение на твердую и жидкую фазы под действием сил тяжести, и определялась эффективность отстаивания. Результаты эксперимента приведены в таблице.

Таблица
Зависимость содержания твердого продукта в осветленном растворе от энергии импульса высоковольтного разряда
Удельная энергия разряда, кДж/дм3 0 3,4 6,0 8,6 9,2 11,2 13,4 16,5
Содержание твердого продукта в осветленном растворе, мг/дм3 35 8 5 0,9 1 4,6 10 15

Экспериментальные данные показывают, что увеличение энергии импульса более 8,6-11,2 кДж/дм3 приводит к переизмельчению частиц, ухудшению их агрегации и последующему осаждению. Воздействие импульсом энергией, меньшей 8,6-11,2 кДж/дм3, не способно снизить электрокинетический потенциал частицы до величины ниже предела порога коагуляции. Как видно из таблицы, содержание твердого продукта в растворе уменьшается с 35 г/л до 0,9 г/л. Эффективность извлечения твердой фазы из пульпосодержащего раствора составляет при этом 97,4%.

Преимущества предлагаемого способа в сравнении с прототипом:

1) Раствор проходит обработку при значительно меньших удельных энергиях (8,6-11,2 кДж/дм3), что приводит к уменьшению энергетических затрат;

2) Уменьшение удельной энергии обработки позволяет снизить электрокинетический потенциал. Вследствие этого коагуляция дисперсных частиц улучшается. Содержание твердого в растворе уменьшается с 35 г/л до 0,9 г/л. Эффективность извлечения твердой фазы из пульпосодержащего раствора составляет 97,4%.

3) Обработка проводится в непрерывном гидродинамическом режиме в отличие от прототипа, где необходимо использование дополнительного оборудования;

4) Определено оптимальное соотношение расстояния между электродами Ro и радиусом эффективного воздействия волн R: R/Ro=10,4, при котором использование ударных волн при импульсном электроразряде наиболее эффективно.

5) Возможность определения оптимального диаметра пульпопровода.

1. Способ обогащения руд цветных металлов, включающий флотацию, предварительную обработку пульпосодержащего раствора импульсными высоковольтными разрядами и его дальнейшее осаждение, отличающийся тем, что предварительную обработку пульпосодержащего раствора осуществляют импульсными высоковольтными разрядами с удельной энергией 8,6-11,2 кДж/дм3, которые подают непосредственно в трубопровод, соединяющий флотационную машину с отстойником-сгустителем.

2. Способ обогащения руд цветных металлов по п.1, отличающийся тем, что воздействие импульсными высоковольтными разрядами осуществляют при условии
R/Ro=10,4,
где R - радиус эффективного воздействия волн;
Ro - расстояние между электродами и R.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам подготовки к обогащению труднообогатимых углей. Техническим результатом является увеличение раскрытия сростков угля с породой.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для сухой очистки и обогащения полезных ископаемых - оттирочным машинам - и может найти применение для обогащения различных сыпучих материалов, например, для обогащения стекольных песков.
Изобретение относится к комбинированным методам разделения твердых материалов, а именно к переработке радиоэлектронного скрапа. Способ включает преимущественно двустадийное измельчение скрапа молотковыми дробилками до необходимой крупности, магнитную и ситовую сепарации измельченного скрапа с последующей пневматической классификацией по объемной плотности отдельно надрешетного и подрешетного продуктов ситовой классификации.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для извлечения ценных элементов из руд и продуктов их переработки, в частности для извлечения сульфидов меди, никеля, железа и благородных металлов из лежалых хвостов законсервированного хвостохранилища, находящегося в криолитозоне Норильского промышленного района.

Группа изобретений относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использована на обогатительных фабриках угольной промышленности. Согласно первому варианту группы изобретений установка для обогащения угольного шлама содержит линию подачи пульпы, соединенную с входом первого гидроциклона для классификации шлама, выход которого для песков соединен с входом спирального сепаратора первой стадии.

Изобретение относится к способу переработки глинисто-солевых отходов (шламов) предприятий, перерабатывающих калиево-магниевые руды и каменную соль. Способ переработки отходов калийного производства включает стадийное гидроциклонирование отходов в виде пульпы шламов с выделением предконцентрата и пульпы хвостов.

Изобретение относится к разделению твердых материалов с помощью жидкостей, а именно к промывке гранулированных, порошкообразных или кусковых материалов, и может найти применение для первичного обогащения и дообогащения полезных ископаемых в условиях добычного полигона при скважинной гидродобыче.

Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых: руд черных, цветных редких и благородных металлов, неметаллических полезных ископаемых и техногенных образований.

Изобретение относится к способам обогащения полезных ископаемых, а именно кремнеземсодержащих пород. Полученный данным способом продукт может быть использован в пищевой, фармацевтической, химической промышленности в качестве фильтрующего материала, а также в строительной промышленности в качестве добавки для строительных растворов, бетонов, сухих строительных смесей.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях горнодобывающей промышленности при обогащении минерального сырья в крупнокусковом виде.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях горнодобывающей промышленности при обогащении минерального сырья.
Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых методом флотации, и может быть использовано при глубокой переработке рудного и нерудного минерального сырья.
Изобретение относится к способу извлечения плавучих форм золота из золотосодержащих минеральных продуктов. .
Изобретение относится к области флотационного обогащения сульфидных руд с промышленным содержанием ценных компонентов, таких как медь, цинк и благородные металлы.
Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых методом флотации, и может быть использовано при глубокой переработке рудного и нерудного минерального сырья.
Изобретение относится к технологиям обработки суспензий - жидкотекучего сырья или материала, находящегося в жидкотекучей среде, и может быть использовано в нефтяной, горнодобывающей, гидрометаллургии, при обогащении рудных и нерудных материалов и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых методом флотации, и может быть использовано при глубокой переработке рудного и нерудного минерального сырья.

Изобретение относится к процессам флотационного и магнитного обогащения полезных ископаемых, в частности к извлечению меди, никеля и благородных металлов из магнитной фракции заскладированных или текущих хвостов обогащения вкрапленных сульфидных медно-никелевых руд, и может быть использовано для повышения извлечения ценных ферромагнитных компонентов из других типов руд и продуктов их переработки.

Изобретение относится к способам для очистки и обогащения зернистых материалов и может быть использовано при подготовке для дальнейшей обработки руд, в которых полезный компонент находится либо в оболочке, либо в ядре зерен минералов.

Изобретение относится к очистке минеральных зерен, содержащихся в пульповых продуктах при обогащении руды, от нежелательных отложений, таких как флотационные реагенты и шламовые покрытия, и может быть применено для механической активации руд цветных и черных металлов, угля и других полезных ископаемых перед операцией десорбции, перед операциями селективного разделения концентратов, перед перечистными операциями получения готовых концентратов.

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано для обработки золотосодержащих концентратов, преимущественно кварцевых, осуществляемой перед гравитационным обогащением. Способ обработки золотосодержащего концентрата перед обогащением включает подачу пульпы в кавитационный диспергатор, диспергирование со вскрытием зерен золотин по зонам их естественной спайки с породой. Обработку пульпы ведут в бесстаторном роторно-пульсационном аппарате, на выходе из которого поток пульпы подвергают дополнительной обработке посредством смонтированных на пульповоде двух турбулизаторов, каждый из которых представляет собой завихритель, смонтированный внутри трубы. Обработанный в роторно-пульсационном аппарате поток пульпы вначале направляют прямотоком в первый турбулизатор, завихритель которого смонтирован в трубе с диаметром, равным диаметру пульповода, затем тангенциально - во второй турбулизатор, завихритель которого смонтирован в трубе большего диаметра, плавно переходящего в диаметр на выходе из второго турбулизатора, равный диаметру пульповода. Технический результат - повышение эффективности извлечения золота. 3 ил., 2 табл., 1 пр.
Наверх