Исследование возможности доизвлечения тонкой фракции из хвостов обогащения руды Ковдорского месторождения

Фосфорсодержащие руды, и в частности апатитсодержащие, относятся к одному из важнейших видов неметаллического минерального сырья. Они являются высококомплексным минеральным сырьем и используются для производства минеральных удобрений (суперфосфата, аммофоса), моющих и пиротехнических средств, инсектицидов, для получения фосфорной кислоты, желтого фосфора, различных солей, применяется в металлургии, керамической, стеклянной и химической промышленностях и других областях народного хозяйства [1].

В России лидерами по переработке фосфор содержащей руды являются ОАО «Ковдорский горно-обогатительный комбинат» ("Еврохим") и ОАО «Апатит». Сырьевой базой Ковдорской ОФ являются руды бадделит-апатит-магнетитового и маложелезистого апатитового месторождения, а также техногенное месторождение апатит-бадделитовых песков. Фосфор- и кальцийсодержащие минеральные ассоциаты характеризуются высокой шламуемостью, что негативно сказывается как на показателях обогатительного передела, так и на экологической обстановке [2].

По действующей на предприятии технологии флотационного передела хвосты отправляются на гравитационное извлечение бадделеита, а апатитовый концентрат - на сгущение, фильтрацию и сушку. Ввиду высокого шламообразования, в операции сгущения с осветленной водой уходит в хвостохранилище готовый концентрат, в количестве порядка 5 т/ч. Излечение твердого из слива сгустителей - цель проведенных исследований.

Таблица 1

Химический состав слива сгустителя

Наименование	Сод, % (гф/ан)
Р 2 О 5	32,8
SiO 2	2
MgO	3,1
Fe об.	0,51
CaO	51,6
ZrO 2	0,08
СО 2	7,6

Рис. 1. Гранулометрический состав слива сгустителя

Ввиду тонкодисперсного состава рассматриваемых шламов (рис. 1), для снижения потерь товарного концентрата был предложен и испытан метод компрессионной флотации.

Компрессионная флотация, как метод очистки сточных вод, получила распространение на различных предприятиях агропромышленного и нефтегазового комплекса, теплоэнергетики, локомотивных и вагонных депо. Очистка происходит от масел, жиров, нефтепродуктов, ПАВ, волокнистых материалов и взвешенных веществ [3].

Для проведения исследования была собрана опытная установка (рис. 2), состоящей из камеры, сатуратора и компрессора. Принцип работы основан на искусственном насыщении воды воздухом при избыточном давлении. При подаче во флотационную камеру водовоздушной смеси выделяются пузырьки. Крупность пузырьков не превышает 100-200 мкм.

Минерализация пузырьков происходит при их прохождении через объем пульпы. Параметры установки: объем рабочей зоны камеры, камеры и сатуратора 0,75 л, 2,5 л и 2 л соответственно; рабочее давление 3,5-4,5 атм. Степень извлечения концентрата и производительность установки регулируются скоростью подачи водовоздушной смеси, которая составляет 4,3-0 мл/с.

Рис. 2. Схема установки компрессионной флотации:

1 – зона подачи питания флотации; 2 – флотационная камера; 3 – слив камерного продукта (регулировка уровня); 4 – вентиль регулировки скорости впрыска водовоздушной смесь; 5 – сатуратор; 6 – компрессор

Учитывая, что в сливе сгустителей Ковдорской ОФ очень низкое содержание твердого (1%), основные исследования были направлены на изучение условий образования и сбора пенного слоя. Испытаны несколько вариантов геометрии камеры (рис. 3). Наилучший – последний.

При проведении флотационных опытов применялись реагенты, используемые в настоящее время на фабрике – кислоты таловых масел и вспениватель М-800. Интенсификация флотации шламов достигается с помощью добавок коагулянта – активной кремнекислоты (pH=8,9). Результаты проведенных испытаний приведены на рис. 4.

Концентрация АК (8,9), мг/л (при постоянной концентрации ЖКТМ = 2,5 мг/л)

О 275

88-

G.15

0.225

751—

5,725

Рис. 4. Зависимость выхода пенного продукта от расхода АК (8,9)

Содержание твердого в пульпе составляло 1%. Для данного варианта подобран расход неорганического полимера – активной кремнекислоты. Ее оптимальный расход – 66 г/т.

Исходя из результатов проведенных исследований, можно сделать следующие выводы:

• -    Существует принципиальная возможность извлечения ошламованого концентрата из слива сгустителя.

• -    Следует отметить, что на фабрике содержащиеся в сливе сгустителя шламы гидрофобны, вследствие чего дополнительного расхода реагентов не потребуется.

• -    Недостаточная полнота извлечения концентрата в пенный продукт является следствием несовершенства конструкции лабораторной установки компрессионной флотации. Для повышения извлечения концентрата необходимо наладить непрерывный процесс флотации.

• -    При использовании на Ковдорской ОФ аппаратов для компрессионной флотации промышленного типа можно значительно сократить потери апатитового концентрата со сливом сгустителя, тем самым снизить загрязнение водных ресурсов района, уменьшив экологическую нагрузку.