Современные направления повышения эффективности пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов

Современные направления повышения эффективности пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов

Автор: Морозов В.В., Коваленко Е.Г., Двойченкова Г.П., Пестряк И.В., Лезова С.П.

Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii

Рубрика: Обогащение и переработка минерального и техногенного сырья

Статья в выпуске: 2 т.9, 2024 года.

Бесплатный доступ

Наряду с внедрением новых отделений пенной сепарации на новых и действующих предприятиях ресурсом повышения выпуска мелких алмазов является снижение их потерь на действующих переделах пенной сепарации. Исследования состава поверхности алмазов в условиях техногенной гидрофилизации позволило установить влияние эффектов кристаллизации пленок карбонатных и силикатных минералов, а также закрепления шламовых фракций на уменьшение гидрофобности и флотируемости алмазов. Предложено использовать для повышения флотируемости алмазов комбинированные режимы кондиционирования руды и оборотной воды, обеспечивающие удаление гидрофилизирующих покрытий и восстановление природной гидрофобности алмазов. Рассмотрено и обосновано применение способов акустической, тепловой, электрохимической и реагентной обработки водно-минеральных дисперсных систем, а также их комбинаций для повышения флотируемости и снижения потерь гидрофильных алмазов в процессе пенной сепарации. На основании исследования влияния температурного фактора в процессах подготовки и пенной сепарации обоснован оптимальный температурный режим операций цикла пенной сепарации, использующий тепло, расходуемое для тепловой обработки исходного алмазосодержащего продукта при температуре 85-90 °С, для поддержания требуемой температуры в операциях кондиционирования с собирателем и непосредственно в операциях пенной сепарации и флотации. Показано, что регулирование фазового состава аполярного собирателя добавками низко- и средне-молекулярных фракций обеспечивает повышение его собирательной способности за счет перевода асфальтен-смолистой фракции в адгезионно-активную форму и протекания процессов автодиспергирования собирателя в водной фазе. На основании статистического анализа показателей процесса пенной сепарации в условиях изменения доли направляемой в технологические процессы оборотной воды определена причина снижения показателей, заключающаяся в существенном возрастании концентрации шламов. Определена оптимальная степень замыкания водооборота (85 %), обеспечивающая снижение расхода применяемого собирателя на 8 % без уменьшения извлечения алмазов и снижения качества концентратов.

Еще

Алмазы, кимберлиты, покрытия, кондиционирование, гидрофобизация, собиратель, пенная сепарация, замкнутый водооборот, ак «алроса»

Короткий адрес: https://sciup.org/140306907

IDR: 140306907   |   DOI: 10.17073/2500-0632-2023-07-136

Список литературы Современные направления повышения эффективности пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов

  • Злобин М. Н. Состояние и некоторые пути развития технологии обогащения алмазосодержащих руд на предприятиях АК «АЛРОСА». М.: Алмазы; 2002. C. 59–63. Zlobin M. N. The state and some ways of development of the technology of enrichment of diamond-containing raw materials at the “Alrosa” enterprise. Moscow: Almazy; 2002. Pp. 59–63. (In Russ.)
  • Злобин М. Н. Технология крупнозернистой флотации при обогащении алмазосодержащих руд. Горный журнал. 2011;(1):87–89. Zlobin M. N. Technology of hard grained flotation during beneficiation of diamond-bearing ores. Gornyi Zhurnal. 2011;(1):87–89. (In Russ.)
  • Горячев Б. Е. Технология алмазосодержащих руд. М: МИСИС; 2010. 326 с. Goryachev B. E. Technology of diamond-bearing ores. Moscow: MISIS; 2010. 326 p. (In Russ.)
  • Махрачев А. Ф., Ларионов Н. П., Савицкий В. Б. Новые направления в технологии обогащения алмазосодержащего сырья на предприятиях АК «АЛРОСА». Горный журнал. 2005;(7):65–68. Makhrachev A. F., Larionov N. P., Savitsky V. B. New trends in developing the processes of diamond-bearing resources at ALROSA’s enterprises. Gornyi Zhurnal. 2005;(7):65–68 (In Russ.)
  • Чантурия В. А. Двойченкова Г. П., Ковальчук О. Е. Поверхностные свойства алмазов метасоматически измененных кимберлитов и их модификация в условиях переработки минерального сырья. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2015;(2):138–149. Chanturia V. A., Dvoichenkova G. P., Koval’chuk O. E. Surface properties of diamonds recovered from metasomatically modified kimberlites during processing. Fiziko-Texhnicheskiye Problemy Razrabbotki Poleznykh Iskopaemykh. 2015;(2):138–149. (In Russ.)
  • Коваленко Е. Г., Двойченкова Г. П., Поливанская В. В. Научное обоснование совместного применения тепловой и электрохимической обработки для повышения эффективности процесса пенной сепарации алмазосодержащего сырья. Научный вестник МГГУ. 2014;(3):67–80. Kovalenko E. G., Dvoichenkova G. P., Polivanskaya V. V. Joint scientific basis of heat and electrochemical treatment to improve foam separation of diamond ore. Nauchnyy Vestnik MGGU. 2014;(3):67–80. (In Russ.)
  • Zhang J., Kouznetsov D. L., Yu M. et al. Improving the separation of diamond from gangue minerals. Minerals Engineering. 2012;36–38:168–171. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2012.03.015
  • Liu L., Cheng G., Yu W., Yang Ch. Flotation collector preparation and evaluation of oil shale. Oil Shale. 2018;35(3):242–253. https://doi.org/10.3176/oil.2018.3.04
  • Морозов В. В., Коваленко Е. Г., Двойченкова Г. П., Чуть-Ды В. А. Выбор температурных режимов кондиционирования и флотации алмазосодержащих кимберлитов компаундными собирателями. Горные науки и технологии. 2022;7(4):287–297. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-10-23 Morozov V. V., Kovalenko E. G., Dvoichenkova G. P., Chut-Dy V. A. Selection of Temperature regimes for conditioning and flotation of diamond-bearing kimberlite with compound collectors. Mining Science and Technology (Russia). 2022;7(4):287–297. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-10-23
  • Westhuyzen P., Bouwer W., Jakins A. Current trends in the development of new or optimization of existing diamond processing plants, with focus on beneficiation. Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2014;114:537–546.
  • Di Feo A., Mortazavi S., Langley S. The Effects of Water Recycling on Flotation at a North American Concentrator, Part 1. Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering. 2020;8(4):37–45. https://doi.org/10.4236/jmmce.2020.84016
  • Mikhlin Yu. X-ray Photoelectron Spectroscopy in Mineral Processing Studies. Applied Sciences. 2020;10(15):5138. https://doi.org/10.3390/app10155138
  • Thompson J. M. Infrared spectroscopy. Pan Stanford Publ.; 2018. 196 р.
  • Huhtamäki T., Tian X., Korhonen J. T., Ras R. H. A. Surface-wetting characterization using contact-angle measurements. Nature Protocols. 2019;15:2259. https://doi.org/10.1038/s41596-018-0047-0
  • Алексеенко В. В., Воронов Д. В., Каташевцев М. Д., Пахомовский А. Н. Исследование гранулометрического состава эмульсий с помощью оптического микроскопа и методом автоматизированного распознавания объектов на цифровой фотографии. Вестник ИрГТУ. 2015;(2):99–104. Alekseenko V. V., Voronov D. V., Katashevtsev M. D., Pakhomovskiy A. N. Study of emulsion granulometric composition by means of an optical microscope and a method for automated recognition of objects in digital photos. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2015;(2):99–104. (In Russ.)
  • Farrokhrouz M., Haghi H. The application of hallimond tube for floatability study of pure galena from nakhlak mine. In: 13th Conference on Environment and Mineral Processing. Part 1. Ostrava, Czech Republic; 2009. Pp. 89–96.
  • Morozov V. V., Kovalenko E. G., Dvoichenkova G. P. et al. Selection of collector composition and temperature conditions for diamond foam separation. Journal of Mining and Metallurgy. 2022;58A(1):21–28. https://doi.org/10.5937/JMMA2201021M
  • Хмелев В. Н., Хмелев С. С., Голых Р. Н., Барсуков Р. В. Повышение эффективности ультразвуковой кавитационной обработки вязких и дисперсных жидких сред. Ползуновский вестник. 2010;(3):321–325. Khmelev V. N., Khmelev S. S., Golykh R. N., Barsukov R. V. Increasing the efficiency of ultrasonic cavitation treatment of viscous and dispersed liquid media. Polzunovskiy Vestnik. 2010;(3):321–325 (In Russ.)
  • Махрачев А. Ф. Повышение эффективности реагентов-собирателей для флотации алмазов на основе виброструйной магнитной активации. В: Труды международной конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». Екатеринбург; 2018. С. 122–126. Makhrachev A. F. Increasing the performance of collecting agents in diamond flotation on the basis of vibrojet magnetic activation. In: Proceedings of the International Conference “Scientific Basis and Practice of Processing of Ores and Technogenic Raw Materials”. Yekaterinburg; 2018. Pp. 122–126. (In Russ.)
  • Коваленко Е. Г., Двойченкова Г. П., Морозов В. В. Выбор и обоснование режимов кондиционирования водно-минеральных систем при обогащении алмазосодержащих кимберлитов. В: Современные проблемы комплексной и глубокой переработки минерального сырья природного и техногенного происхождения. Плаксинские чтения – 2022. Владивосток; 2022. С. 102–105. Kovalenko E. G., Dvoichenkova G. P., Morozov V. V. Selection and justification of water-mineral system conditioning regimes in beneficiating diamond-bearing kimberlites. In: Current Problems of Complex and Deep Processing of Mineral Raw Materials of Natural and Technogenic Origin. Plaksin Readings – 2022. Vladivostok: 2022. Pp. 102–105. (In Russ.)
  • Чантурия В. А., Трофимова Э. А., Богачев В. И., Диков Ю. П. Нанообразования на поверхности природных алмазов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009;(S14):35–41. Chanturia V. A., Trofimova E. A., Bogachev V. I., Dikov Y. P. Nanoformations on the surface of natural diamonds. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2009;(S14):35–41. (In Russ.)
  • Пивоварова Н. А., Кириллова Л. Б., Такаева М. А. и др. О свойствах и строении нефтяных дисперсных систем. Вестник Астраханского государственного технического университета. 2008;(6):138–143. Pivovarova N. A., Kirillova L. B., Takaeva M. A. et al. On the properties and structure of petroleum dispersed systems. Vestnik of Astrakhan State Technical University. 2008;(6):138–143. (In Russ.)
  • Ганеева Ю. М., Юсупова Т. Н., Романов Г. В. Асфальтеновые наноагрегаты: структура, фазовые превращения, влияние на свойства нефтяных систем. Успехи химии. 2011;80(10):1034–1050. (Trans. ver.: Ganeeva Y. M., Yusupova T. N., Romanov G. V. Asphaltene nano-aggregates: structure, phase transitions and effect on petroleum systems. Russian Chemical Reviews. 2011;80(10):993–1008. https://doi.org/10.1070/RC2011v080nl0ABEH004174) Ganeeva Y. M., Yusupova T. N., Romanov G. V. Asphaltene nano-aggregates: structure, phase transitions and effect on petroleum systems. Russian Chemical Reviews. 2011;80(10):993–1008. https://doi.org/10.1070/RC2011v080nl0ABEH004174 (Orig. ver.: Ganeeva Y. M., Yusupova T. N., Romanov G. V. Asphaltene nano-aggregates: structure, phase transitions and effect on petroleum systems. Uspekhi Khimii. 2011;80(10):993–1008. (In Russ.))
  • Пестряк И. В. Моделирование и исследование физико-химических процессов при кондиционировании оборотных вод. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2015;(4):143–150. (Trans. ver.: Pestryak I. V. Modeling and analysis of physicochemical processes in recirculating water conditioning. Journal of Mining Science. 2015;51(4):811–818. https://doi.org/10.1134/S1062739115040189) Pestryak I. V. Modeling and analysis of physicochemical processes in recirculating water conditioning. Journal of Mining Science. 2015;51(4):811–818. https://doi.org/10.1134/S1062739115040189 (Orig. ver.: Pestryak I. V. Modeling and analysis of physicochemical processes in recirculating water conditioning. Fiziko-Tekhnicheskiye Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopayemykh. 2015;(4):143–150. (In Russ.))
  • Michaux B., Hannula J., Rudolph M., Reuter M. A. Study of process water recirculation in a flotation plant by means of process simulation. Minerals Engineering. 2020;148:106181. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106181
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp