Выбор температурных режимов кондиционирования и флотации алмазосодержащих кимберлитов компаундными собирателями
Автор: Морозов В.В., Коваленко Е.Г., Двойченкова Г.П., Чуть-ды В.А.
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Обогащение и переработка минерального и техногенного сырья
Статья в выпуске: 4 т.7, 2022 года.
Бесплатный доступ
Условием устойчивого закрепления собирателя на поверхности алмазов и их флотации являются применение собирателей оптимального фракционного состава и выбор необходимого температурного режима технологических операций. С целью определения параметров режима флотации алмазов установлены закономерности фазовых переходов асфальтено-смолистых фракций при повышении температуры и разбавлении мазута Ф-5 дизельной технической фракцией. Показано, что увеличение температуры собирателя приводит к переводу асфальтено-смолистых фракций в растворенное и тонкодисперсное состояние. В еще большей мере решению задачи растворения асфальтено-смолистых фракций способствует добавление средне- и низкомолекулярных фракций нефти, например, дизельной технической фракции. Показано, что реагенты КМ-10, КМ-14 и КМ-18, представляющие собой компаунды мазута Ф-5 с дизельной технической фракцией (10-18 % ДФ), характеризуются оптимальной вязкостью и способностью вытеснять водную фазу с поверхности алмаза, что обеспечивает возможность устойчивой гидрофобизации и высокую флотируемость алмаза. Выбран оптимальный температурный режим, который предполагает поддержание температуры в операции кондиционирования с собирателем +30-40 °С, при котором достигается максимальная склонность компаундных собирателей к селективному закреплению на поверхности алмазов, характеризуемая величиной краевого угла смачивания. Флотационными опытами подтверждено, что наилучшие результаты достигаются при температуре среды +30-40 °С в операции кондиционирования и +14-24 °С при флотации. При +24 °С наилучшие результаты получены для относительно менее разбавленных мазутов КМ-10 и КМ-14, полученных разбавлением мазута Ф-5 дизельной технической фракцией с объемной долей разбавителя 10 и 14 %. Достигнутое извлечение алмазов при флотации на 3,8-4,5 % выше, чем при использовании базового собирателя - мазута Ф-5. При +14 °С лучше проявляет собирательные свойства мазут с большим разбавлением - КМ-18 с объемной долей дизельной технической фракции 18 %. Оптимальные составы собирателя и режим подготовки питания и флотации апробированы на установке пенной сепарации, где показали возможность повышения извлечения алмазов в концентрат на 2,3-4,5 %. Даны рекомендации по применению теплового кондиционирования в цикле пенной сепарации и поддержанию температуры среды в операции кондиционирования +30-40 °С и в операции пенной сепарации +14-24 °С.
Алмазы, кимберлиты, собиратель, фракционный состав, кондиционирование, смачивание, пенная сепарация, тепловая обработка
Короткий адрес: https://sciup.org/140296155
IDR: 140296155 | УДК: 622.7 | DOI: 10.17073/2500-0632-2022-10-23
Selection of temperature regimes for conditioning and flotation of diamond-bearing kimberlite with compound collectors
The condition for stable fixation of a collector on the surface of diamonds and their flotation is the use of collectors of the optimal fractional composition and the choice of the optimum temperature regime of the process. To determine the parameters of the diamond flotation regime, the regularities of the phase transitions of asphaltene-tar fractions at increasing temperature and diluting F-5 with technical diesel fraction were established. It was demonstrated that increasing the collector temperature leads to the transfer of asphaltenetar fractions to a dissolved and finely dispersed state. To an even greater extent, dissolving asphaltene-tar fractions is facilitated by the addition of medium- and low-molecular weight fractions of oil, for instance, a technical diesel fraction. It was revealed that the KM-10, KM-14, and KM-18 reagents, being compounds of F-5 fuel oil with technical diesel fraction (10-18 % DF), were characterized by optimal viscosity and ability to displace aqueous phase from a diamond surface, thus ensuring stable hydrophobization and high floatability of diamonds. The optimal temperature regime has been selected, which involved maintaining the temperature at the stage of conditioning with the collector at +30-40 °C, at which the maximum selective fixation of compound collectors on the diamond surface, characterized by the value of the limiting wetting angle, was achieved. The flotation tests have confirmed that the best results are achieved at a temperature of +30-40 °C at the conditioning stage and +14-24 °C at the flotation stage. At +24 °C, the best results were obtained for the relatively less diluted KM-10 and KM-14 fuel oils obtained by diluting F-5 fuel oil with a technical diesel fraction at the diluent volume fractions of 10 and 14 %. The diamond recovery achieved in the flotation tests was 3.8-4.5 % higher than when using the traditional collector, F-5 fuel oil. At +14 °C, the highly diluted fuel oil, KM-18 with a volume fraction of 18 % of the technical diesel fraction, demonstrated better collecting abilities. The optimal compositions of the collector and the regimes of feed preparation and flotation were tested at a foam separation unit. The tests showed that it is possible to increase diamond recovery into concentrate by 2.3-4.5 %. The recommendations are provided on the use of thermal conditioning in the foam separation cycle and maintaining the conditioning medium temperature at +30-40 °C and the foam separation temperature at +14-24 °C.
Список литературы Выбор температурных режимов кондиционирования и флотации алмазосодержащих кимберлитов компаундными собирателями
- Chanturiya V. A. Innovation-based processes of integrated and high-level processing of natural and technogenic minerals in Russia. In: Proceedings of 29th International Mineral Processing Congress. September 17-21, 2018, Moscow. Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum; 2019. Pp. 3-12.
- Махрачев А. Ф., Двойченкова Г. П., Лезова С. П. Исследование и оптимизация состава компаундных собирателей для пенной сепарации алмазов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018;(11):178-185. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-11-0-178-185
- Верхотурова В. А., Елшин И. В., Немаров А. А. и др. Научное обоснование и выбор оптимального варианта по восстановлению гидрофобных свойств поверхности алмазов из руды трубки «Интернациональная». Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014;(8):51-56. URL: http://journals.istu.edu/vestnik_irgtu/journals/2014/08
- Злобин М. Н. Технология крупнозернистой флотации при обогащении алмазосодержащих руд. Горный журнал. 2011;(1):87-89.
- Двойченкова Г. П., Морозов В. В., Чантурия Е. Л., Коваленко Е. Г. Выбор параметров электрохимического кондиционирования оборотной воды при подготовке алмазосодержащих кимберлитов к пенной сепарации. Горные науки и технологии. 2021;6(3):170-180. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-3-170-180
- Морозов В. В., Лезова С. П. Применение комбинированных собирателей на основе нефтепродуктов для пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020;(12):137-146. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-12-0-137-146
- Коваленко Е. Г. Выбор и оптимизация температурного режима процесса пенной сепарации кимберлитов. В: Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья. Материалы XXVI Национальной научно-технической конференции, проводимой в рамках XIX Уральской горнопромышленной декады. 26-27 мая 2021 г., Екатеринбург. Екатеринбур: Уральский государственный горный университет; 2021. С. 63-68.
- 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 Иркутского государственного технического университета. 2015;(2):99-104.
- Бахметьев В. В., Сычев М. М. Исследование микроструктуры сплавов с использованием компьютерной программы «ВИДЕОТЕСТ». СПб.: СПбГТИ(ТУ); 2011. 17 с. URL: http://tom.technolog.edu.ru/files/vidtest.pdf
- Опыт измерения вязкости нефтепродуктов с помощью синусоидального вибровискозиметра SV-10 А&D Company, Ltd (Япония). Экспозиция Нефть Газ. 2007;(22):16-17. URL: http://en.runeft.ru/upload/iblock/6d1/6d14ccb867ca2e3639a0b3567a53eee4.pdf
- Киселев М. Г., Савич В. В., Павич . П. Определение краевого угла смачивания на плоских поверхностях. Вестник Белорусского национального технического университета. 2006;(1):38-41. URL: https:// rep.bntu.by/handle/data/7007
- Каюмов А. А., Игнаткина В. А., Бочаров В. А. и др. Исследование флотационных свойств мономинеральных фракций сульфидов цветных металлов с использованием различных сульфгидрильных собирателей с разной молекулярной структурой. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016;(11):226-237. URL: https://giab-online.ru/files/Data/2016/11/226_237_11_2016.pdf
- Верхотуров М. В., Амелин С. А., Коннова Н. И. Обогащение алмазов. Красноярск: ИПК СФУ; 2009. 207 p.
- 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
- Kasomo R. M., Ombiro S., Rop B., Mutua N. M. Investigation and comparison of emulsified diesel oil and flomin C 9202 as a collector in the beneficiation of ultra-fine coal by agglo-flotation. International Journal of Oil, Gas and Coal Engineering. 2018;6(4):74-80. https://doi.org/10.11648/j.ogce.20180604.15
- Tukhvatullina A. Z., Kuryakov V. Supramolecular structures of oil systems as the key to regulation of oil behavior. Petroleum & Environmental Biotechnology. 2013;4(4):1-8. https://doi.org/10.4172/2157-7463.1000152
- Лезова С. П., Пестряк И. В. Выбор фракционного состава компаундных собирателей для пенной сепарации алмазов. В: Материалы XХVI Национальной научно-технической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». 26-27 мая 2021 г., Екатеринбург. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет; 2021. С. 177-181.
- Морозов В. В., Чантурия В. А., Двойченкова Г. П., Чантурия Е. Л. Анализ гидрофобных взаимодействий в системе алмаз-органическая фаза - неорганический люминофор при модифицировании спектрально-кинетических характеристик алмазов. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2022;(2):94-104. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20220209
