Подбор флокулянтов для сгущения медного концентрата
Цель работы: Подбор оптимального вида флокулянта для снижения потерь концентрата со сливом при осаждении медного концентрата. Необходимость применения флокулянтов при сгущении объясняется тем, что в связи с вовлекаемых в переработку руд обогащение ведется при все более тонком измельчении, поэтому получаемый медный концентрат флотационного обогащения – тонкоизмельченные продукты. Тонкие частицы из-за малой массы оседают с чрезвычайно низкой скоростью, в результате чего резко снижается производительность сгустителей и увеличиваются потери твердого со сливом. Увеличить скорость осаждения тонких частиц можно с помощью их агрегирования флокуляцией. Агрегирование частиц можно вызвать путем применения высокомолекулярных реагентов-флокулянтов. Молекулы флокулянтов должны содержать группы, способные закрепляться на поверхности твердых частиц, например, аминогруппу, карбоксильную или гидроксильную группы. Полимерные цепи молекул реагентов -флокулянтов связывают между собой тонкие частицы минералов, образуя между ними ''мостики'', поэтому такую флокуляцию называют ''мостиковой''. Из реагентов-флокулянтов для сгущения медного концентрата наибольшее распространение получили марки «Magnafloc» и «Rheomax». Таблица 1 – Сравнительные данные двух видов флокулянта
Как видно из таблицы 1, два вида флокулянта имеют различия между собой, и воздействие на процесс сгущения будут различными. Для определения эффективности действия, сравним два вида флокулянта для осаждения медного концентрата.
С целью подбора флокулянтов для процесса сгущения медного концентрата ОФ АО «Михеевский ГОК» проведены лабораторные испытания. Пробы для исследований были отобраны непосредственно из технического процесса. Весь объём полученной пробы усреднялся, а затем разделялся на равные порции по 0,5 л при тщательном перемешивании исходного объема. При этом, каждая порция наполнялась за 3 приёма, в случайном порядке. Таким образом, всё отобранные порции имели максимально близкий к исходному материалу состав. Параметры исследуемых образцов представлены в таблице 2. Таблица 2 – Параметры пульпы.
Для подбора флокулянтов опыты проводились на пробе питания сгустителя с исходным содержанием твердого (20%). Флокулянты использовались в виде 0,025 % рабочего раствора, приготовленного по стандартной методике. Образцы были предварительно тщательно перемешаны для усреднения и помещены в градуированные цилиндры емкостью 500 мл, градуированные от 0 до 500 ед.
Рисунок 1. Иллюстрация к методике проведения исследования на сгущение.
Необходимый объем флокулянта (дозировка) был добавлен в цилиндры с образцами и перемешан равномерно (3 перемешивания). Замерялось время осаждения на участке от 450 до 350 ед. (5,25 см) и по полученным данным вычислялась скорость осаждения. Также через 30 минут замерялась высота слоя уплотненного осадка и визуально оценивалась чистота слива. Чистота сливной воды (мг/л) определялась по конусу мутности (рис. 2), который позволяет оперативно определить разницу в работе реагентов. Вода считается абсолютно чистой, если значение соответствует содержанию твёрдого в сливе менее 200 мг/л, значение содержания твердого свыше 400 мг/л, чистота слива признается неудовлетворительной.
Рисунок 2. Конус мутности. Результаты опытов представлены в таблице 2 и на рисунках 3-5. Таблица 2 –Выбор типа флокулянта и его расхода исходной пульпы
М agnafloc 336 | 32,6 | 300 | 290 | 0,6 | 397 | 1,0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
43,5 | 195 | 275 | 1,0 | 418 | 1,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
54,3 | 200 | 275 | 0,9 | 418 | 1,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
М agnafloc 355 | 32,6 | 450 | 300 | 0,4 | 383 | 1,0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
43,5 | 420,5 | 295 | 0,4 | 390 | 1,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
54,3 | 490 | 300 | 0,4 | 383 | 1,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
М agnafloc 1011 | 32,6 | 326 | 404 | 0,6 | 404 | 1,0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
43,5 | 449 | 381 | 0,4 | 381 | 1,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
54,3 | 467 | 390 | 0,4 | 390 | 1,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rheomax DR 1050 | 32,6 | 377 | 290 | 0,5 | 397 | 0,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
43,5 | 193 | 275 | 1,0 | 418 | 0,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
54,3 | 225 | 275 | 0,8 | 418 | 0,5 |
Рисунок 3. Зависимость скорости осаждения от типа и расхода флокулянтов
Рисунок 4. Зависимость плотности сгущенного продукта от расхода и типа флокулянтов
По результатам проведенных исследований, можно сделать вывод, что скорость осаждения и плотность сгущенного продукта при этом были сопоставимы с результатами применяемого на данный момент реагента Magnafloc 336. Также стоит отметить, что при минимально исследованном расходе хорошие результаты по чистоте слива, скорости осаждения и плотности сгущенного продукта были продемонстрированы реагентом Magnafloc 1011, однако при повышении его расхода было отмечено значительное снижение скорости осаждения.
Результаты испытаний показали, что при расходе реагента на уровне 50 г/т, улучшаются показатели по скорости осаждения и плотности сгущенного продукта, при соблюдении чистоты слива. На основании ранее рассчитанной качественно-количественной схемы, производительность медного концентрата поступающей на сгущение составляет 42,18 т/час.
Количество концентрата с учетом коэффициентов неравномерности подачи питания и использования оборудования в год составит:
Qкгод = 42,18 • 24 • 365 • 0,91 • 1,05 = 353054,2 т
Необходимое количество реагента, при расходе 50 г/т, в год составит:
Nф = 353054,2 • 50 = 17,65
Таким образом, для осаждения годового объема концентрата потребуется 17,65 тонн реагента.
Учитывая разность цен двух видов реагентов, рассчитаем затраты на приобретение необходимого количества для потребностей осаждения концентрата в год.
Стоимость одной тонны применяемого в настоящий момент реагента Magnafloc 336 составляет 307 215 рублей, затраты (Зф) на годовую потребность составит (при 50 г/т):
|
|
ЗMagnafloc = 17,65 • 307215 = 5423177 руб
Стоимость реагента Rheomax DR 1050 составляет 293561 рубль за тонну. При том же расходе затраты на приобретения составят:
ЗRheomax = 17,65 • 293561 = 5182147 руб
Разница от стоимости приобритения реагентов составит (ЗMagnafloc - ЗRheomax):
Е = 5423177 – 5182147 = 241030 руб.
Таким образом, с применением реагента Rheomax экономический эффект составит 241 тыс. руб.
В исследуемом диапазоне расходов наилучшая чистота слива была продемонстрирована реагентом Rheomax 1050. Определим увеличение извлечения концентрата от потерь твердых частиц со сливом. Согласно выполненным расчётам водно-шламовой схемы, количество слива составляет 116,42 м3/ч, а в год количества слива составит:
Wслгод = 116,42 • 24 • 365 • 0,91 • 1,05 = 974456 м3/ч
После проведенных испытаний с применением флокулянтов Rheomax и Magnafloc, содержание твердых частиц в сливе составила 0,5 и 1 г/л соответственно. Определим количество теряемого концентрата в сливе и посчитаем разницу экономического эффекта от снижения потерь со сливом.
Qк-тсл = 974456 • 0,5 / 1000 = 487,2 т (Rheomax)
Qк-тсл = 974456 • 1,0 / 1000 = 974,5 т (Magnafloc)
Таблица 3 – Экономический эффект от снижения потерь со сливом
Флокулянт | Magnafloc | Rheomax |
Расход, г/т | 50 | |
Расход в год, т | 17,65 | |
Цена за 1 тонну, руб | 307215 | 293561 |
Затраты на год, руб | 5423177 | 5182147 |
Мутность слива, г/л | 1,0 | 0,5 |
Потери со сливом в год, т | 974,5 | 487,2 |
Количество к-та от разницы потерь со сливом составит, т | - | 487,2 |
Выручка, руб | - | Надо умножить 487,2 на стоимость медного концентрата |
Экономический эффект | - | 241030+Выручка |
|
|