Влияние флотационных реагентов на фильтрующие свойства керамических фильтров при обезвоживании железорудного концентрата

• Автор: Воловиков, Артем Юрьевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Основные свойства железных руд
1.2 Классификация железных руд, состав и свойства
1.3 Цикл подготовки железной руды к переделу
1.4 Технологические операции с добавлением химических реагентов
1.5 Обезвоживание железорудной пульпы
1.6 Засорение фильтровальной перегородки
1.7 Химические реагенты, влияющие на фильтрующий материал
1.8 Влияние технологических параметров
1.9 Выводы к главе
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
2.1 Эксперименты в водных растворах
2.2 Перемешивающие устройства и установочный стенд
2.3 Оборудование для измерения проницаемости
2.4 Реагенты и дозировка
2.5 Измерение проницаемости
2.6 Выводы к главе
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Эксперименты по разделению суспензии
3.2 Технологическая схема установки
3.3 Основная фильтрующая установка
3.4 Периферийное оборудование
3.5 Железорудный концентрат для проведения экспериментов

3.6 Подготовка к экспериментам
3.7 Методика измерения проницаемости
3.8 Калибровка обратной промывки
3.9 Выводы к главе
ГЛАВА 4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Калибровочный эксперимент
4.2 Калибровочный тест
4.3 Тест Флотигам 283 5-2Л
4.4 Тест метилизобутилкарбинола
4.5 Тест Депрамина
4.6 Тест с трансмиссионным маслом
4.7 Тест крахмала
4.8 Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Конкуренция в такой промышленной сфере, как производство черных металлов и все подготовительные стадии этого процесса постоянно возрастает. Одной из таких важных стадий является обезвоживание железорудного концентрата при подготовке его к переделу. Стабильность работы этой стадии зависит, в частности, от производительности и эффективности работы каждой используемой единицы оборудования. В виду того, что в процессе подготовки железной руды используется целая цепочка технически сложного оборудования, каждое звено этой цепи может стать лимитирующей стадией процесса в случае снижения его производительности. Поэтому поддержание высокой производительности процесса фильтрования и снижение влажности получаемого кека являются приоритетными аспектами в процессе обезвоживания железорудного концентрата. Таким образом, четкость разделения системы «жидкость-твердое» играет решающую роль в процессе подготовки сырья к плавке в металлургических печах. Производительность и стабильность работы этой стадии зачастую определяет общую эффективность отдельно взятого комбината, тогда как качество фильтрования непосредственно влияет на ценность и сорт конечного продукта вместе со стоимостью его дальнейшей переработки.
Эффективность обезвоживания ограничена техническими возможностями существующего оборудования так же, как и жизненным циклом фильтра и его стойкостью к засорению. Стоимость обслуживания фильтра обратно пропорциональна этим параметрам и нередко играет главную роль в принятии решения об использовании того или иного технологического оборудования.
Проблема засорения фильтрующих элементов является одной из основных в технологическом процессе обезвоживания железорудного концентра, а изучение механизмов закупоривания пор фильтров оказывается ключом к решению данной проблемы, увеличению срока поддержания эффективного функционирования

Все из вышеупомянутых активных центров являются потенциально реакционноспособными [29]. Чаще всего, большинство активных центров связаны с молекулами воды посредством водородных связей, что препятствует взаимодействию с иными компонентами [28]. Однако адсорбционная способность поверхности окиси алюминия может быть значительно увеличена в процессе активации под влиянием высоких температур [21]. Активный слой оксидов металлов, формирующих поверхность фильтровального материала, может обладать различным дзета-потенциалом в зависимости от уровня кислотности окружающего раствора или суспензии [76].
Гидрофильные/гидрофобные свойства поверхности фильтрующей перегородки играют одну из главных ролей при разделении суспензий [24]. Характер взаимодействия между материалом фильтра и растворенными или взвешенными частицами может быть значительно изменен когезией молекул поверхности фильтра с различными органическими или неорганическими веществами. Данное явление зачастую значительно и негативно влияет на проницаемость фильтра [21].
Эмпирические данные о гидравлической проницаемости мембран из окиси алюминия показывают, что в результате ослабления гидрофильных свойств фильтрующей перегородки ее проницаемость упала настолько, что мембрана стала непроницаема для воды при перепаде давления меньшем одной атмосферы. Данный пример демонстрирует влияние степени гидрофилизации керамической поверхности на ее проницаемость. Более того, попытки восстановить гидрофильность с помощью кислот не привели к положительным результатам [29].
1.7 Химические реагенты, влияющие на фильтрующий материал
Спирты
Метилизобутилкарбинол является часто используемым реагентом в процессе подготовки ЖРК к металлургическому переделу. Ниже описан механизм взаимодействия спирт-окись алюминия.