Повышение селективности разделения слабоконтрастных руд на основе управления гидродинамическим режимом флотации

• Автор: Матинин, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 25.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1 Современное состояние и проблемы развития флотационных процессов и аппаратов для разделения слабоконтрастных тонковкрапленных руд
1.1 Аппараты интенсивной флотации, их применение и преимущества перед традиционными

флотомашинами

1.1.1 Обзор существующих образцов многозонных флотационных машин

1.1.2 Применение многозонных флотационных машин

1.2 Флотация тонких минеральных частиц

1.2.1 Существующие подходы при флотации тонких частиц

1.3 Влияние времени пребывания в камере флотомашины на кинетику флотации

1.3.1 Кинетика флотации и интенсивная аэрация

1.4 Применение ультразвуковых воздействий в процессах флотации
1.4.1 Конструкции флотационных аппаратов, оборудованных УЗ излучателями
1.4.2 Практика применения УЗ в флотации
1.4.3 Обоснование перспективности применения УЗ обработки в разрабатываемом
многозонном флотационном аппарате
1.5 Разделение неконтрастных кварц-полевошпатных продуктов без применения НЕ
1.6 Определение крупности пузырьков воздуха
1.7 Выводы
2 Области существования и влияние гидродинамических эффектов на селективность флотации
2.1 Влияние направления движения и времени пребывания пульпы в камере флотомашины
на эффективность флотационного процесса
2.1.1 Экспериментальная установка для изучения влияния времени пребывания и
направления движения пульпы на кинетику флотации
2.1.2 Анализ влияния времени пребывания пульпы в камере флотомашины на
извлечение и кинетику флотации
2.1.3 Выводы

2.2 Исследование влияния гидродинамического режима в реакторе на субпроцессы захвата и отрыва при различном соотношении размеров частиц и пузырьков
2.3 Влияние высоты и количества реакторов и соотношения газовой и жидкой фаз на коэффициент эжекции и его взаимосвязь с средним диаметром пузырьков воздуха
2.3.1 Методика определение крупности пузырьков косвенным методом
2.3.2 Методика исследования взаимосвязи между коэффициентом эжекции и
крупностью пузырьков
2.3.3 Изучение эффективности и определение рабочей области струйных аэраторов
эжекторного типа в зависимости от диаметра сопла
2.3.4 Исследования взаимосвязи между коэффициентом эжекции и крупностью
пузырьков
2.3.5 Выводы
2.4 Повышение кинетики флотации в многозонной флотационной машине типа реактор-сепаратор под влиянием импульсных воздействий в проточном режиме
2.4.1 Экспериментальная установка многозонной флотомашины, оборудованная
ультразвуковым излучателем и методика эксперимента
2.4.2 Результаты и обсуждение
2.4.3 Выводы
3 Определение синергетических эффектов совместного использования реагентов различной молекулярной структуры
3.1.1 Гипотеза стабилизации монослоя за счет совместного использования катионных и
неионогенных реагентов применительно к разделению слабоконтрастных кварц-полевошпатных руд
3.1.2 Схема эксперимента адсорбции смеси реагентов на поверхности кварца и минералов полевых шпатов и методы анализа результатов
3.1.3 Влияние реагентных режимов и концентрации реагентов на их адсорбцию на
поверхности минералов
4 Технологические испытания многозонных флотомашин
4.1 Влияние способа расслоения пульпы в камере сепаратора на эффективность флотации на примере пиритных хвостов
4.1.1 Анализ исходной пробы пиритных хвостов
4.1.2 Определение реагентного режима и условий флотации
4.1.3 Флотационные испытания в лабораторных флотомашинах

4.1.4 Описание установки экспериментального образца МФМ и условий
экспериментов
4.1.5 Флотационные испытания в двух модификациях многозонной флотомашины
4.1.6 Сравнение результатов флотации в многозонных и лабораторных флотомашинах
4.1.7 Повышение эффективности разделения за счет удаления основной массы сростков

4.1.8 Расчет погрешности эксперимента
4.1.9 Выводы
4.2 Повышение эффективности переработки кварц-полевошпатных продуктов за счет синергетических реагентных режимов и гидродинамических эффектов
4.2.1 Анализ пробы кварц-полевошпатового продукта
4.2.2 Флотационные испытания в лабораторной флотомашине
4.2.3 Флотационные испытания в многозонной флотомашине
4.2.4 Сравнение результатов разделения в механической и пневматической проточных
флотомашинах при равной производительности
4.2.5 Выводы
5 Технико-экономическая оценка достигнутых результатов
5.1 Сравнение результатов разделения в механической и пневматической проточных флотомашинах при равной производительности
5.2 Сравнение характеристик экспериментального образца многозонной флотационной машины с известными флотационными машинами для высокоинтенсивного обогащения
5.3 Предварительная оценка экономического эффекта внедрения многозонной флотомашины на пегматитовых кварц-полевошпатовых месторождениях
Заключение
Список использованной литературы
Приложения

Важность контроля гранулометрического состава газовой фазы в предлагаемой к испытаниям МФМ обуславливается не только общепризнанными зависимостями, но и возможностью влиять на диспергацию воздуха.
1.7 Выводы
1. Существуют две тенденции дальнейшего развития флотационных аппаратов: экстенсивный - увеличечние объема флотокамер и интенсивный - повышение скорости и эффективности флотационных субпроцессов.
2. Существующие промышленные образцы аппаратов интенсивной флотации, несмотря на их очевидные преимущества перед традиционными флотомашинами, не свободны от недостатков и имеют существенный потенциал модернизации.
3. Существующие реагентные режимы и потенциал их совершенствования имеет предел эффективности, что связано со снижением крупности и контрастности поверхностных свойств перерабатываемых частиц.
4. Активно развивается направление силовых воздействий на пульпы, однако предлагаемые решения не реализуемы в промышленном масштабе из-за высокой диссипации энергии.
5. Для эффективной переработки тонких частиц необходимы не только усовершенствованные реагентные режимы, но и аппараты, обеспечивающие высокую интенсивность взаимодействия пузырек/частица.
6. Во всех без исключения возможных областях, где используется или может использоваться классическая механическая флотация, так или иначе возможно применение МФМ, что может обеспечить не только технологические, но и очевидные экономические преимущества.
7. Проблемы, возникающие при современной переработке сырья невозможно решить с помощью только аппаратного или только реагентного подходов, следовательно необходимы новые комплексные решения. В связи с этим выделены следующие основные тенденции дальнейшего развития процессов флотационного разделения, тонких слабоконтрастных руд:
- более широкое применение аппаратов интенсивной флотации и их дальнейшая модернизация;
- применение сочетания реагентов различной молекулярной структуры для достижения синергетических эффектов;
- наложение внешних силовых полей на пульпу, например ультразвуковых колебаний;
На основе анализа существующих исследований в рассматриваемой области и подходов к их решению сформулированы основные задачи исследования. Основной идеей работы является совместное использование синергетических эффектов реагентов различной молекулярной