Разработка, исследование и внедрение новой флотационной техники и технологии переработки сильвинитовых и карналлитовых руд Верхнекамского месторождения

• Автор: Сабиров, Ростям Хазиевич
• Шифр специальности: 25.00.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 290 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ КАЛИЙНЫХ И КАЛИЙНО-МАГНИЕВЫХ РУД ВЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
1.1. Технологая переработки калийных руд
а) Обесшламливание калийных руд
б) Технологические схемы обесшламливания калийных руд
в) Реагентные режимы флотационного удаления шламов из калийных руд
г) Флотация хлористого калия
1.2. Технология переработки калийно-магниевых руд
Выводы
2. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ФЛОТАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
2.1. Механические и пневмомеханические флотационные машины
а) Конструкции импеллерных флотационных машин, их гидродинамика
и моделирование
б) Практика применения импеллерных флотационных машин
Выводы
2.2. Колонная флотационная техника
а) Конструкции флотационных колонн
б) Конструкции аэраторов флотационных колонн
в) Современное состояние технологии колонной флотации
Выводы
Цели и задачи исследований
3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ФЛОТАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ КАЛИЙНЫХ РУД
3.1. Особенности флотационного обесшламливания калийных руд
по ОАО "Сильвинит"
3.2. Исследования влияния состава оксиэтилированных фенолов на их флотоактивность
3.3. Разработка и внедрение технологии флотации сильвина повышенной
крупности
Выводы
4. РАЗРАБОТКА ФЛОТАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОБОГАЩЕННОГО КАРНАЛЛИТА ИЗ КАЛИЙНО-МАГНИЕВЫХ РУД ВЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
4.1. Исследование флотируемости минеральных составляющих
карналлитовых руд
4.2. Разработка флотационной технологии обогащения карналлитовых руд

4.3. Исследования по выбору способов обессульфачивания карналлита
а) Исследования по обессульфачиванию карналлита методом гидроклассификации
б) Исследования по обессульфачиванию карналлита флотационным
методом
в) Исследования флотационной активности реагентов Акзо-Нобель
г) Исследования влияния сульфата кальция на процесс электролитического получения магния из флотационного карналлита
д) Технологическая схема флотационной переработки карналлитовой руды
Выводы
5. РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ НИЗКОЭНЕРГОЕМКИХ МЕХАНИЧЕСКИХ И ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИХ ФЛОТАЦИОННЫХ МАШИН
5.1. Выбор конструкции импеллера
5.2. Стендовые испытания промышленных осевых импеллеров
5.3. Разработка и промышленные испытания механических и
пневмомеханических флотационных машин с осевыми импеллерами
5.4. Разработка и исследование глубоких механических флотационных
машин
а) Разработка методики расчета лопастей произвольной формы для
осевых импеллеров
б) Примеры расчета импеллеров с лопастями различной формы
в) Разработка и исследование низкоэнергоемких глубоких механических флотационных машин
Выводы
6. РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ КОЛОНН СО СТРУЙНЫМИ АЭРАТОРАМИ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ МАТЕРИАЛОВ ШИРОКОГО ДИАПАЗОНА КРУПНОСТИ
6.1. Исследование поверхностного и глубинного аэрирования
падающими струями
6.2. Разработка и испытания колонн для флотации грубозернистых
материалов
6.3. Разработка и испытание флотационной колонны со струйными аэраторами
для флотации материалов обычной флотационной крупности
6.4. Разработка и испытание флотационных колонн со струйными аэраторами
для флотации частиц пониженной крупности
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение
Верхнекамское месторождение калийных и калийно-магниевых руд, открытое в 1925 году на западном склоне Уральских гор, является крупнейшим месторождением мира, на его базе организована калийная промышленность России. Эти руды представлены водорастворимыми калий- и магний содержащими минералами - сильвином (КС1) и карналлитом (KCl х MgCl2 х 6Н20), породообразующим минералом галитом (NaCl) с примесью водорастворимых ангидрита и глинистых материалов.
В настоящее время добычу и переработку руды, добываемой из центральной части месторождения, осуществляет ОАО "Сильвинит", объединяющее три рудоуправления. Каждое из них имеет рудник и сильвинитовую фабрику. В составе Первого Соликамского рудоуправления действуют две галургических фабрики, одна из которых перерабатывает карналлитовую руду. На фабриках Второго и Третьего рудоуправлений обогащение калийных руд осуществляется флотационным способом.
ОАО Сильвинит является производителем хлористого калия различных марок, широко используемых в качестве простых и сложных удобрений, а также в химической промышленности, хлористого натрия для пищевых и технических нужд и обогащенного карналлита - сырья для производства металлического магния. Карналлит используется и в качестве эффективного удобрения (самостоятельно или в составе различных калийно-магниевых смесей).
Калийные руды Верхнекамского месторождения характеризуются большей крупностью вкрапленности полезного минерала (сильвина), чем руды цветных металлов (в 5-10 раз). Раскрытие сростков сильвина и галита в этих рудах происходит при дроблении руды до крупности 1,2 - 1,5 мм. Частицы такой крупности, превышающие вес минеральных зерен цветных металлов в 50 и более раз, осложняют флотацию. Поэтому на действующих фабриках калийные руды измельчались перед флотацией до - 1 мм, что при-

Таблица
Расчетные и фактические гидродинамические показатели работы импеллера
Показатель Объем камеры, м"
8,5 14,1 28
Диаметр импеллера, м 0,559 0,660 0
Расход воздуха, м3/мин 6,2(5,6) 9,9(8,9) 15,8(16,1)
Расход циркулирующей пульпы, м3/мин 14,8(14,1) 27,3(27,5) 79,3,(59,5)
Скорость подъема пульпы, м/мин 48,7(47,2) 67,0(60,9) 128,0(100)
Расход энергии, кВт (на воде) 12,75(12,0) 18,0(19,0) 36(37)
Критерии:
потока воздуха 2,3*10'3 2,6*10° 3,2*10'3
использования воздуха 0,16 0,13 0
мощности 4,7 4,8 7
Примечание. В скобках даны расчетные показатели.
Степень совпадения фактических данных с параметрами, установленными требованиями первых четырех критериев, можно проследить, сравнив, расчетные и фактические параметры.
На рис.2.7 и 2.8 показан каждый из основных четырех гидродинамически связанных критериев в виде функции от объема камеры для номинальных рабочих параметров (диаметр импеллера, скорость и глубина его погружения). Приведенные зависимости показывают, что удельные расходы воздуха и энергии уменьшаются, а скорость восходящих потоков пульпы и интенсивность циркуляции потока возрастают с увеличением объема флотационной камеры. Анализ параметрического ряда флотационных машин с камерой объемом менее 8,5 м3 в соответствии с критериями N3, Св, Ир показывает, что для машин с объемом камер от 0,028 до 4,4 м3 действительны следующие пределы параметров: 1.9*10'3< 1МВ<4*10"3; 0.14< Св<0.22; 3.5<Нр<7.5.
Таким образом, критерии потока воздуха, циркуляции пульпы и скорости подъема пульпы являются основными, от них зависит гидродинамический режим флотационной камеры. Они изменяются соответственно измене-