RU2530945C2 - Method of three-stage technological parameters optimisation of centrifugal enrichment for recovery of precious metals in mineral form from ores, tailings from processing of embedded copper-nickel ores of norilsk deposits - Google Patents
Method of three-stage technological parameters optimisation of centrifugal enrichment for recovery of precious metals in mineral form from ores, tailings from processing of embedded copper-nickel ores of norilsk deposits Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530945C2 RU2530945C2 RU2012124458/03A RU2012124458A RU2530945C2 RU 2530945 C2 RU2530945 C2 RU 2530945C2 RU 2012124458/03 A RU2012124458/03 A RU 2012124458/03A RU 2012124458 A RU2012124458 A RU 2012124458A RU 2530945 C2 RU2530945 C2 RU 2530945C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- centrifugal
- water
- ores
- concentrate
- stage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Способ трехстадиальной технологической оптимизации параметров центробежного обогащения для извлечения благородных металлов в минеральной форме из руд, хвостов от переработки вкрапленных медно-никелевых руд Норильских месторождений.Method of three-stage technological optimization of centrifugal beneficiation parameters for extraction of precious metals in mineral form from ores, tailings from processing disseminated copper-nickel ores of Norilsk deposits.
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения извлечения ценных элементов из руд и продуктов их переработки, в частности для извлечения благородных металлов в минеральной форме и частично сульфидов меди, никеля, железа из лежалых хвостов законсервированного хвостохранилища, находящегося в Норильском промышленном районе.The invention relates to the mining industry and can be used to increase the extraction of valuable elements from ores and products of their processing, in particular to extract precious metals in mineral form and partially sulfides of copper, nickel, iron from the stale tailings of a preserved tailing dump located in the Norilsk industrial region.
Для обеспечения достижения высоких показателей при центробежном обогащении необходимо учитывать минеральный состав исходного продукта, формы нахождения благородных и цветных металлов, их физические свойства, а также технические специфические особенности центробежных сепараторов. Изобретение также относится к оптимизации параметров работы центробежных сепараторов, с целью увеличения содержания благородных металлов в концентрате.To ensure the achievement of high performance in centrifugal enrichment, it is necessary to take into account the mineral composition of the initial product, the form of the noble and non-ferrous metals, their physical properties, as well as the technical specifics of centrifugal separators. The invention also relates to optimizing the operation parameters of centrifugal separators in order to increase the content of precious metals in the concentrate.
Хвосты законсервированного хвостохранилища (складирование закончено в 1975 г.) имеют сложный минеральный состав, идентичный рудным сортам промышленно перерабатываемых руд месторождения «Норильск-1» с 1949 г. по настоящее время. Металлы благородных металлов находятся в двух формах: минеральной и рассеянной. (Юшко-Захарова О.Е. Платиноносность рудных месторождений. М., Недра, 1975 г. табл.52, 53, 57). По результатам микрозондового анализа в отвальных хвостах обнаружено более 20 минералов благородных металлов. Размер минеральных выделений благородных металлов от 1-5 мкм до 150-200 мкм и более. Минералы благородных металлов (МБМ) крупностью более 70 мкм при обогащении методом флотации не извлекаются (Коваленко Л.Н., Благодатин Ю.В., Голубева Т.Д., Ломтева Л.Л. Форма нахождения минералов благородных металлов в продуктах флотационного обогащения вкрапленных сульфидных руд Норильской группы месторождений. // Обогащение руд. №1-2. 1993 г. с.18-25). Природные сплавы благородных металлов твердые и ковкие, магнитные и не магнитные плотностью 13-19 кг/дм3, сульфиды и арсениды благородных металлов, твердые и хрупкие плотностью 9-13 кг/дм3, потеряны с отвальными хвостами в виде свободных, крупных расклепанных частиц размером 100-400 мкм и переизмельченных, ошламованных частиц размером менее 25 мкм.The tails of the mothballed tailings (storage completed in 1975) have a complex mineral composition identical to the ore grades of industrially processed ores of the Norilsk-1 deposit from 1949 to the present. Noble metal metals are in two forms: mineral and scattered. (Yushko-Zakharova O.E. Platinum content of ore deposits. M., Nedra, 1975, pl. 52, 53, 57). According to the microprobe analysis, more than 20 noble metal minerals were found in the tailings. The size of the mineral emissions of precious metals is from 1-5 microns to 150-200 microns or more. Noble metal minerals (MBM) with a particle size of more than 70 μm are not extracted during flotation enrichment (Kovalenko L.N., Blagodatin Yu.V., Golubeva TD, Lomteva L.L. Form of the presence of noble metal minerals in flotated enrichment products sulfide ores of the Norilsk group of deposits // Mineral processing No. 1-2. 1993, p. 18-25). Natural alloys of noble metals, solid and malleable, magnetic and non-magnetic with a density of 13-19 kg / dm 3 , sulfides and arsenides of noble metals, hard and brittle with a density of 9-13 kg / dm 3 , are lost with dump tails in the form of free, large riveted particles 100-400 microns in size and over-crushed, slurred particles less than 25 microns in size.
Известен способ обогащения материала законсервированного хвостохранилища от обогащения сульфидных нормально-вкрапленных руд месторождения «Норильск-1». В этих хвостах МБМ находятся в минеральной и рассеянной формах.A known method of enrichment of the material of the mothballed tailings from the enrichment of sulfide normally disseminated ores of the Norilsk-1 deposit. In these tails, MBM are in mineral and dispersed forms.
В известном способе хвосты подвергают двухстадиальному грохочению по классам крупности 15 и 1,5 мм, обесшламливанию в батарейных гидроциклонах диаметром 250 мм по классу крупности менее 20 мкм. Слив гидроциклонов крупностью менее 20 мкм направляют на складирование в хвостохранилище. Класс крупнее 20 мкм (пески гидроциклонов) направляют на центробежное обогащение в сепараторы Knelson-48 для концентрирования МБМ размером более 70 мкм. Хвосты центробежных сепараторов подвергают флотации с перечисткой концентрата, для извлечения МБМ крупностью менее 70 мкм, сростков МБМ с сульфидами и свободных сульфидов меди, никеля, железа. Концентрат центробежного и флотационного обогащения совместно направляют в систему гидротранспорта медного или никелевого концентрата обогатительной фабрики и далее в пирометаллургический передел (Благодатин Ю.В., Яценко А.А., Захаров Б.А., Чегодаев В.Д., Алексеева Л.И. Вовлечение в переработку новых сырьевых источников цветных и благородных металлов. // Цветные металлы. 2003 г. №8-9. с.28-29).In the known method, the tails are subjected to two-stage screening according to particle size classes of 15 and 1.5 mm, de-slamming in battery hydrocyclones with a diameter of 250 mm according to particle size less than 20 microns. The discharge of hydrocyclones with a particle size of less than 20 microns is sent for storage in the tailing dump. A class larger than 20 microns (hydrocyclone sands) is sent for centrifugal enrichment to Knelson-48 separators for concentration of MBM larger than 70 microns. The tailings of centrifugal separators are subjected to flotation with a purification of the concentrate to extract MBM with a particle size of less than 70 microns, intergrowths of MBM with sulfides and free sulfides of copper, nickel, and iron. The concentrate of centrifugal and flotation concentration is sent together to the hydrotransport system of the copper or nickel concentrate of the processing plant and then to the pyrometallurgical redistribution (Blagodatin Yu.V., Yatsenko A.A., Zakharov B.A., Chegodaev V.D., Alekseeva L.I. Involvement in the processing of new raw materials of non-ferrous and precious metals. // Non-ferrous metals. 2003 G. No. 8-9. P. 28-29).
Недостатком известного способа является низкое содержание благородных металлов в концентрате, и как следствие, низкое их извлечение. При этом во вторичные хвосты (после рудного обогащения и обогащения хвостов из хвостохранилища центробежной сепарацией и флотацией) по данным наших исследований, в отличие от известного способа, переходят благородные металлы, которые находятся в классах как крупнее 50 мкм, так и менее 50 мкм (таблица 1).The disadvantage of this method is the low content of noble metals in the concentrate, and as a result, their low recovery. In this case, according to our research, in contrast to the known method, noble metals are transferred to secondary tails (after ore dressing and tailings from the tailings by centrifugal separation and flotation), which occur in classes larger than 50 μm and less than 50 μm (table one).
Известны конструкции сепараторов, в которых разделение мелкозернистого материала по плотности происходит в центробежном поле, которое действует на частицы различной плотности и крупности в жидкой фазе, находящиеся во вращающемся рабочем органе. Для предотвращения уплотнения частиц, под действием центробежных сил, в межрифельное пространство подается вода через большое количество отверстий малого диаметра, под давлением, в виде тонких струй для создания ожиженного слоя, способствующего перемешиванию частиц и удалению из зоны сепарации частиц с низкой плотностью. Наибольшее распространение получили сепараторы канадской фирмы «KNELSON» (Царьков В.А. Зарубежные аппараты для центробежного обогащения. // Горный журнал. 1999 г. №3, с.76-79). Основным недостатком сепаратора данного типа является то, что при обогащении в нем мелкозернистых материалов происходит интенсивное проникновение тяжелых частиц определенной крупности сквозь отверстия, через которые подается ожижающая вода под давлением (Богданович А.В. Интенсификация процессов гравитационного обогащения в центробежных полях. // Обогащение руд. 1999 г. №1-2. с.33-35). Нашим опытом работы установлен еще один недостаток, это забивка отверстий крупными тяжелыми частицами минералов, что приводит к прекращению ожижения и уплотнению концентрата в межрифельном пространстве. В конечном итоге, снижается качество концентрата по содержанию благородных металлов и, как следствие, снижение их извлечения. Для очистки отверстий требуется демонтаж чаши и их механическая очистка ориентировочно через каждые 240 часов. Следующий значительный недостаток - это длительное время настройки центробежных сепараторов на оптимальные режимы работы - от нескольких недель до нескольких месяцев (Митин Л.А. О некоторых парадоксах в гидрогравитационном процессе обогащения полезных ископаемых. Колыма. 2003 г. №1. с.26-30). Данный недостаток также подтверждается и нашим опытом работы.Known designs of separators in which the separation of fine-grained material by density occurs in a centrifugal field, which acts on particles of different density and size in the liquid phase, located in a rotating working body. To prevent particle compaction, under the action of centrifugal forces, water is supplied into the inter-groove space through a large number of small-diameter holes, under pressure, in the form of thin jets to create a fluidized bed that facilitates mixing of particles and removes low-density particles from the separation zone. The most widely used are separators of the Canadian company “KNELSON” (Tsarkov V. A. Foreign apparatus for centrifugal enrichment. // Mining Journal. 1999, No. 3, p. 76-79). The main disadvantage of this type of separator is that when it enriches fine-grained materials, heavy particles of a certain size penetrate intensively through openings through which fluidizing water under pressure is supplied (Bogdanovich A.V. Intensification of gravity concentration processes in centrifugal fields. // Ore concentration . 1999, No. 1-2. P. 33-35). Our experience has established another drawback, it is driving holes with large heavy particles of minerals, which leads to the termination of liquefaction and compaction of the concentrate in the inter-groove space. Ultimately, the quality of the concentrate is reduced in terms of the content of precious metals and, as a result, a decrease in their extraction. To clean the holes, the bowl must be dismantled and mechanically cleaned approximately every 240 hours. The next significant drawback is the long time that the centrifugal separators set up for optimal operating conditions - from several weeks to several months (L. Mitin, On Some Paradoxes in the Hydrogravity Process of Mineral Processing. Kolyma. 2003, No. 1. p. 26-30 ) This drawback is also confirmed by our experience.
Известны конструкции и отечественных центробежных сепараторов подобного типа. Например, патент RU 2278735 (или патент RU 2196004, где предложен сепаратор с изменяющимся углом наклона ротора), в котором в отличие от сепаратора фирмы «KNELSON» вода в межрифельное пространство подается через диффузоры, имеющие в поперечном сечении форму прямоугольников, подача воды в межрифельное пространство осуществляется в виде пульсирующего потока с помощью источника пульсаций. Недостаток данного сепаратора - усложнение конструкции за счет дополнительного механизма пульсаций и отсутствие данных промышленных испытаний о преимуществах данного вида сепаратора.Known designs and domestic centrifugal separators of this type. For example, patent RU 2278735 (or patent RU 2196004, where a separator with a varying angle of inclination of the rotor is proposed), in which, unlike the KNELSON separator, water is supplied to the inter-space through diffusers having a cross-section in the shape of rectangles, the water supply to the inter-coil the space is in the form of a pulsating flow using a pulsation source. The disadvantage of this separator is the complexity of the design due to the additional ripple mechanism and the lack of industrial testing data on the advantages of this type of separator.
Известен также способ концентрирования тяжелых минералов путем создания минеральным частицам в осевосходящем спиральном потоке пульсирующей радиальной компоненты движения за счет создания на внутренней поверхности чаши концентрационных канавок с переменным радиусом от центра вращения чаши, в данном сепараторе вода в межрифельное пространство не подается для создания разрыхляющего слоя (патент RU 2423183), а тяжелые зерна минералов удерживаются вращательной составляющей спирального потока силой. К недостаткам данной конструкции сепаратора можно отнести следующее: непонятно, как производится выгрузка концентрата, сложность изготовления чаши с изменяющимся радиусом концентрационных канавок на внутренней поверхности чаши, и также отсутствие данных промышленных испытаний о преимуществах данного вида сепаратора.There is also a method for concentrating heavy minerals by creating mineral particles in a precipitating spiral flow of a pulsating radial component of motion by creating concentration grooves with a variable radius from the center of rotation of the bowl on the inner surface of the bowl; in this separator, water is not supplied to the inter-groove to create a loosening layer (patent RU 2423183), and heavy grains of minerals are held by the rotational component of the spiral flow. The disadvantages of this design of the separator include the following: it is unclear how the concentrate is unloaded, the complexity of manufacturing a bowl with a changing radius of the concentration grooves on the inner surface of the bowl, and also the lack of industrial test data on the advantages of this type of separator.
Общий недостаток в приведенных выше описаниях конструкций центробежных сепараторов и способов обогащения (разделения)- отсутствие методов оптимизации технологических параметров в промышленных условиях, с целью ускоренной настройки и дальнейшей эксплуатации сепараторов на оптимальных режимах.A common drawback in the above descriptions of the designs of centrifugal separators and methods of enrichment (separation) is the lack of methods for optimizing technological parameters in industrial conditions, with the aim of accelerated tuning and further operation of the separators in optimal conditions.
Наиболее близким к предлагаемому способу по некоторым признакам и достигаемому результату является способ обогащения сульфидных медно-никелевых руд, содержащих собственные минералы платиновых металлов и магнетит. Прототип (патент RU 2144429).Closest to the proposed method according to some criteria and the achieved result is a method of beneficiation of sulfide copper-nickel ores containing their own minerals of platinum metals and magnetite. Prototype (patent RU 2144429).
Способ извлечения ценных элементов из медно-никелевых руд, содержащих собственные минералы платиновых металлов и магнетит, включающий рудоподготовку, измельчение руды и ее гидравлическую классификацию, выделение собственных минералов платиновых металлов центробежной сепарацией с псевдоожиженным слоем в самостоятельный концентрат до проведения флотации. В результате получают платиносодержащий гравиоконцентрат, сульфидные флотоконцентраты, отвальные хвосты, содержащие пустую породу и магнетит. В этом способе определены оптимальные режимы центробежного обогащения для двух типов руд с различным отношением суммы сульфидов и магнетита к сумме оксидов кремния и алюминия. При значении этого показателя меньше 1:2, руду измельчают до крупности 30-65% класса менее 74 мкм, центробежное обогащение проводят при максимальном значении параметра Фруда 2-10 и отношении этого значения к давлению ожижающей воды 0,025-0,23 кПа-1. При значении этого показателя, равном или большем 1:2, руду необходимо измельчать до крупности 60-95% класса менее 74 мкм и центробежное обогащение необходимо проводить при максимальном значении параметра Фруда 0,5-1,75 и отношении этого значения к давлению ожижающей воды 0,0058-0,19 кПа-1.A method of extracting valuable elements from copper-nickel ores containing proprietary minerals of platinum metals and magnetite, including ore preparation, grinding of ore and its hydraulic classification, separation of proprietary minerals of platinum metals by centrifugal separation with a fluidized bed into an independent concentrate before flotation. The result is a platinum-containing gravity concentrate, sulfide flotation concentrates, tailings containing waste rock and magnetite. In this method, optimal centrifugal concentration conditions are determined for two types of ores with different ratios of the sum of sulfides and magnetite to the sum of oxides of silicon and aluminum. When the value of this indicator is less than 1: 2, the ore is crushed to a particle size of 30-65% of the class less than 74 microns, centrifugal enrichment is carried out at a maximum value of the Froude parameter of 2-10 and the ratio of this value to the pressure of the fluidizing water is 0.025-0.23 kPa -1 . With a value of this indicator equal to or greater than 1: 2, the ore must be crushed to a particle size of 60-95% of the class less than 74 microns and centrifugal enrichment must be carried out with a maximum value of the Froude parameter of 0.5-1.75 and the ratio of this value to the pressure of the fluidizing water 0.0058-0.19 kPa -1 .
Серьезным недостатком прототипа является то, что в качестве одного из оптимизирующих критериев выбран параметр - давление воды, который зависит от состояния отверстий (забиты или свободны), через которые поступает вода для создания псевдоожиженного слоя. При забитых отверстиях и последующей запрессовке постели в концентрационных канавках, давление воды будет заданным или выше, чем по режиму, а расход воды уменьшится и произойдет снижение показателей обогащения.A serious disadvantage of the prototype is that one of the optimizing criteria is a parameter - water pressure, which depends on the state of the holes (clogged or free) through which water flows to create a fluidized bed. If the holes are clogged and the bed is pressed into the concentration grooves, the water pressure will be set or higher than in the regime, and the water flow will decrease and the enrichment rate will decrease.
Следующий недостаток прототипа - это использование при проведении опытов лабораторной модели центробежного сепаратора фирмы «Кнельсон» (ручная разгрузка) с диаметром чаши 190,5 мм (7,5 дюймов). По литературным данным (Бочаров В.А., Гуриков А.В., Гуриков В.В. Анализ процессов разделения золотосодержащих продуктов в концентраторах KNELSON и FALKON SB. // Обогащение руд. 2002 г., №2, стр.19) и нашим опытом работы установлено, что показатели при обогащении тонкодисперсного минерального сырья, полученные на лабораторном сепараторе, значительно превышают промышленные, и полученные оптимальные режимы не моделируются на промышленных моделях сепараторов.The next disadvantage of the prototype is the use in experiments of a laboratory model of a Knelson centrifugal separator (manual unloading) with a bowl diameter of 190.5 mm (7.5 inches). According to literature data (Bocharov V.A., Gurikov A.V., Gurikov V.V. Analysis of the processes of separation of gold-containing products in concentrators KNELSON and FALKON SB. // Mineral processing. 2002, No. 2, p. 19) and Our experience has established that the performance of the enrichment of finely dispersed minerals obtained on a laboratory separator is significantly higher than the industrial ones, and the optimum conditions obtained are not modeled on industrial models of separators.
Следующий недостаток прототипа - это использование как параметра отношения суммы сульфидов и магнетита к сумме оксидов кремния и алюминия в исходном питании при обогащении рудного и техногенного сырья, который практически невозможно быстро проанализировать из-за длительности анализа и оперативно изменить режим работы центробежных сепараторов при обогащении общих хвостов от этих типов руд. Данный параметр, отношение суммы сульфидов и магнетита к сумме оксидов кремния и алюминия будет изменяться в общих складируемых хвостах при изменении объемов переработки руд.The next disadvantage of the prototype is the use as a parameter of the ratio of the sum of sulfides and magnetite to the sum of silicon and aluminum oxides in the feed when beneficiating ore and industrial raw materials, which is almost impossible to quickly analyze due to the duration of the analysis and to quickly change the operation mode of centrifugal separators when beneficiating common tails from these types of ores. This parameter, the ratio of the sum of sulfides and magnetite to the sum of oxides of silicon and aluminum will change in the total stored tailings with a change in the volume of ore processing.
Задача, решаемая изобретением, заключается в оптимизации параметров центробежного обогащения для повышения извлечения благородных металлов из хвостов от переработки руд Норильских месторождений, сокращения времени вывода технологических параметров на оптимальные режимы.The problem solved by the invention is to optimize the parameters of centrifugal enrichment to increase the extraction of precious metals from the tailings from ore processing of the Norilsk deposits, reducing the time to bring the process parameters to optimal conditions.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в получении концентрата центробежного обогащения, в котором повышенное содержание благородных металлов (увеличение их извлечения) достигается за счет работы центробежных сепараторов в оптимальных условиях.The technical result achieved by the implementation of the invention is to obtain a centrifugal concentration concentrate, in which a high content of precious metals (increase in their extraction) is achieved due to the operation of centrifugal separators in optimal conditions.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе технологической оптимизации параметров центробежного обогащения, согласно изобретению целенаправленно подбираются оптимальные параметры в три стадии в промышленных условиях: на первой стадии подбирается время накопления концентрата; на второй подбирается скорость струй воды (расход воды) через отверстия в межрифельное пространство чаши сепаратора для создания ожиженого слоя частиц; на третьей ступенчато увеличивают скорость струй (расход воды) в оптимальный промежуток времени накопления концентрата, который определен на первой стадии, с целью освобождения забитых отверстий от частиц с размером, близким к диаметру отверстий, по которым подается ожижающая вода.The problem is solved in that in the proposed method for the technological optimization of centrifugal enrichment parameters, according to the invention, the optimal parameters are purposefully selected in three stages under industrial conditions: at the first stage, the accumulation time of the concentrate is selected; on the second, the speed of the water jets (water flow) is selected through the holes in the inter-groove space of the separator bowl to create a fluidized bed of particles; in the third step, the speed of the jets (water flow) is increased in an optimal time period for the accumulation of concentrate, which is determined in the first stage, in order to free clogged holes from particles with a size close to the diameter of the holes through which fluidizing water is supplied.
Эффективность разделения зерен различной плотности во вращающемся потоке промышленного центробежного сепаратора зависит от большого количества факторов действующих на частицу:The efficiency of separation of grains of various densities in a rotating stream of an industrial centrifugal separator depends on a large number of factors acting on the particle:
1. центробежной силы (диаметр чаши и количество оборотов);1. centrifugal force (bowl diameter and number of revolutions);
2. вертикальной скорости перемещения потока пульпы (объемная производительность);2. The vertical velocity of the pulp flow (volumetric capacity);
3. плотность пульпы и крупность частиц в питании сепаратора;3. pulp density and particle size in the separator feed;
4. времени накопления концентрата;4. the time of accumulation of the concentrate;
5. расхода (скорость струй воды) ожижающей воды через отверстия в межрифельное пространство в зону обогащения.5. flow rate (speed of water jets) of fluidizing water through openings into the inter-groove space in the enrichment zone.
Все данные параметры изменяемы и их пределы регулирования заложены в конструкцию сепаратора, за исключением крупности и плотности минералов в исходном питании сепараторов. На основании литературных данных можно сделать вывод, что при обогащении тонкодисперсного сырья в центробежных сепараторах, величина центробежной силы или фактор разделения не является определяющим критерием для оценки эффективности работы (Митин Л.А. О некоторых парадоксах в гидрогравитационном процессе обогащения полезных ископаемых. Колыма. 2003 г. №1. с.29), а величина центробежной силы в 60 g является оптимальной (Царьков В.А. Зарубежные аппараты для центробежного обогащения. // Горный журнал. 1999 г. №3, с.77). При испытаниях, для определения оптимальных параметров и во избежание искажения показателей последующих технологических операций, необходимо стабильно выдерживать объемную производительность и плотность питания в соответствии с технической характеристикой сепаратора и требованием технологической инструкции обогащения для данного вида сырья.All of these parameters are variable and their regulation limits are laid down in the design of the separator, with the exception of fineness and density of minerals in the initial power of the separators. Based on the literature data, it can be concluded that when enriching finely divided raw materials in centrifugal separators, the magnitude of the centrifugal force or separation factor is not a determining criterion for evaluating work efficiency (L. Mitin On some paradoxes in the hydrogravity process of mineral processing. Kolyma. 2003 G. № 1. S. 29), and the magnitude of the centrifugal force of 60 g is optimal (V. Tsarkov. Foreign apparatus for centrifugal enrichment. // Mining Journal. 1999 G. No. 3, S. 77). During the tests, in order to determine the optimal parameters and to avoid distortion of the parameters of subsequent technological operations, it is necessary to stably maintain the volumetric capacity and power density in accordance with the technical characteristics of the separator and the requirement of the technological instruction for enrichment for this type of raw material.
Таким образом, задача по оптимизации параметров центробежного обогащения в промышленных условиях для тонкодисперсного сырья, содержащего благородные металлы в минеральной форме, сводится к определению времени накопления концентрата и расхода (скорость струй воды) ожижающей воды в межрифельное пространство.Thus, the task of optimizing the parameters of centrifugal enrichment in an industrial environment for finely divided raw materials containing noble metals in mineral form is reduced to determining the accumulation time of the concentrate and the flow rate (speed of the water jets) of fluidizing water into the interfloor space.
Цель, решаемая на первой и второй стадиях, состоит в том, чтобы получить концентрат по содержанию суммы благородных металлов близким к их содержанию в медном или никелевом концентратах, получаемых в рудном цикле обогащения и поступающих на соответствующие металлургические заводы, в условиях оптимального времени накопления концентрата и расхода (скорость струй) ожижающей воды.The goal to be solved in the first and second stages is to obtain a concentrate by the content of the amount of precious metals close to their content in copper or nickel concentrates obtained in the ore mining cycle and delivered to the corresponding metallurgical plants, under conditions of optimal concentrate accumulation time and flow rate (stream velocity) of fluidizing water.
Цель на третьем этапе - дальнейшее значительное увеличение содержания суммы благородных металлов в концентрате центробежного обогащения: за счет повышения скорости струй в межрифельном пространстве и освобождения отверстий от крупных частиц минералов, в несколько раз превышающих максимально допустимые размеры частиц питания (попадающих в материал, возможно, из-за несоблюдения технологических параметров), восстановления ожижения и снижения уплотнения частиц концентрата в межрифельном пространстве чаши сепаратора. (Федотов К.В. Теория и практика обогащения золотосодержащего сырья в центробежных концентраторах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Иркутск. ИГУ. 2000 г. стр.21).The goal at the third stage is a further significant increase in the content of the amount of precious metals in the centrifugal concentration concentrate: by increasing the speed of the jets in the inter-groove space and freeing the holes from large particles of minerals, several times exceeding the maximum permissible sizes of feed particles (falling into the material, possibly from due to non-observance of technological parameters), recovery of liquefaction and reduction of compaction of concentrate particles in the inter-groove space of the separator bowl. (Fedotov KV Theory and practice of enrichment of gold-containing raw materials in centrifugal concentrators. Abstract of dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. Irkutsk. ISU. 2000, p. 21).
Известно, что при центробежном обогащении тонкодисперсного сырья возрастает действие антисегрегационных сил, что изменяет разрыхленность частиц в межрифельном пространстве, и они прессуются. С уменьшением размера разделяемых частиц действие сил трения увеличивается. При крупности частиц в десятки микрометров силы трения больше сил сепарации, что приводит к снижению показателей обогащения (Митин Л.А. О некоторых парадоксах в гидрогравитационном процессе обогащения полезных ископаемых. Колыма. 2003 г. №1. С.29).It is known that during centrifugal enrichment of finely dispersed raw materials, the effect of antisegregation forces increases, which changes the looseness of particles in the inter-groove space, and they are pressed. With a decrease in the size of the particles to be separated, the effect of friction forces increases. When the particle size is tens of micrometers, the friction forces are greater than the separation forces, which leads to a decrease in enrichment indicators (L. Mitin, On some paradoxes in the hydrogravity process of mineral processing. Kolyma. 2003, No. 1. P. 29).
В нашем случае обогащается сырье с содержанием класса крупности менее 0,074 мм в 47%, что тоже является причиной блокировки отверстий для подачи воды в межрифельное пространство. Увеличение количества воды (скорости струй) приведет к снижению количества уплотненных зон, образованных за счет сил трения частиц в межрифельном пространстве, и благоприятно повлияет на технологические показатели.In our case, raw materials are enriched with a fineness class content of less than 0.074 mm in 47%, which also causes blocking of the holes for supplying water to the inter-groove space. An increase in the amount of water (speed of the jets) will lead to a decrease in the number of compacted zones formed due to the friction forces of particles in the inter-groove space, and will favorably affect the technological parameters.
При центробежном обогащении в точке входа струи в межрифельное пространство на частицу действуют противоположно направленные силы: центробежная (Fц) и сила давления струи воды (Fст). Если центробежная сила, действующая на частицу, размер которой соизмерим с размером отверстий для подачи воды для ожижения в межрифельном пространстве, превышает силу давления струи воды в точке входа в межрифельное пространство, то происходит закупорка отверстий, прекращается ожижение, возрастают силы трения и происходит уплотнение частиц в межрифельном пространстве. Центробежная сила, действующая на частицу, рассчитывается по формуле:In centrifugal enrichment at the point of entry of the jet into the inter-groove space, oppositely directed forces act on the particle: centrifugal (Fс) and the pressure force of the water jet (Fst). If the centrifugal force acting on the particle, the size of which is commensurate with the size of the holes for supplying water for liquefaction in the inter-groove space, exceeds the pressure force of the water jet at the point of entry into the inter-groove space, then the holes become clogged, the liquefaction stops, the friction forces increase and the particles are compressed in the inter-groove space. The centrifugal force acting on the particle is calculated by the formula:
где: Fц - центробежная сила, (H); - угловая скорость вращения чаши, рад/сек; Vт - объем частицы, м3; (для упрощения расчета форма частицы принята шарообразной); r - радиус вращения частицы, м (в расчете - средний радиус чаши сепаратора); ρт - плотность частиц, кг/м3 (кварц, пирротин, тетраферроплатина); ρж - плотность жидкости, кг/м3 (вода).where: Фц - centrifugal force, (H); - angular velocity of rotation of the bowl, rad / sec; Vt is the particle volume, m 3 ; (to simplify the calculation, the particle shape is adopted spherical); r is the radius of rotation of the particle, m (in the calculation - the average radius of the separator bowl); ρ t - particle density, kg / m 3 (quartz, pyrrhotite, tetraferroplatinum); ρ W - the density of the liquid, kg / m 3 (water).
В расчете скорость вращения частицы равна скорости вращения чаши сепаратора ( , где: - количество оборотов чаши сепаратора, 316 об/мин; π - 3,14), так как пристенные слои жидкости вместе с частицами вращаются с той же угловой скоростью, что и стенка межрифельного пространства чаши, у внутренней поверхности чаши окружное смещение жидкости составляет всего несколько процентов величиной, которой можно пренебречь. (Лопатин А.Г. Центробежное обогащение руд и песков. М., Недра, 1987 г. С.179).In the calculation, the particle rotation speed is equal to the rotation speed of the separator bowl ( where: - the number of revolutions of the separator bowl, 316 rpm; π - 3.14), since the wall layers of the liquid together with the particles rotate at the same angular velocity as the wall of the inter-rip space of the bowl, at the inner surface of the bowl the circumferential fluid displacement is only a few percent, which can be neglected. (Lopatin A.G. Centrifugal beneficiation of ores and sand. M., Nedra, 1987, p. 179).
где: Fст - сила струи на частицу, H; ρж - плотность жидкости, кг/м3 (вода); S - площадь поперечного сечения струи, м2; V - скорость струи, м/сек. (Чугаев P.P. Гидравлика. Энергоиздат,1982, с.123).where: Fst is the force of the jet per particle, H; ρ W - the density of the liquid, kg / m 3 (water); S is the cross-sectional area of the jet, m 2 ; V is the jet velocity, m / s. (Chugaev PP Hydraulics. Energy Publishing, 1982, p. 123).
Чаша сепаратора имеет шесть накопительных каналов (межрифельное пространство) для концентрата, в которые входят 1780 отверстий диаметром 1,8 мм для подачи воды для ожижения.The separator bowl has six storage channels (inter-groove space) for the concentrate, which includes 1780 openings with a diameter of 1.8 mm for supplying water for liquefaction.
Коэффициент кинематической вязкости воды имеет малую величину, в расчете он не участвует (Федотов К.В., Романченко А.А., Сенченко А.Е. Расчет скоростей гидродинамических потоков в центробежном концентраторе. // Горный журнал. 1998 г., №5, с.23).The kinematic viscosity coefficient of water is small, it is not involved in the calculation (Fedotov K.V., Romanchenko A.A., Senchenko A.E. Calculation of the velocities of hydrodynamic flows in a centrifugal concentrator. // Mining Journal. 1998, No. 5 , p.23).
В таблице 2 приведены данные расчетов сравнительных значений центробежной силы, силы струи воды для ожижения в точке входа струи в межрифельное пространство центробежного сепаратора для частиц кварца, пирротина и тетраферроплатины.Table 2 shows the calculation data of the comparative values of the centrifugal force, the force of the jet of water for liquefaction at the point of entry of the jet into the inter-groove space of the centrifugal separator for particles of quartz, pyrrhotite and tetraferroplatinum.
Хвостохранилище образовано от переработки руд месторождения Норильск-1. Концентрация оруденения находится в пикритовых и такситовых габбро-долеритах (вмещающие породы) (Генкин А.Д., Дистлер В.В., Гладышев Г.Д. и др. Сульфидные медно-никелевые руды Норильских месторождений. М., Наука, 1981 г. Стр.39). Трудно измельчаемые минералы, входящие в их состав, имеют твердость 6,5-7 и после измельчения находятся в крупных классах, в их состав входит и кварц, легкий и твердый, также трудно измельчаемый. В Норильских рудах минералы группы пирротина самые распространенные, платина представлена железистыми формами, из которых тетраферроплатина, ферроплатина, также самые распространенные (Генкин А.Д., Дистлер В.В. Гладышев Г.Д. и др. Сульфидные медно-никелевые руды Норильских месторождений. М. Наука. 1981 г., стр.63, 113).The tailing dump was formed from ore processing at the Norilsk-1 deposit. The concentration of mineralization is in picritic and taxitic gabbro-dolerites (containing rocks) (Genkin AD, Distler VV, Gladyshev GD and others. Sulfide copper-nickel ores of the Norilsk deposits. M., Nauka, 1981 . Page 39). The hard-to-grind minerals that make up their composition have a hardness of 6.5-7 and after grinding are in large classes, they also include quartz, light and hard, also hard to grind. In the Norilsk ores, the minerals of the pyrrhotite group are the most abundant, platinum is represented by ferruginous forms, of which tetraferroplatinum, ferroplatinum, and the most abundant (Genkin AD, Distler VV Gladyshev GD, etc. Sulfide copper-nickel ores of the Norilsk deposits M. Science. 1981, p. 63, 113).
В таблице 2 показано, что центробежная сила, действующая на частицы кварца или вмещающих пород габбро-долеритов крупностью до 1,8 мм, превышает силу струи в точке ее входа в межрифельное пространство при скорости струй 1,39; 1,52; 1,67 м/сек. При скорости струи 1,81 м/сек уже сила струи превышает центробежную силу и может воспрепятствовать проникновению частиц в отверстия или освободить уже забитые.Table 2 shows that the centrifugal force acting on particles of quartz or the host rocks of gabbro-dolerite with a grain size of up to 1.8 mm exceeds the force of the jet at the point of its entry into the inter-groove space at a jet velocity of 1.39; 1.52; 1.67 m / s At a jet velocity of 1.81 m / s, the jet force already exceeds the centrifugal force and may prevent the penetration of particles into the holes or release already clogged ones.
Минералы группы пирротина (или другие сульфиды халькопирит, пентландит, кубанит) по расчетам также могут блокировать входные отверстия для подачи ожижающей воды. Сульфиды хрупкие (Дорошенко М.В., Башлыкова Т.В. Технологические свойства минералов. М. Теплоэнергетик. 2007 г. Стр.24, 75, 78, 115) по сравнению с вмещающими породами и попадание их недоизмельченными крупностью более 1,5 мм маловероятно.Minerals of the pyrrhotite group (or other sulfides of chalcopyrite, pentlandite, cubanite) can also block inlet openings for supplying fluidizing water. Sulfides are brittle (Doroshenko MV, Bashlykova TV Technological properties of minerals. M. Heat engineering. 2007, pp. 24, 75, 78, 115) compared with the host rocks and their penetration by unmilled particles with a particle size of more than 1.5 mm unlikely.
Минералы платины (железистые формы) обладают ковкостью и могут после измельчения выйти расклепанными в виде пластин, чешуек. Крупность их в месторождении до 0,2 мм (Генкин А.Д., Дистлер В.В. Гладышев Г.Д. и др. Сульфидные медно-никелевые руды Норильских месторождений. М. Наука. 1981 г, стр.113), поэтому очень низкая вероятность блокировки этими частицами отверстий для подачи ожижающей воды.Minerals of platinum (glandular forms) are malleable and can, after grinding, come out riveted in the form of plates, flakes. Their size in the deposit is up to 0.2 mm (Genkin A.D., Distler V.V. Gladyshev G.D. et al. Sulphide copper-nickel ores of the Norilsk deposits. M. Nauka. 1981, p. 113), therefore very low probability of these particles blocking fluidizing water inlets.
Сведений об использовании способа трехстадиальной технологической оптимизации параметров центробежного обогащения для тонкодисперсного сырья, содержащего благородные металлы, включающего последовательность операций в промышленных условиях: на первой стадии определяют время накопления концентрата, на второй подбирают скорость струй воды (расход воды) через отверстия в межрифельное пространство чаши сепаратора, на третьей стадии ступенчато увеличивают скорость струй (расход воды), начиная с оптимального расхода воды, определенного на второй стадии, и в оптимальный промежуток времени накопления концентрата, определенный на первой стадии, в патентной и научно-технической литературе не выявлено. Не выявлено также сведений об известности отличительных признаков заявляемого способа в применении ступенчатого режима расхода воды (скорости струй) в сторону увеличения, начиная с оптимального и в оптимальный промежуток времени накопления концентрата, при эксплуатации в промышленных и исследованиях в лабораторных условиях. Следовательно, заявляемый способ соответствует критерию «Изобретательский уровень». Эффективность предлагаемого способа является результатом суммарного действия трехстадиальной технологической оптимизации параметров центробежного обогащения.Information on the use of the method of three-stage technological optimization of centrifugal enrichment parameters for finely divided raw materials containing noble metals, including a sequence of operations under industrial conditions: at the first stage, the accumulation time of the concentrate is determined, at the second stage, the speed of the water jets (water flow) is selected through the openings in the inter-groove space of the separator bowl , at the third stage, the speed of the jets (water flow) is stepwise increased, starting with the optimal water flow defined at the second stage, and in the optimal period of time the accumulation of the concentrate, defined at the first stage, is not revealed in the patent and scientific literature. There is also no information about the fame of the distinguishing features of the proposed method in the application of a stepped mode of water flow (jet velocity) upward, starting from the optimal and in the optimal period of time the accumulation of concentrate, when used in industrial and laboratory research. Therefore, the claimed method meets the criterion of "Inventive step". The effectiveness of the proposed method is the result of the combined action of a three-stage technological optimization of the parameters of centrifugal enrichment.
Способ осуществляют следующим образом. Фабрика по переработке хвостов законсервированного хвостохранилища (Чебурашкин С.Г., Геоня Н.И. Анализ внедрения многоцелевого производственного инвестиционного проекта для обогащения платинометального месторождения. // Золото и технологии. 2010 г. №2, с.39) работает по следующей схеме. Пульпу хвостов из карьерного поля классифицируют по классу 1,8 мм на виброгрохотах. Подрешетный продукт направляют на обесшламливание в две батареи гидроциклонов по 16 шт. в каждой батарее. Диаметр гидроциклонов 250 мм. Пески гидроциклонов опробуют пересечным пробоотборником (ПРО-6М), частная проба отсекается делителем (ГДП-4П) и обезвоживается (ОП-3М). Контроль плотности песков гидроциклонов осуществляют радиоизотопным плотномером (Berthold LB-444-01), объем песков контролируют электромагнитным расходомером (ABB FSM4000/SE41F) и перекачивают в напорный пульподелитель и далее в 4 центробежных сепаратора (KC-XD48), работающих по заданной временной программе, исключающей моменты их одновременной разгрузки концентрата. Концентрат также опробуют пересечным пробоотборником, контроль плотности радиоизотопным плотномером, измерение объема пульпы электромагнитным расходомером. Хвосты центробежных сепараторов обрабатывают собирателем (бутиловым ксантогенатом), вспенивателем (сосновым маслом) и проводят основную флотацию с последующими двумя перечистками. Концентрат центробежного обогащения и концентрат второй перечистки объединяют и насосами направляют в систему гидротранспорта концентратов, полученных из рудного сырья. Хвосты основной флотации совместно со сливами гидроциклонов и плюсовым продуктом грохотов направляют в действующее хвостохранилище.The method is as follows. The tailings tailing factory for the mothballed tailings (SG Cheburashkin, NI Geonya. Analysis of the implementation of a multi-purpose industrial investment project for the enrichment of the platinum deposit. // Gold and Technology. 2010 No. 2, p. 39) works according to the following scheme. The pulp of tails from the quarry field is classified according to the class of 1.8 mm on vibrating screens. The under-sieve product is sent for de-slamming into two hydrocyclone batteries of 16 pcs. in each battery. The diameter of hydrocyclones is 250 mm. Sands of hydrocyclones will be tested with a cross sampler (PRO-6M), a private sample is cut off by a divider (GDP-4P) and dehydrated (OP-3M). Density of hydrocyclone sands is controlled by a radioisotope densitometer (Berthold LB-444-01), the volume of sands is controlled by an electromagnetic flow meter (ABB FSM4000 / SE41F) and pumped to a pressure pulp splitter and then to 4 centrifugal separators (KC-XD48) operating according to a given time program, excluding moments of their simultaneous unloading of the concentrate. The concentrate will also be tested with a cross sampler, density control with a radioisotope densitometer, pulp volume measurement with an electromagnetic flow meter. The tails of centrifugal separators are treated with a collector (butyl xanthate), a blowing agent (pine oil) and the main flotation is carried out with the following two cleanings. The centrifugal concentration concentrate and the second purification concentrate are combined and pumped to the hydrotransport system of concentrates obtained from ore raw materials. The tailings of the main flotation together with the drains of the hydrocyclones and the plus product of the screens are sent to the existing tailing dump.
На первой стадии, в промышленных условиях, определяется оптимальное время накопления концентрата при 10, 16, 20, 24, 30, 44, 60, 120 минутах. В период заданного времени накопления работают все четыре сепаратора, за исключением времени накопления при 10 и 16 минутах, где в это время работает два сепаратора во избежание одновременной разгрузки. При определении оптимального времени накопления расход ожижающей воды (скорость струй) одинаков для всех временных режимов и равен 22,71 м3/час (1,39 м/сек). Рассмотрим порядок действий при времени накопления 24 мин. В работе все четыре сепаратора KC-XD48. На интерфейсе панели управления каждого сепаратора устанавливается время накопления концентрата 24 мин. Запуск всех четырех производится с интервалом 5 мин для исключения одновременной разгрузки. Пробоотборник переводится в непрерывный режим работы. Фиксируются показания плотномеров, расходомеров, установленных на песках гидроциклонов, (питание сепараторов KC-XD48) и концентрата центробежного обогащения. При центробежном обогащении мелкодисперсного сырья параметром, определяющим извлечение благородных металлов, является содержание их в концентрате, масса концентрата изменяется незначительно. В период проведения опытов, для надежности получаемых показателей, необходимо, чтобы каждый сепаратор произвел три разгрузки. По окончании опыта вновь фиксируются показания плотномеров, расходомеров. Снимаются пробы исходного питания и концентрата с обезвоживателя, производится их сушка, взвешивание, сокращение, деление для ситового и химического анализа на цветные и благородные металлы. Аналогично производят действия при другом времени накопления концентрата. По результатам измерений содержаний благородных металлов строится график, по которому определяется оптимальное время накопления концентрата.At the first stage, in industrial conditions, the optimal time of accumulation of the concentrate is determined at 10, 16, 20, 24, 30, 44, 60, 120 minutes. During the specified accumulation time, all four separators operate, with the exception of the accumulation time at 10 and 16 minutes, where two separators operate at this time to avoid simultaneous unloading. In determining the optimal accumulation time, the flow rate of fluidizing water (jet velocity) is the same for all time modes and is 22.71 m 3 / h (1.39 m / s). Consider the procedure for an accumulation time of 24 minutes. All four KC-XD48 separators are in operation. On the interface of the control panel of each separator, the accumulation time of the concentrate is 24 minutes. All four are launched at 5-minute intervals to prevent simultaneous unloading. The sampler goes into continuous operation. The readings of densitometers, flow meters installed on the sands of hydrocyclones (feeding separators KC-XD48) and centrifugal concentration concentrate are recorded. In centrifugal enrichment of finely divided raw materials, the parameter determining the extraction of precious metals is their content in the concentrate, the mass of the concentrate varies slightly. During the experiments, for the reliability of the obtained indicators, it is necessary that each separator produce three unloadings. At the end of the experiment, the readings of densitometers, flow meters are again recorded. Samples of the initial food and concentrate are taken from the dehydrator, they are dried, weighed, reduced, divided for sieve and chemical analysis into non-ferrous and noble metals. Similarly, actions are performed at a different time of accumulation of the concentrate. Based on the results of measurements of the contents of noble metals, a graph is constructed according to which the optimal accumulation time of the concentrate is determined.
На второй стадии, также в промышленных условиях, определяется оптимальный расход воды (скорость струй) для ожижения в межрифельном пространстве при оптимальном времени накопления, определенном на первой стадии. Порядок действий при выполнении второй стадии оптимизации аналогичен первой. На всех режимах работают четыре сепаратора. На интерфейсе панели управления устанавливается требуемый расход ожижающей воды для всех четырех сепараторов. Расход воды (скорость струй) меняется по опытам, м3/час (м/сек): 22,71 (1,39); 24,98 (1,52); 27,25 (1,67); 29, 52 (1,81); 31,79 (1,94); 36,34 (2,07). По результатам измерений содержаний благородных металлов строится график, по которому определяется оптимальный расход воды (скорость струй).In the second stage, also under industrial conditions, the optimum water flow rate (jet velocity) is determined for liquefaction in the inter-groove space at the optimal accumulation time determined in the first stage. The procedure for performing the second stage of optimization is similar to the first. Four separators operate in all modes. At the control panel interface, the required fluidizing water flow is set for all four separators. Water consumption (speed of the jets) varies according to experiments, m 3 / h (m / s): 22.71 (1.39); 24.98 (1.52); 27.25 (1.67); 29, 52 (1.81); 31.79 (1.94); 36.34 (2.07). Based on the results of measurements of the contents of noble metals, a graph is constructed according to which the optimal water flow (jet velocity) is determined.
На третьей стадии, тоже в промышленных условиях, для получения надежных результатов, проводят четыре опыта.At the third stage, also under industrial conditions, four experiments are carried out to obtain reliable results.
Первый опыт стандартный, продолжительностью 240 часов, проводится в режиме оптимальных параметров, полученных на первой и второй стадиях оптимизации с постоянным расходом ожижающей воды, порядок действий аналогичен первой стадии оптимизации, только в работе постоянно все четыре сепаратора. Пробоотборники переводятся в режим балансового опробования с интервалом отсечки частной пробы 6 мин. Второй опыт, также 240 часов. Порядок действий аналогичен первому опыту. Время накопления концентрата 24 мин, ступенчатый расход ожижающей воды 24,98 м3/час (скорость струи 1,52 м/сек) в течение 10 мин, следующие 10 мин расход ожижающей воды 27,52 м3/час (скорость струи 1,67 м/сек) и 4 мин расход воды 29,52 м3/час (скорость струи 1,81 м/сек), при котором сила струи превышает центробежную. Третий опыт 240 часов. Порядок действий аналогичен второму опыту. Время накопления концентрата 20 мин, ступенчатый расход ожижающей воды 24,98 м3/час (скорость струи 1,52 м/сек) в течение 10 мин, следующие 6 мин расход ожижающей воды 27,52 м3/час (скорость струи 1,67 м/сек) и 4 мин расход воды 29,52 м3/час (скорость струи 1,81 м/сек). Четвертый опыт 240 часов. Порядок действий аналогичен второму опыту. Время накопления концентрата 18 мин, ступенчатый расход ожижающей воды 24,98 м3/час (скорость струи 1,52 м/сек) в течение 10 мин, следующие 6 мин расход ожижающей воды 27,52 м3/час (скорость струи 1,67 м/сек) и 2 мин расход воды 29,52 м3/час (скорость струи 1,81 м/сек).The first experiment is standard, lasting 240 hours, is carried out in the optimal parameters mode obtained at the first and second stages of optimization with a constant flow of fluidizing water, the procedure is similar to the first stage of optimization, only all four separators are in operation. Samplers are switched to balance sampling mode with a cutoff interval of a private sample of 6 minutes. The second experience, also 240 hours. The procedure is similar to the first experiment. The accumulation time of the concentrate is 24 minutes, the step-by-step flow rate of fluidizing water is 24.98 m 3 / h (jet velocity 1.52 m / s) for 10 minutes, the next 10 minutes the flow rate of fluidizing water is 27.52 m 3 / h (jet velocity 1, 67 m / s) and 4 min water consumption 29.52 m 3 / h (jet velocity 1.81 m / s), at which the jet force exceeds centrifugal. The third experience is 240 hours. The procedure is similar to the second experiment. The accumulation time of the concentrate is 20 minutes, the step-by-step flow rate of fluidizing water is 24.98 m 3 / h (jet velocity 1.52 m / s) for 10 minutes, the next 6 minutes the flow rate of fluidizing water is 27.52 m 3 / h (jet velocity 1, 67 m / s) and 4 min water consumption 29.52 m 3 / h (jet velocity 1.81 m / s). The fourth experience is 240 hours. The procedure is similar to the second experiment. The accumulation time of the concentrate is 18 minutes, the step-by-step flow rate of fluidizing water is 24.98 m 3 / h (jet velocity 1.52 m / s) for 10 minutes, the next 6 minutes the flow rate of fluidizing water is 27.52 m 3 / h (jet velocity 1, 67 m / s) and 2 min water consumption 29.52 m 3 / h (jet velocity 1.81 m / s).
Пример конкретного использования заявляемого способа в промышленных условиях приведен ниже в тексте, рисунках и таблицах.An example of a specific use of the proposed method in an industrial environment is given below in the text, figures and tables.
1. Первая стадия оптимизации. Предлагаемый способ. Определение оптимального времени накопления при постоянном расходе ожижающей воды (скорость струи). Расход ожижающей воды 22,71 м3/час (1,39 м/сек). Время опытов накопления концентрата 10, 16, 20, 24, 30, 44, 60, 120 мин. По результатам анализов построен график зависимости содержания суммы благородных металлов (платина, палладий, золото) в концентрате центробежного обогащения (Рис.1).1. The first stage of optimization. The proposed method. Determination of the optimal accumulation time at a constant flow rate of fluidizing water (jet velocity). The flow rate of fluidizing water is 22.71 m 3 / h (1.39 m / s). The time of experiments on the accumulation of
По графику видно, что оптимальное время накопления концентрата находится в пределах 20-24 мин с содержанием суммы благородных металлов на уровне 25,7-26,1 г/т.According to the graph, the optimal time of accumulation of the concentrate is in the range of 20-24 min with a total precious metals content of 25.7-26.1 g / t.
2. Вторая стадия оптимизации. Предлагаемый способ. Определение оптимального расхода ожижающей воды (скорость струй) в межрифельное пространство при оптимальном времени накопления, определенном на первой стадии. Расход воды (скорость струй) меняется по опытам, м3/час (м/сек): 22,71 (1,39); 24,98 (1,52); 27,25 (1,67); 29, 52 (1,81); 31,79 (1,94); 36,34 (2,07). По результатам измерений содержаний благородных металлов строится график зависимости содержания суммы благородных металлов (платина, палладий, золото) в концентрате центробежного обогащения, по которому определяется оптимальный расход (скорость струй) ожижающей воды (Рис.2). Из графика видно, что оптимальный расход воды находится в пределах 22,7-27,25 м3/час (1,39-1,67 м/сек). Концентрат имеет содержание суммы благородных металлов в пределах 26,34-26,85 г/т.2. The second stage of optimization. The proposed method. Determination of the optimal flow rate of fluidizing water (the speed of the jets) into the inter-groove space at the optimal accumulation time determined in the first stage. Water consumption (speed of the jets) varies according to experiments, m 3 / h (m / s): 22.71 (1.39); 24.98 (1.52); 27.25 (1.67); 29, 52 (1.81); 31.79 (1.94); 36.34 (2.07). Based on the results of measurements of the contents of noble metals, a graph is plotted for the content of the amount of noble metals (platinum, palladium, gold) in a centrifugal concentration concentrate, which determines the optimal flow rate (speed of jets) of fluidizing water (Fig. 2). The graph shows that the optimal water flow is in the range of 22.7-27.25 m 3 / h (1.39-1.67 m / s). The concentrate has a content of noble metals in the range of 26.34-26.85 g / t.
3. Третья стадия оптимизации. Предлагаемый способ. Проводится четыре опыта в промышленных условиях по 240 часов каждый, для повышения надежности результатов (таблица 3).3. The third stage of optimization. The proposed method. Four experiments are conducted under industrial conditions of 240 hours each, to increase the reliability of the results (table 3).
Первый опыт стандартный, при времени накопления концентрата 24 мин и с постоянным расходом воды 24,98 м3/час (скорость струи 1,52 м/сек), которые определены как оптимальные на первой и второй стадиях оптимизации. Данный опыт можно отнести и к прототипу. Минеральный состав песков гидроциклонов (исходное питание центробежного обогащения) для всех четырех опытов: пентландит - 0,3%; халькопирит - 0,2%; пирротин - 4%; магнетит - 5%; SiO2 - 40%; Al2O3 - 10%. Содержание класса крупности менее 74 мкм составляет 50%. Соотношение суммы сульфидов и магнетита к сумме оксидов кремния и алюминия равно 0,19; критерий Фруда (расчет по патенту №2144429, прототип) для промышленного сепаратора KC-XD48 равен 11,75. Отношение критерия Фруда к давлению ожижающей воды перед разгрузкой концентрата (в опытах конечное давление ожижающей воды перед разгрузкой концентрата 116,7-137,4 кПа) равно 0,0855 кПа при давлении 137,4 кПа.The first experiment is standard, with a concentrate accumulation time of 24 minutes and a constant flow rate of 24.98 m 3 / h (jet velocity 1.52 m / s), which are defined as optimal in the first and second stages of optimization. This experience can be attributed to the prototype. The mineral composition of hydrocyclone sands (initial feed of centrifugal enrichment) for all four experiments: pentlandite - 0.3%; chalcopyrite - 0.2%; pyrrhotite - 4%; magnetite - 5%; SiO 2 - 40%; Al 2 O 3 - 10%. The content of the particle size class less than 74 microns is 50%. The ratio of the sum of sulfides and magnetite to the sum of oxides of silicon and aluminum is 0.19; Froude criterion (calculation according to patent No. 2144429, prototype) for an industrial separator KC-XD48 is 11.75. The ratio of the Froude criterion to the pressure of the fluidizing water before unloading the concentrate (in the experiments the final pressure of the fluidizing water before unloading the concentrate is 116.7-137.4 kPa) is 0.0855 kPa at a pressure of 137.4 kPa.
Технологические показатели первого опыта приведены по цветным и платиновым металлам в таблице 3. Содержание суммы платины и палладия в концентрате 17,1 г/т, степень обогащения 14,5 (отношение содержания суммы платиновых металлов в питании сепаратора к их содержанию в концентрате), извлечение суммы 1,94%. Показатели низкие, несмотря на то, что параметры центробежного обогащения близки или находятся в пределах формулы изобретения патента прототипа для исходного питания центробежного обогащения с отношением суммы сульфидов и магнетита к сумме оксидов кремния и алюминия меньше 1:2.The technological indicators of the first experiment are given for non-ferrous and platinum metals in table 3. The content of the amount of platinum and palladium in the concentrate is 17.1 g / t, the degree of enrichment is 14.5 (the ratio of the total amount of platinum metals in the separator's feed to their content in the concentrate), extraction the amount of 1.94%. The indicators are low, despite the fact that the parameters of centrifugal enrichment are close or are within the scope of the claims of the patent of the prototype for the initial feed of centrifugal enrichment with the ratio of the sum of sulfides and magnetite to the sum of oxides of silicon and aluminum less than 1: 2.
Второй опыт. Время накопления концентрата 24 мин. Расход воды (скорость струй) для ожижения в межрифельном пространстве - ступенчатый. В течение 10 мин расход воды (скорость струй) 24,98 м3/мин (1,52 м/сек), следующие 10 мин 27,52 м3/мин (1,67 м/сек) и 4 мин расход 29,52 м3/мин (1,81 м/сек). Содержание суммы платины и палладия 62 г/т, степень обогащения 46,6, извлечение суммы 6,53%. Из литературных данных известно, что платина в данном техногенном месторождении представлена минеральными формами и 87% ее находится в классах крупности -0,14+0,05 мм, палладий также представлен минеральными формами и 74,8% его находится в этом же классе крупности. (Додин Д.А. Изоитко В.А. Суперкрупные техногенные месторождения платиновых металлов. // Обогащение руд. 2006 г. №6, с.20).Second experience. The accumulation time of the concentrate is 24 minutes Water consumption (speed of jets) for liquefaction in the inter-groove space is stepwise. For 10 minutes, the water flow rate (stream velocity) is 24.98 m 3 / min (1.52 m / s), the next 10 minutes 27.52 m 3 / min (1.67 m / s) and 4 min flow rate 29, 52 m 3 / min (1.81 m / s). The content of the amount of platinum and palladium is 62 g / t, the degree of enrichment is 46.6, the recovery is 6.53%. From literature data it is known that platinum in this technogenic deposit is represented by mineral forms and 87% of it is in coarseness classes -0.14 + 0.05 mm, palladium is also represented by mineral forms and 74.8% of it is in the same coarseness class. (Dodin D.A., Isoitoko V.A. Super-large technogenic deposits of platinum metals. // Mineral processing. 2006 No. 6, p.20).
Таким образом, можно констатировать, что во втором опыте со ступенчатым расходом воды должен произойти рост этого продуктивного по платиновым металлам класса крупности.Thus, it can be stated that in the second experiment with a step-by-step flow of water, an increase in this size class productive for platinum metals should occur.
Гранулометрический состав концентратов центробежного обогащения с постоянным и ступенчатым расходом воды (опыты 1 и 2) приведен в таблице 4, где показано, что во втором опыте произошел рост содержания продуктивного класса крупности по платиновым металлам на 5,55%, за счет применения ступенчатого расхода воды (скорости струй) и освобождения забитых отверстий от частиц минералов с размером, близким к диаметру отверстий, по которым подается ожижающая вода, снижения количества уплотненных зон, образованных за счет сил трения частиц в межрифельном пространстве, что благоприятно повлияло на технологические показатели. В предлагаемом способе трехстадиальной технологической оптимизации получены реальные оптимальные режимы работы центробежных сепараторов в промышленных условиях, готовые к применению, в короткий промежуток времени, без предварительных лабораторных исследований с нереальными показателями.The granulometric composition of centrifugal concentration concentrates with constant and stepwise water consumption (experiments 1 and 2) is shown in table 4, where it is shown that in the second experiment there was an increase in the content of the productive size class for platinum metals by 5.55%, due to the use of stepwise water consumption (jet velocity) and the release of clogged holes from mineral particles with a size close to the diameter of the holes through which fluidizing water is supplied, reducing the number of sealed zones formed due to the friction forces of the particles in the interfacial th space, which favorably influenced technological indicators. In the proposed method of three-stage technological optimization, real optimal operating conditions of centrifugal separators in industrial conditions are obtained, ready for use, in a short period of time, without preliminary laboratory studies with unrealistic indicators.
Третий опыт. Время накопления концентрата 20 мин. Расход воды (скорость струй) для ожижения в межрифельном пространстве - ступенчатый. В течение 10 мин расход воды (скорость струй) 24,98 м3/мин (1,52 м/сек), следующие 6 мин 27,52 м3/мин (1,67 м/сек) и 4 мин расход 29,52 м3/мин (1,81 м/сек). Содержание суммы платины и палладия 49,2 г/т, степень обогащения 42,4, извлечение суммы 6,4%. Содержание суммы платины и палладия в концентрате несколько меньше, по сравнению с опытом два, за счет снижения времени накопления концентрата, но извлечение осталось на прежнем уровне.The third experience. The accumulation time of the concentrate is 20 minutes Water consumption (speed of jets) for liquefaction in the inter-groove space is stepwise. Within 10 minutes, the water flow rate (stream velocity) 24.98 m 3 / min (1.52 m / s), the next 6 minutes 27.52 m 3 / min (1.67 m / s) and 4 min flow rate 29, 52 m 3 / min (1.81 m / s). The content of platinum and palladium is 49.2 g / t, the concentration is 42.4, and the recovery is 6.4%. The content of the amount of platinum and palladium in the concentrate is slightly lower than in the two experiments, due to a decrease in the accumulation time of the concentrate, but the recovery remained at the same level.
Четвертый опыт. Время накопления концентрата 18 мин. Расход воды (скорость струй) для ожижения в межрифельном пространстве - ступенчатый. В течение 10 мин расход воды (скорость струй) 24,98 м3/мин (1,52 м/сек), следующие 6 мин 27,52 м3/мин (1,67 м/сек) и 2 мин расход 29,52 м3/мин (1,81 м/сек). Содержание суммы платины и палладия 31 г/т, степень обогащения 29,2, извлечение суммы 4,09%. Содержание суммы платины и палладия в концентрате меньше в сравнении со вторым и третьим опытами, за счет снижения общего времени накопления концентрата, снижения времени работы при скорости струи 1,81 м/сек, когда происходит освобождение забитых отверстий для ожижения межрифельного пространства сепаратора и увеличения количества уплотненных зон, образованных за счет сил трения частиц в межрифельном пространстве.Fourth experience. The accumulation time of the concentrate is 18 minutes Water consumption (speed of jets) for liquefaction in the inter-groove space is stepwise. Within 10 minutes, the water flow rate (jet velocity) is 24.98 m 3 / min (1.52 m / s), the next 6 minutes 27.52 m 3 / min (1.67 m / s) and 2 min flow rate 29, 52 m 3 / min (1.81 m / s). The content of the amount of platinum and palladium is 31 g / t, the degree of enrichment is 29.2, the recovery is 4.09%. The content of the sum of platinum and palladium in the concentrate is less in comparison with the second and third experiments, due to a decrease in the total accumulation time of the concentrate, a decrease in operating time at a jet speed of 1.81 m / s, when clogged holes are released to liquefy the separator interframe space and increase the quantity compacted zones formed due to the forces of friction of particles in the inter-groove space.
Fц - центробежная сила, действующая на частицу;
Fc - сила струи сжижающей воды, действующая на частицу шарообразной формы;
Fц - centrifugal force acting on the particle;
Fc — force of a stream of fluidizing water acting on a spherical particle;
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012124458/03A RU2530945C2 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Method of three-stage technological parameters optimisation of centrifugal enrichment for recovery of precious metals in mineral form from ores, tailings from processing of embedded copper-nickel ores of norilsk deposits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012124458/03A RU2530945C2 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Method of three-stage technological parameters optimisation of centrifugal enrichment for recovery of precious metals in mineral form from ores, tailings from processing of embedded copper-nickel ores of norilsk deposits |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012124458A RU2012124458A (en) | 2013-12-20 |
| RU2530945C2 true RU2530945C2 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=49784552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012124458/03A RU2530945C2 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Method of three-stage technological parameters optimisation of centrifugal enrichment for recovery of precious metals in mineral form from ores, tailings from processing of embedded copper-nickel ores of norilsk deposits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2530945C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1639742A1 (en) * | 1989-04-05 | 1991-04-07 | Тульский филиал Центрального научно-исследовательского геологоразведочного института | Rotary centrifugal separator |
| RU2144429C1 (en) * | 1998-07-14 | 2000-01-20 | АО "Норильский горно-металлургический комбинат" | Method of dressing sulfide copper-and-nickel ores containing inherent minerals of platinum metals and magnetite |
| RU2260473C2 (en) * | 2003-11-17 | 2005-09-20 | Ярославцев Виктор Федорович | Device for minerals dressing |
| RU2321460C1 (en) * | 2006-07-19 | 2008-04-10 | Валерий Степанович Пугачев | Centrifugal vibratory concentrator |
| RU2376069C2 (en) * | 2008-02-11 | 2009-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Нординвэс" | Dressing module |
-
2012
- 2012-06-13 RU RU2012124458/03A patent/RU2530945C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1639742A1 (en) * | 1989-04-05 | 1991-04-07 | Тульский филиал Центрального научно-исследовательского геологоразведочного института | Rotary centrifugal separator |
| RU2144429C1 (en) * | 1998-07-14 | 2000-01-20 | АО "Норильский горно-металлургический комбинат" | Method of dressing sulfide copper-and-nickel ores containing inherent minerals of platinum metals and magnetite |
| RU2260473C2 (en) * | 2003-11-17 | 2005-09-20 | Ярославцев Виктор Федорович | Device for minerals dressing |
| RU2321460C1 (en) * | 2006-07-19 | 2008-04-10 | Валерий Степанович Пугачев | Centrifugal vibratory concentrator |
| RU2376069C2 (en) * | 2008-02-11 | 2009-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Нординвэс" | Dressing module |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФЕДОРОВ К.В. и др., "Оптимизация работы центробежных концентраторов", [найдено 10.01.2014]. Найдено из Интернет: <http://knowledge.allbest.ru/physics/c-3c0a65625a3ad68b5c53a89421316c26.html> , добавлено 21.03.2012 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012124458A (en) | 2013-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kohmuench et al. | Improving coarse particle flotation using the HydroFloat™(raising the trunk of the elephant curve) | |
| Rocha et al. | Iron ore slimes flotation | |
| RU2144429C1 (en) | Method of dressing sulfide copper-and-nickel ores containing inherent minerals of platinum metals and magnetite | |
| Padhi et al. | Iron ore slimes beneficiation using optimised hydrocyclone operation | |
| Zhang et al. | Effect of different mills on the fine grinding characteristics and leaching behaviour of gold ore | |
| Kumar et al. | Characterisation and pre-concentration of chromite values from plant tailings using floatex density separator | |
| RU2370316C1 (en) | Method for arranging pulp for flotation of magnetic fraction from concentrates of sulphide copper-nickel ores containing ferromagnetic minerals of iron and precious metals | |
| Qin et al. | Application of pre-magnetic separation to address grinding classification density effects and enhance iron-copper separation in deep polymetallic magnetite ores | |
| Rahman et al. | Study of froth behaviour in a controlled plant environment–Part 1: Effect of air flow rate and froth depth | |
| Koppalkar | Effect of operating variables in Knelson concentrators: a pilot-scale study | |
| WO2006024886A1 (en) | Method for processing a value bearing feed material | |
| Gurnett et al. | The IsaMill™-25 years of Stirred Milling | |
| RU2530945C2 (en) | Method of three-stage technological parameters optimisation of centrifugal enrichment for recovery of precious metals in mineral form from ores, tailings from processing of embedded copper-nickel ores of norilsk deposits | |
| Klein et al. | A hybrid flotation–gravity circuit for improved metal recovery | |
| Amin Saravari et al. | Desulfurization of iron ore concentrate using a combination of magnetic separation and reverse flotation | |
| Burdakova et al. | Radiometric separation in grinding circuit of copper–nickel ore processing | |
| Mankosa et al. | Split-feed circuit design for primary sulfide recovery | |
| Wikedzi | Optimization and performance of grinding circuits: The case of Buzwagi Gold Mine (BGM) | |
| ZHANG et al. | Loose-stratification model in separation process for vanadium pre-concentration from stone coal | |
| Imhof, R.*, Fletcher, M.*, Vathavooran, A.* & Singh | Application of IMHOFLOT G-Cell centrifugal flotation technology | |
| Cabri | New developments in process mineralogy of platinum-bearing ores | |
| Zheng et al. | A potential application of collectorless flotation in a copper/gold operation | |
| Farag et al. | Upgrading of Egyptian nonsulfide zinc ore by gravity separation techniques | |
| Danha | Identifying opportunities for increasing the milling efficiency of a Bushveld Igneous Complex (BIC) Upper Group (UG) 2 ore | |
| Akande et al. | Effects of varied process parameters on froth flotation efficiency: a case study of Itakpe iron ore |