Использование ультразвука для интенсификации процессов флотации

Материалы V Конгресса обогатителей стран СНГ, III том, с. 225, 23—25 марта 2005 г.

Лебедев Н. М., Воронин О. В. (ООО «Александра-Плюс»), Ложников С. С., Пантелеев С. В., Байгунакова Р. К. (Зыряновский ГОК АО «Казцинк»), Манцевич М. И., Херсонский М. И. (ФГУП «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ»)

Изыскание резервов повышения показателей обогащения является актуальной задачей, обеспечивающей повышение производства цветных металлов без увеличения добычи рудного сырья. В качестве одного из методов интенсификации флотации может рассматриваться использование ультразвуковых колебаний. Ультразвук, влияя на процессы массообмена, способствует очистке поверхности минералов от гидрофильных покрытий, обеспечивает диспергацию реагентов, а в комбинированных технологиях ускоряет растворение обрабатываемых частиц, за счет вскрытия капиллярных каналов. Механизм массоообмена в ультразвуковом поле достаточно сложен и в частности определяется кавитационными и акустическими воздействиями, способствующими флотации минералов.

Для разделения коллективных продуктов, получаемых при обогащении комплексных руд, достаточно часто применяют подогрев пульпы или пропарку. Технологические операции, происходящие при термообработке, требуют существенных энергетических затрат и специального, экологически безопасного, аппаратурного оформления. Вместо подогрева пульпы коллективного медно-свинцового концентрата был использован ультразвук. Ультразвуковая ванна, в которой производили обработку пульпы, оснащена пьезометрическим ультразвуковым излучателем с резонансной частотой 22 кГц и возможностью регулировки интенсивности ультразвука. Были определены режимы ультразвуковой обработки пульпы, обеспечивающие технологические показатели селекции близкие к режиму с подогревом. С предварительно введенными реагентами продолжительность ультразвуковой обработки составила 5 мин (табл. 1).

Полученные результаты показывают возможность замены нагрева пульпы на ультразвуковую обработку. При одинаковых технологических показателях селективной флотации эксплуатационные затраты сокращаются на 50%.

Таблица 1. Результаты селекции медно-свинцового концентрата с подогревом пульпы до 40 °C и без подогрева с использованием ультразвуковой обработки
Концентрат Выход, % Содержание, % Извлечение, %
Pb Cu Pb Cu
Режим с подогревом до 40 °C
Медный 66,2 2,12 31,47 6,4 97,9
Свинцовый 33,8 60,77 1,31 93,6 2,1
Исходный 100 21,93 21,28 100 100
Режим с ультразвуковой обработкой, 5 мин
Медный 63,6 1,81 33,27 5,1 97,5
Свинцовый 36,4 58,73 1,50 94,9 2,5
Исходный 100 22,54 21,70 100 100

Гранулометрический состав концентрата, определенный до и после ультразвуковой обработки, свидетельствует о протекании под воздействием ультразвука дезинтеграционных процессов, способствующих селективной флотации без тепловой обработки (табл. 2).

Таблица 2. Ситовые характеристики исходного коллективного концентрата до и после ультразвуковой обработки (УЗО)
Классы крупности, мм Выход, %
Исходный После УЗО, 1 мин После УЗО, 5 мин
+0,2 0,1 0,02 0
-0,2 +0,074 17,0 14,0 10,82
-0,074 82,9 85,98 89,18
Итого 100,0 100,0 100,0

Ультразвуковая обработка была применена при флотации халькопирита из руд, содержащих около 1% меди. При одинаковом извлечении, содержание меди в концентрате основной флотации после ультразвуковой обработки составило 6,3% против 5,6% при обычном режиме.

Кроме использования ультразвука для технологических целей несомненный интерес представляет его применение при приготовлении реагентов.

Выполненные исследования подтверждают целесообразность развития работ по использованию ультразвука для процессов обогащения рудного сырья. Ранее проведение таких исследований сдерживалось отсутствием надежно работающих систем ультразвуковой обработки. Сейчас такие системы разработаны и выпускаются ООО «Александра-Плюс» (г. Вологда) (8172) 72-40-88, 72-90-19.

Испытания могут быть организованы на любом заинтересованном в них объекте и материале.