ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 622
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-2-18-27
Аннотация
Обеспечение эффективности и стабильности переработки полиметаллических руд является актуальной задачей, которая усложняется сложностью вещественного состава руд, снижением содержаний металлов и тонкой вкрапленностью минералов. Целью исследования являлось определение относительной значимости изменения плотности пульпы, расхода воздуха и скорости вращения импеллера при совокупном воздействии в контексте их влияния на снижение механического выноса тонких частиц нерудных минералов, а также установление границ регулирования их значений в цинковом цикле флотации полиметаллических руд. Снижение содержания минералов вмещающих пород в кондиционном цинковом концентрате необходимо для уменьшения стоимости его металлургической переработки. В работе оценён вклад механического выноса кремнийсодержащих минералов в снижение качества пенного продукта цинкового цикла флотации полиметаллической руды. Проведёнными исследованиями определён рабочий диапазон оптимальных режимных параметров технологического процесса, обеспечивающий эффективность флотации сфалерита при минимизации извлечения диоксида кремния в концентрат. Экспериментально выявлено негативное влияние чрезмерного снижения каждого из регулируемых параметров. Математической обработкой результатов полного факторного эксперимента получено уравнение регрессии, адекватно описывающее взаимосвязь между управляемыми параметрами технологического процесса и коэффициентом механического выноса нерудных минералов, что позволяет более точно прогнозировать результаты при изменении условий флотации. Установлено, что наиболее значимым фактором является расход воздуха. Обоснованные решения по оптимизации режимных параметров действующего производства при практической адаптации результатов на первоначальном этапе позволили снизить массовую долю диоксида кремния в цинковом концентрате на 15,66% относительно исходного уровня.
Ключевые слова
коэффициент механического выноса, цинковая флотация, оптимальные режимные параметры, диоксид кремния, расход воздуха, плотность пульпы, скорость вращения импеллера
Для цитирования
Снижение механического выноса кремнийсодержащих минералов вмещающих пород в концентрат путем оптимизации режимных параметров технологического процесса / Арабаджи Я.Н., Орехова Н.Н., Тюленев А.Ю., Баранова Л.П. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №2. С. 18-27. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-2-18-27
1. Чантурия В.А. Инновационные процессы в технологиях переработки труднообогатимого минерального сырья // Геология рудных месторождений. 2008. Т.50. №6. С. 558-568.
2. Обоснование интегративного критерия для прогноза возможности селективной дезинтеграции техногенного сложноструктурного сырья / Горлова О.Е., Орехова Н.Н., Колодежная Е.В., Колкова М.С., Глаголева И.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. № 3. С. 15-26
3. Игнаткина В.А., Бочаров В.А., Тубденова Б.Т. К поиску режимов селективной флотации сульфидных руд на основе сочетания собирателей различных классов соединений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2010. Т. 46. №1. С. 97-103.
4. Применение отечественных полимерных анионоактивных депрессоров при флотации забалансовой оталькованной медно-никелевой руды / Лавриненко А.А., Кузнецова И.Н., Лусинян О.Г., Гольберг Г.Ю. // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2023.Т.29. №5. С. 5-14.
5. Аспектный анализ механизмов загрязнения сульфидных концентратов шламами из вмещающих пород и обзор методов его снижения / Арабаджи Я.Н., Орехова Н.Н., Абдрахманов К.И., Абдрахманов Э.И. // Вестник Забайкальского государственного университета. 2024. Т.30. №4. С. 55-70.
6. Wang C., Sun C., Liu Q. Entrainment of Gangue Minerals in Froth Flotation: Mechanisms, Models, Controlling Factors, and Abatement Techniques—a Review // Mining, Metallurgy & Exploration. 2021, vol. 38, pp. 673–692.
7. Механический вынос и истинная флотация природной полиметаллической руды / Абиди А., Эламари К., Бакауи А., Якуби А. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. №6. C. 181-189.
8. Hans-Jürgen Butt, Karlheinz Graf, Michael Kappl. Physics and Chemistry of Interfaces. 2013, pp. 355.
9. Bhondayi C., Moys M.N. Effects of gas distribution profile on flotation cell performance: An experimental investigation // International journal of mineral processing. 2015, no. 135, pp. 20-31.
10. The effect of high intensity conditioning on the flotation of a nickel ore, Part 1: size by size analysis / Chen G., Gran S., Sobieraj S., Ralston J. // Minerals Engineering. 1999, pp. 1185-1200.
11. Understanding the entrainment behavior of gangue minerals in flake graphite flotation / Qiu Ya., Mao Z., Sun K., Zhang L., Qian Yu., Lei T., Liang W., An Ya. // Minerals. 2022, pp. 1-15.
12. Xu Q.D., Hu W., Zhang M. High-turbulence fine particle flotation cell optimization and verification // Scientific Reports. 2024, pp. 1-32.
13. Стратегия развития металлургической промышленности Российской Федерации на период до 2030 года // https://sudact.ru/law/rasporiazhenie-pravitelstva-rf-ot-28122022-n-4260-r/?ysclid=mbpepvf4xc607086226 (дата обращения 22.05.2025).
14. Tan P. Challenges to treat complex zinc concentrate and latest technical development // Journal of physics: Conference series. The 10th International Conference on Lead and Zinc Processing (Lead-Zinc 2023). 2024, pp. 1-14.
15. Терентьев В.М. Исследование и разработка технологии обжига в печах кипящего слоя тонкодисперсных сульфидных цинковых концентратов: дис. … канд. техн. наук. Челябинск, 2017.
16. Храмов А.Н., Купцова А.В. Особенности раскрываемости минералов полиметаллической руды Корбалихинского месторождения // XIV Международная научно-практическая конференция. В 3 ч. Чита: Забайкальский государственный университет, 2014. Ч. 1. С. 122-128.
17. Ross V. Flotation and entrainment of particles during batch flotation tests // Minerals Engineering. 1990, pp. 245-256.
18. Выбор параметров флотации сульфидных медно-никелевых руд на основе анализа распределения компонентов по флотируемости / Александрова Т.Н., Афанасова А.В., Кузнецов В.В., Абурова В.А. // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. №1. С. 131-147.
19. Кузнецов В.В. Развитие методов определения показателей флотируемости минералов для разработки эффективных технологических решений при переработке золотосодержащих руд: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2023.
20. Козин В.З., Пелевин А.Е. Теория инженерного эксперимента [Электронное издание]. Екатеринбург: УГГУ, 2016.
21. Козин В.З. Экспериментальное моделирование и оптимизация процессов обогащения полезных ископаемых. М.: Недра, 1984.
22. Анализ и учет факторов, влияющих на технологический процесс флотации калийных руд / Олиферович Д.С., Шилин Л.Ю., Батюков С.В., Пригара В.Н. // Доклады БГУИР. 2009. С. 59-66.