Роль технологии CVD (непрерывная регулируемая разгрузка концентрата) компании «KNELSON» в улучшении показателей обогащения минерального сырья

Введение

В области обогащения современные мировые тенденции ориентируются на более экологически чистые и эффективные технологии. Такое стремление понятно, оно диктуется необходимостью сокращения площадей, занимаемых оборудованием на фабриках, необходимостью защиты окружающей среды и потребностью в сокращении затрат. Все это вполне логично и было бы достаточной движущей силой для перемен в этом сегменте промышленности, но есть и кое-что еще — настало время свежих идей, воплощения чего-то нового.

Методом флотации без особых нововведений пользуются уже более 80 лет, цианированием — около 100. Обогатительная промышленность переживает некоторого рода стагнацию, ей необходима «встряска». Мы в компании «Knelson Gravity Solutions» («Гравитационные Системы Нелсон») приняли это положение за стимул; инновация и развитие — основные понятия нашей философии. Мы занимаемся усовершенствованием не только непосредственно наших аппаратов, но также активно развиваем и процессы, в которых можем их применять. Мы видим, что существует множество возможностей применения этой увлекательной технологии в различных областях переработки минерального сырья.

Концентратор Knelson CVD. Что это и как он работает?

Многие знакомы с концентратором Knelson периодической разгрузки или концентратором по обогащению благородных металлов. Грубо говоря, это центрифуга с флюидизированным концентрационным конусом, который вращается и создает высокое центробежное ускорение. Драгоценные металлы высокой плотности (золото, серебро, металлы платиновой группы) улавливаются в кольцах концентрационного конуса и периодически разгружаются.

Концентратор Knelson CVD (постоянная регулируемая разгрузка концентрата) — это также центрифуга, но в нем извлекаемый минерал попадает в один или два больших концентрационных кольца с установленными в них по окружности  пережимными клапанами. Клапаны периодически открываются для сброса накопленного концентрата. Выход концентрата варьируется в зависимости от частоты и продолжительности открытия пережимных клапанов. Таким образом, содержание извлекаемого минерала в концентрате и его извлечение могут корректироваться для удовлетворения требований конкретного применения, что делает Knelson CVD подходящим практически для любого производства с возможностью получения выхода концентрата от 1% до 50%.

Недавно технология CVD была усовершенствована добавлением таких опций, как зоны ступенчатого разгона для усиления соотношения «содержание-извлечение», а также новой конструкции диффузионного кольца для увеличения содержания ценного минерала в полученном концентрате (рис.1).

Особые возможности CVD

Повышенное центробежное ускорение в аппаратах CVD увеличивает разницу в удельном весе между целевым минералом и другими минералами. В концентраторе CVD также используется механизм флюидизации с противопотоком, что приводит к взаимодействию центробежной и встречной сил, создаваемым потоком воды, благодаря чему становится возможным обработка трудно разделимых материалов. Например, обесшламливание концентрата или удаление тонкого сорбционно-активного графита из золотосодержащих сульфидов.

Обогащение в CVD происходит крайне быстро и занимает около 0,2 секунд, причем расходными материалами являются только электроэнергия (около 0,5 кВт/т) и вода (около 0,5 м³ на тонну питания).

Классы частиц в питании CVD

Из-за большого центробежного ускорения и, как следствие, увеличения разницы в удельных весах ценного минерала и породы, необязательно полностью высвобождать целевой минерал в процессе подготовки питания. Фактически разницы удельного веса в 0,5 единиц вполне достаточно для разделения частиц питания, находящихся в узком размерном диапазоне. Поэтому CVD может использоваться для извлечения частично освобожденных частиц минералов, которые не подлежат обогащению  другими методами.

В таблице классы номер 2—5 имеют ограниченную возможность (либо не имеют вообще) обогащения методом цианирования и флотации, но при условии, что в них достаточно минералов, и они поддаются обогащению на CVD. Класс 6 особенно важен, так как это пустая порода. На ее долю приходится большая часть объема в современном обогащении, что ведет к множеству проблем. Например, тальк во флотации требует применения метода депрессии для предотвращения загрязнения концентрата. Однако, в CVD он просто вымывается из концентрата, при этом не требуется дополнительных химических реагентов.

Характеристика частиц. Целесообразность применения различных методов обогащения

Снижение потребности в измельчении

Как правило, в традиционном обогащении, требуется обеспечить конкретный размер питания для функционирования процесса. Например, во флотации измельчение до мелких классов необходимо для того, чтобы пузырьки эффективно поднимали частицы сульфидов, несмотря на то, что сульфиды полностью освобождаются и при большем размере. На CVD же, чем больше частицы, тем лучше обогащение, при условии, что они не крупнее 2 мм, т.к. это единственное ограничение, обеспечивающее легкое прохождение материала через пережимные клапаны. Чем больше допустимый размер частиц, тем меньше таких частиц получается в процессе измельчения и тем меньше шансов, что мелкие частицы целевого минерала будут утеряны в море пустой породы.

Изменив типичную схему измельчения путем замены классификации на циклоне на грохочение, можно получить определенные преимущества. Вместо измельчения до заданного мелкого класса P80, схема может быть настроена на получение желательного размера частиц, при котором наступает высвобождение ценного минерала (рис.2). Это приводит к сокращению циркуляционной нагрузки фабрики. Например, на одном руднике в ЮАР оно снизилось с 250% до 140%. Это приводит и к минимизации потерь мелких частиц в процессе флотации, следующей после гравитации. Но в результате более крупного измельчения могут дополнительно появляться более крупные частицы сульфидов и даже некоторое количество смешанных зерен.

Отделение крупных частиц

Концентратор Knelson CVD может извлекать крупные частицы перед флотацией, таким образом снижая нагрузку на флотационный цикл (рис.3). CVD можно также разместить в конце цикла флотации, где он будет перехватывать крупные частицы для возвращения в цикл измельчения. Еще одна возможность применения CVD заключается в его использовании для извлечения смешанных зерен из хвостового потока контрольной флотации, которые иначе создают большую циркуляционную нагрузку.

Предварительное обогащение

В случаях, когда целевой минерал полностью высвобождается при измельчении, концентратор CVD можно использовать для его предобогащения в меньшую массу с целью повышения содержания перед следующей стадией. Результаты полупромышленных испытаний на полиметаллической руде из Южной Америки (рис.4) свидетельствует о высоком извлечении, особенно галенита. Так как галенит легко подвергается шламообразованию и потом трудно флотируется, это нововведение является важным шагом в направлении повышения извлечения на фабрике.

Извлечение ценного минерала из хвостов

Остаточное содержание в хвостах обычно связано с частично высвободившимися минералами или с присутствием слишком крупных, или слишком мелких свободных частиц, которые неэффективно извлекаются в процессе флотации. Концентратор CVD способен снизить массовую долю ценного минерала в хвостах, извлекая его, как правило, в бедный по содержанию концентрат и возвращая в цикл измельчения. Даже при скромном извлечении относительно низкие капитальные затраты и очень низкие операционные затраты на обслуживание CVD характеризуют процесс внедрения концентратора CVD в существующую схему, как экономически оправданный. Так как в CVD используются иные принципы извлечения, он действует как страховка и улавливает тот полезный материал, который был потерян на фабрике в хвосты из-за перебоев в работе основного цикла.

Концентратор Knelson CVD весьма успешно проявил себя в перечистке хвостов (хвостов хромитов (Турция и ЮАР), хвостов вольфрамита (Канада и Португалия), золотосодержащих хвостов (Россия), хвостов феррохрома (Зимбабве), хвостов талька (Канада). Ниже приведены результаты применения CVD на хвостах вольфрамита в Португалии (рис.5).

Гравитационные фабрики

Концентратор CVD может использоваться совместно с концентратором Knelson с периодической разгрузкой, как завершенная комплексная фабрика для переработки золотосодержащей руды. Основным требованием является высокий индекс GRG (гравитируемое золото) и высокая степень высвобождения золотосодержащих сульфидов. Пример одной из таких фабрик показан на рис.6. Продукт из первичной стержневой мельницы попадает прямо в концентратор Knelson с периодической и далее, последовательно, в концентратор с непрерывной разгрузкой концентрата (CVD) для отбора первых высвобожденных крупных частиц золота и золотосодержащих сульфидов. Затем хвосты гравитации возвращаются в шаровую мельницу в замкнутом цикле для повышения извлечения. Эта простая схема использует все оптимальные принципы извлечения, упомянутые в начале статьи.

На рис.7 показаны результаты работы данной золотоизвлекательной фабрики. Содержание золота в питании варьируется из-за присутствия свободного золота. В первые 72 дня пробоотбора работал только концентратор периодической разгрузки, извлекая свободное золото (извлечение около 50%). Обратите внимание, что содержание золота в хвостах значительно сглажено. С 76-го   по 98-й день работали оба типа концентраторов. В данный период в результате этого были получены более близкие по содержанию золота хвосты и повышение извлечения до 88%!

Заключение

Knelson CVD признан во всем мире и установлен более чем на 8 типах перерабатываемых руд (золотосодержащие сульфиды, олово, вольфрам, тальк, металлический скрап, феррохром, медь, хромит). Гибкость применения технологии CVD, низкое энергопотребление, низкие капитальные и эксплуатационные затраты и малая занимаемая площадь позволяют включить технологию CVD в существующую схему для повышения уровня извлечения. Технология CVD также отлично зарекомендовала себя, как самостоятельный процесс в применении на  гравитируемых рудах. 

-0+0

• Содержание сайта
• Комментарии
• Главная страница