Спосіб підготовки комплексних або поліметалевих руд до флотації

Реферат: Винахід належить до збагачення мінеральної сировини і може бути використаний при підготовці комплексних або поліметалевих руд до флотації. Спосіб підготовки комплексних або поліметалевих руд до флотації включає обробку пульпи, яка складається з кусків комплексних або поліметалевих руд, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами із заданими енергією та частотою слідування імпульсів. Згідно з винаходом, обробку кусків, розмір яких дорівнює 5 мм або менше, здійснюють з енергією в діапазоні від 0,350 кДж до 1,00 кДж, обробку кусків, розмір яких дорівнює 6-20 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,0 кДж до 1,8 кДж, обробку кусків, розмір яких дорівнює 21-40 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,8 кДж до 2,25 кДж, обробку кусків, розмір яких дорівнює 41-150 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 2,25 кДж до 5,00 кДж, при цьому частота слідування імпульсів дорівнює 4-16 Гц. Технічний результат: підвищення селективності розкриття руд з частинками мінералів, що вкраплені в них, за рахунок чого досягається збільшення ефективності флотації та ступеня вилучення придатного матеріалу при одночасному зменшенні витраченої енергії. UA 105834 C2 (12) UA 105834 C2 UA 105834 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до збагачення мінеральної сировини і може бути використаний при підготовці комплексних або поліметалевих руд до флотації. Відомий спосіб підготовки комплексних руд до флотації з селективним розкриттям тонких включень з твердого матеріалу [див. патент РФ № 2150326, МПК В02 С19/18, опубл. 10.06.2000 p.], що включає обробку частинок подрібнюваного матеріалу, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами із заданими енергією та частотою слідування імпульсів. Для обробки частинок матеріалу з розмірами d від одиниць до сотні мікрометрів використовують високовольтні наносекундні імпульси тривалістю t, яка менша або дорівнює часу двійного пробігу звукової хвилі зі швидкістю v в частинках подрібнюваного матеріалу: t=05·d/v. Відомий спосіб призначений для обробки частинок матеріалу з розмірами від одиниць до сотні мікрометрів, і не дозволяє обробляти пульпу при наявності в ній частинок та кусків з фракційним складом більш 1 мм. Крім того, спосіб потребує додержання і виконання значних вимог з техніки безпеки, оскільки використовується напруга до 250 кВ, а також великих питомих витрат енергії. Відомий спосіб підготовки мінеральної сировини до флотації [див. патент РФ № 2287373, МПК В03 В1/00, опубл. 20.11.2006 p.], що включає обробку частинок подрібнюваного матеріалу, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами із заданими енергією та частотою слідування імпульсів. Відомий спосіб включає попередню електрогідравлічну обробку сировини імпульсами з енергією від 1 Дж до 3 Дж, для обробки використовують електричні імпульси наносекундного 6 7 діапазону тривалості, при цьому обробку ведуть при витраті імпульсів в межах від 10 до 10 8 9 імпульсів на тонну сировини, використовують імпульси потужністю від 10 до 10 Вт при частоті слідування імпульсів від 150 Гц до 1000 Гц. Але цей спосіб не передбачає можливості обробляти пульпу з розміром фракцій більше 1 мм. Крім того, в ньому використовують значну кількість імпульсів великої потужності при малій продуктивності. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до винаходу, що заявляється, є спосіб підготовки комплексних або поліметалевих руд до флотації [див. патент України на винахід № 98727, МПК В03В 1/00, В02С 19/18, опубл. 11.06.2012 р.], що включає обробку кусків комплексних або поліметалевих руд, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами із заданими енергією та частотою слідування імпульсів. При цьому обробку кусків комплексних або поліметалевих руд фракційним складом 100 мм або менше 100 мм, але більше 2 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,00 до 1,25 кДж, а кусків комплексних або поліметалевих руд фракційним складом 2 мм або менше - з енергією в діапазоні від 0,5 до 0,625 кДж, при цьому частота слідування імпульсів дорівнює 2-4 Гц. Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує необхідно високий ступінь селективності вилучення металів з комплексних або поліметалевих руд. В способі використовують режим обробки з надто високими витратами питомої енергії. Внаслідок цього спосіб характеризується великими витратами енергії при малій продуктивності. Крім того, відомий спосіб підготовки комплексних або поліметалевих руд до флотації містить необґрунтований стрибок режиму обробки для кусків біля 2 мм: у зоні розмірукусків 2 мм і менше, вони мають бути оброблені з енергією в діапазоні від 0,5 кДж до 0,625 кДж, а у зоні розміру кусків 2 мм і більше, вони мають бути оброблені з енергією діапазоні від 1,00 кДж до 1,25 кДж. Тобто, відомий спосіб не може бути однозначно реалізований. В основу винаходу, що заявляється, поставлена задача удосконалення способу підготовки комплексних або поліметалевих руд до флотації шляхом оптимізації режимів проведення операцій, що дозволяє інтенсифікувати ударний вплив гідравлічних потоків для забезпечення підвищення селективності розкриття руд з частинками мінералів, вкраплених в них, за рахунок чого досягається збільшення ефективності флотації та ступеня вилучення придатного матеріалу при одночасному зменшенні витраченої енергії. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі підготовки комплексних або поліметалевих руд до флотації, що включає обробку кусків поліметалевих руд, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами із заданими енергією та частотою слідування імпульсів, згідно з винаходом, новим є те, що обробку кусків, розмір яких дорівнює 5 мм і менше, здійснюють з енергією в діапазоні від 0,350 кДж до 1,00 кДж, обробку кусків, розмір яких дорівнює 6-20 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,0 кДж до 1,8 кДж, обробку кусків, розмір яких дорівнює 21-40 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,8 кДж до 2,25 кДж, 1 UA 105834 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 обробку кусків, розмір яких дорівнює 41-150 мм здійснюють з енергією в діапазоні від 2,25 кДж до 5,00 кДж, при цьому частота слідування імпульсів дорівнює 4-16 Гц. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак винаходу, що заявляється, та технічним результатом, що досягається, пояснюється таким. Те, що обробку кусків комплексних або поліметалевих руд, що знаходяться у рідині, здійснюють, згідно з винаходом, високовольтними імпульсними розрядами при оптимальних режимах виконання операцій із заданими енергією, що виражена ступінчасто лінійною непереривною функцією, та частотою слідування імпульсів, а саме: - обробку кусків, розмір яких дорівнює 5 мм і менше, здійснюють з енергією в діапазоні від 0,350 кДж до 1,00 кДж; - обробку кусків, розмір яких дорівнює 6-20 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,0 кДж до 1,8 кДж; - обробку кусків, розмір яких дорівнює 21-40 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,8 кДж до 2,25 кДж; - обробку кусків, розмір яких дорівнює 41-150 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 2,25 кДж до 5,00 кДж; - при цьому частота слідування імпульсів дорівнює 4-16 Гц, у сукупності з відомими ознаками заявленого технічного рішення забезпечує підвищення селективності розкриття руд перед флотацією за рахунок інтенсифікації ударного впливу гідравлічних потоків і, як наслідок, підвищення ефективності флотації та ступеня вилучення придатного продукту при одночасному зменшенні витраченої енергії. Експериментально встановлено та доведено в таблиці, яка наведена нижче, те, що обробка кусків комплексних або поліметалевих руд, яку здійснюють з енергією, що виражена функцією, яка є непереривною ступінчасто лінійною, та при цьому частота слідування імпульсів дорівнює від 4 Гц до 16 Гц, забезпечує підвищення селективності розкриття руд перед флотацією за рахунок інтенсифікації ударного впливу гідравлічних потоків. Заявлені режими виконання способу дозволяють одержати хвилі з величиною тиску, що забезпечує руйнування кусків, завдяки чому підвищується селективність розкриття комплексних або поліметалевих руд з частинками мінералів, що вкраплені в них, і, як наслідок, підвищується ступінь вилучення придатного продукту при одночасному зменшенні витраченої енергії. Заявлена частота слідування імпульсів (4-16 Гц), дозволяє забезпечити обробку кусків в залежності від фракційного складу вихідного матеріалу та його твердості. Спосіб здійснюють таким чином. З комплексних або поліметалевих руд готують пульпу, яка складається з твердої фази кусків руди та рідини (води) у співвідношенні 1:3 відповідно. Пульпу подають до розрядної камери і при подачі на електроди високої напруги здійснюють її обробку високовольтними імпульсними розрядами. Оптимальні параметри здійснення високовольтних імпульсних розрядів визначені дослідним шляхом по максимальному виходу придатного продукту. Обробку пульпи, яка містить куски з розміром 5 мм і менше, здійснюють з енергією в діапазоні від 0,350 кДж до 1,00 кДж; обробку пульпи, яка містить куски з розміром 6-20 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,0 кДж до 1,8 кДж; обробку пульпи, яка містить куски з розміром21-40 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,8 кДж до 2,25 кДж; обробку пульпи, яка містить куски з розміром 41-150 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 2,25 кДж до 5,00 кДж. Така енергія дозволяє одержати хвилі з величиною тиску, який забезпечує подрібнення кусків комплексних або поліметалевих руд з металевими включеннями до потрібних за розміром частинок для флотації. Частота слідування імпульсів дорівнює 4-16 Гц в залежності від фракційного складу та твердості матеріалу. Результати підготовки комплексних або поліметалевих руд, що містять кольорові метали, до флотації за допомогою електрогідророзрядної обробки пульпи подані в таблиці, де показана залежність кількості вилученої металевої складової комплексних або поліметалевих руд від режимів обробки та гранулометричного складу руд. Результати, представлені в таблиці, отримані на основі визначення масової частки елементів у порошкових пробах, що одержані при флотації після електрогідророзрядної обробки руд, що містять кольорові метали, атомно-абсорбційним методом. Випробування були проведені на мідно-колчеданових рудах Урупського та Власинчихінського кар'єрів, що містять мідь у середній кількості 14,16 кг на тонну та срібло у середній кількості 44,6 г на тонну. Кількість міді та срібла, що були вилучені з цих руд способом за прототипом, прийняті за 100 %. У таблиці наведене відносне підвищення ступеня вилучення металів. При цьому досліди проводили за такими групами розмірів кусків руд - до 5 мм (спроби 2 UA 105834 C2 №№ 1-5), 6-20 мм (спроби №№ 6-10), 21-40 мм (спроби №№ 11-15), 41-150 мм (спроби №№ 1620).У кожній групі розмірів кусків руд змінювали енергію та частоту слідування імпульсів в заявлених режимах. Додатково випробували режими, що виходять за заявлені межі (спроби №№ 21-22), де одержані значно нижчі результати. 5 Таблиця №№ 15 Енергія, кДж 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 10 Розмір кусків, мм 2 до 5 до 5 до 5 до 5 до 5 6-20 6-20 6-20 6-20 6-20 21-40 21-40 21-40 21-40 21-40 41-150 41-150 41-150 41-150 41-150 5 160 3 0,350 0,65 1,00 0,65 0,65 1,0 1,4 1,8 1,4 1,4 1,8 2,0 2,25 2,0 2,0 2,25 3,65 5,0 3,65 3,65 0,25 5,5 Підвищення кількості Підвищення кількості Частота, відносно вилученого за відносно вилученого за Гц прототипом Сu, % прототипом Ag, % 4 5 6 10 136 130 10 141 140 10 165 160 4 130 131 16 192 188 10 139 135 10 141 140 10 148 142 4 136 137 16 169 166 10 144 140 10 154 150 10 167 160 4 138 135 16 188 176 10 135 132 10 141 140 10 170 163 4 140 139 16 190 188 3 100 110 17 120 115 Таким чином, запропонований спосіб підготовки комплексних або поліметалевих руд до флотації дозволяє шляхом оптимізації режимів проведення операцій підвищити ступінь селективності розкриття комплексних або поліметалевих руд з частинками мінералів, що вкраплені в них, і, за рахунок цього, збільшити ефективність флотації та знизити більше ніж у два рази об'єм хвостів флотації при одночасному зменшенні витраченої енергії, за рахунок того, що одержані хвилі з величиною тиску, який забезпечує руйнування кусків комплексних або поліметалевих руд різного гранулометричного складу при заданих режимах. Спосіб підготовки комплексних або поліметалевих руд до флотації, що заявляється, може бути здійснений на відомому устаткуванні з використанням відомих засобів, що підтверджує промислову придатність об'єкта. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Спосіб підготовки комплексних або поліметалевих руд до флотації, що включає обробку кусків комплексних або поліметалевих руд, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами із заданими енергією та частотою слідування імпульсів, який відрізняється тим, що обробку кусків, розмір яких дорівнює 5 мм або менше, здійснюють з енергією в діапазоні від 0,350 кДж до 1,00 кДж, обробку кусків, розмір яких дорівнює 6-20 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,0 кДж до 1,8 кДж, обробку кусків, розмір яких дорівнює 21-40 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,8 кДж до 2,25 кДж, обробку кусків, розмір яких дорівнює 41-150 мм здійснюють з енергією в діапазоні від 2,25 кДж до 5,00 кДж, при цьому частота слідування імпульсів дорівнює 4-16 Гц. 3 UA 105834 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4