Обоснование степени замыкания водооборота в цикле пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов с применением математического моделирования

При совершенствовании процесса пенной сепарации алмазосодержащего сырья актуальным является определение и поддержание оптимальной степени замыкания водооборота, обеспечивающей достижение максимальных технико-экономических показателей обогащения. Для решения поставленной задачи изучено влияние степени замыкания водооборота на концентрацию в водной фазе индифферентных солей, шламов, флотационных реагентов и, соответственно, на извлечение алмазов. Математическое моделирование схемы водооборота цикла пенной сепарации, проводимое сочетанием балансового и топологического методов, позволило определить степень концентрирования солей, шламов и флотационных реагентов в оборотной воде при варьировании степени замкнутости водооборота. Результаты расчетов показали, что увеличение степени замыкания водооборота от 60 до 90% приводит к росту минерализации оборотной воды на 50%, повышению остаточных концентраций реагентов на 25–40% и сопровождается ростом концентрации шламов в водной фазе на 180%. Повышение степени замыкания водооборота более чем на 85% позволяет снизить расход реагентов в цикле пенной сепарации алмазосодержащего материала на 5–10%. Однако при таких значениях степени замыкания водооборота наблюдается снижение извлечения алмазов на 8%, что обусловлено влиянием накапливающихся в оборотной воде шламов. Оптимальная степень замыкания водооборота, достигаемая применением действующей одностадиальной схемы осветления сливов сгустителей хвостов пенной сепарации, составляет 75–80%. Увеличение степени замыкания водооборота требует применения двухстадиальной схемы обесшламливания сливов сгустителей хвостов или использования реагентов — регуляторов процесса обесшламливания, снижающих концентрацию шламов в оборотной воде цикла пенной сепарации алмазосодержащего материала.

Ключевые слова: пенная сепарация, алмазы, замкнутый водооборот, минерализация, шламы, реагенты.
Как процитировать:

Морозов В. В., Двойченкова Г. П., Коваленко Е. Г., Тимофеев А. С., Курьянов М. В. Обоснование степени замыкания водооборота в цикле пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов с применением математического моделирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 12. – С. 5–19. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_12_0_5.

Благодарности:
Номер: 12
Год: 2022
Номера страниц: 5-19
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.765.4
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_12_0_5
Дата поступления: 18.09.2022
Дата получения рецензии: 25.10.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.11.2022
Информация об авторах:

Морозов Валерий Валентинович — д-р техн. наук, профессор, НИТУ «МИСиС», e-mail: dchmggu@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-4105-944X,
Двойченкова Галина Петровна1,2 — д-р техн. наук, доцент, главный научный сотрудник; профессор, e-mail: dvoigp@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-0940-3880,
Коваленко Евгений Геннадьевич2 — канд. техн. наук, главный инженер, институт «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» (ПАО); доцент, e-mail: kovalenkoeg@alrosa.ru,
Тимофеев Александр Сергеевич1 — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: Timofeev_ac@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-3382-6007,
Курьянов Михаил Васильевич1 — ведущий инженер, e-mail: kmikl@yandex.ru,
1 Институт проблем комплексного освоения недр,
2 Политехнический институт (филиал), Северо-Восточный Федеральный университет им. М.К. Аммосова.

 

Контактное лицо:

Двойченкова Г.П., e-mail: dvoigp@mail.ru.

Список литературы:

1. Чантурия В. А., Годун К. В., Желябовский Ю. Г., Горячев Б. Е. Современное состояние алмазодобывающей отрасли России и основных алмазодобывающих стран мира // Горный журнал. — 2015. — № 3. — С. 55—58.

2. Айгистов М. Р., Герасимов Е. Н., Бондаренко И. Ф., Зырянов И. В. Современные технологии при добыче и переработке алмазосодержащего сырья // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5(2). — С. 6—21. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2022_52_0_6.

3. Чаадаев А. С., Черепнов А. Н., Зырянов И. В., Бондаренко И. Ф. Перспективные направления развития технологий добычи и переработки алмазосодержащих руд в АК «АЛРОСА» (ПАО) // Горный журнал. — 2016. — № 2. — С. 56—61.

4. Злобин М. Н. Состояние и некоторые пути развития технологии обогащения алмазосодержащих руд на предприятиях АК «АЛРОСА». — М.: Алмазы, 2002. — С. 59—63.

5. Верхотурова В. А. Елшин И. В., Немаров А. А. Научное обоснование и выбор оптимального варианта по восстановлению гидрофобных свойств поверхности алмазов из руды трубки «Интернациональная» // Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2014. — № 8. — С. 51—56.

6. Двойченкова Г. П., Морозов В. В., Чантурия Е. Л., Коваленко Е. Г. Выбор параметров электрохимического кондиционирования оборотной воды при подготовке алмазосодержащих кимберлитов к пенной сепарации // Горные науки и технологии. — 2021. — № 6(3). — С. 170—180.

7. Carlsson G. Topological methods for data modelling // Nature Reviews Physics. 2020, no. 2, pp. 697—708.

8. Самыгин В. Д., Беляева А. В., Северов В. В., Ягудин Р. А. Применение топологического метода для расчета флотационных схем // Горный журнал. — 2012. — № 9. — С. 96—102.

9. Pestryak I. V. Modeling and analysis of physicochemical processes in recirculating water conditioning // Journal of Mining Science. 2015, vol. 51, no. 4, pp. 811—818. DOI: 10.1134/ S1062739115040189.

10. Авдохин В. М., Чернышева Е. Н. Современные технологии обогащения алмазосодержащих кимберлитов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2010. — № S1. — С. 465—477.

11. Морозов В. В., Пестряк И. В., Коваленко Е. Г., Лезова С. П., Поливанская В. В. Повышение эффективности пенной сепарации алмазов на основе оптимизации состава собирателя и температурного режима // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 8. — С. 135—147. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_135.

12. Gharai M., Venugopal R. Modeling of flotation process-an overview of different approaches // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2015, vol. 37, pp. 120—133. DOI: 10.1080/08827508.2015.1115991.

13. Злобин М. Н. Технология крупнозернистой флотации при обогащении алмазосодержащих руд // Горный журнал. — 2011. — № 1. — С. 87—89.

14. Пилов П. И. Научное обоснование топологии технологических схем обогащения полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 1999. — № 7. — С. 143—146.

15. Zhang J., Kouznetsov D., Yu M., Rylatt M. Improving the separation of diamond from gangue minerals // Minerals Engineering. 2012, vol. 36-38, pp. 168—171. DOI: 10.1016/j. mineng.2012.03.015.

16. Коваленко Е. Г. Моделирование и оптимизация замкнутого водооборота в цикле пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов / Сборник трудов Международной конференции «Современные проблемы комплексной и глубокой переработки минерального сырья природного и техногенного происхождения» (Плаксинские чтения-2022). — Владивосток, 2022. — С. 328—342.

17. Di Feo A., Mortazavi S., Langley S. The effects of water recycling on flotation at a North American concentrator. Part 1 // Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering. 2020, vol. 8, no. 4, pp. 37—45. DOI: 10.4236/jmmce.2020.84016.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.