Повышение эффективности пенной сепарации алмазов на основе оптимизации состава собирателя и температурного режима

Перспективным путем повышения извлечения технических алмазов из кимберлитовых месторождений является совершенствование реагентного режима пенной сепарации и, в частности, выбор состава собирателей и определение условий их применения. С использованием экстракционно-спектральной методики определены количественные и качественные закономерности распределения низкои высокомолекулярных фракций собирателя между твердой и жидкой фазами в процессе пенной сепарации. Установлена важная роль фракции смол и асфальтенов, необратимо закрепляющихся на поверхности алмазов и обеспечивающих удержание капель низкои среднемолекулярных углеводородов. Обоснована возможность получения собирателя с оптимальным соотношением фракций легких дистиллятов, нефтяных масел, смолы и асфальтенов смешиванием мазута М-40 и дизельного топлива в заданных соотношениях. Показано, что при использовании компаундных собирателей с массовой долей мазута М-40 в 60–70% достигается повышение извлечения алмазов на 2,7–3,5%. Предложен состав собирателя на основе мазута М-40, дизельной фракции и органических диспергирующих присадок группы кетонов, обеспечивающий интенсификацию диспергирования реагента-собирателя в водной фазе и повышение флотируемости алмазов. Разработанные компаундные собиратели КСМ-1 и КСМ-2 прошли апробацию на установке пенной сепарации и показали возможность увеличения извлечения алмазов в концентрат на 5–7,5%. Выбран интервал температур 14–24 °С для операций кондиционирования исходного рудного питания с флотационными реагентами и непосредственно процесса пенной сепарации, обеспечивающий максимальное извлечение алмазов в концентрат при высокой селективности процесса при использовании компаундных собирателей на основе мазута.

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.

Морозов Валерий Валентинович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: dchmggu@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-4105-944X,
Пестряк Ирина Васильевна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: spestryak@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-1745-6579,
Коваленко Евгений Геннадьевич — канд. техн. наук, главный инженер, Институт «Якутнипроалмаз», e-mail: kovalenkoeg@alrosa.ru,
Лезова Светлана Павловна¹ — старший преподаватель, e-mail: svlezova@mail.ru,
Поливанская Валерия Владимировна¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: vpolivaskaya@mail.ru,
¹ НИТУ «МИСиС».

Морозов В.В., e-mail: dchmggu@mail.ru.

1. Chanturiya V. A. Innovation-based processes of integrated and high-level processing of natural and technogenic minerals in Russia / Proceedings of the 29th International Mineral Processing Congress. Moscow, 2019, pp. 3—12.

2. Чантурия В. А., Двойченкова Г. П., Бунин И. Ж., Миненко В. Г., Коваленко Е. Г., Подкаменный Ю. А. Комбинированные процессы извлечения алмазов из метасоматически измененных кимберлитовых пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2017. — № 2. — С. 117—127.

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

4. Махрачев А. Ф., Двойченкова Г. П., Лезова С. П. Исследование и оптимизация состава компаундных собирателей для пенной сепарации алмазов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 11. — С. 178—185. DOI: 10.25018/0236-14932018-11-0-178-185.

5. Коваленко Е. Г. Обоснование и выбор условий удаления минеральных пленок с поверхности алмаза при тепловой обработке / Материалы международной конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». — Екатеринбург, 2014. — С. 170—173.

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. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-3-170-180.

7. Lijun Liu, Gan Cheng, Wei Yu, Chao Yang Flotation collector preparation and evaluation of oil shale // Oil Shale. 2018, vol. 35, no. 3, pp. 242—251. DOI: 10.3176/oil.2018.3.04.

8. Hao F., Davey K. J., Bruckard W. J., Woodcock J. T. Online analysis for xanthate in laboratory flotation pulps with a UV monitor // International Journal of Mineral Processing. 2008, vol. 89, no. 1—4, pp. 71—75. DOI: 10.1016/j.minpro.2008.07.004.

9. Adeniji A. O., Okoh O. O., Okoh A. I. Analytical methods for the determination of the distribution of total petroleum hydrocarbons in the water and sediment of aquatic systems: a review // Hindawi Journal of Chemistry. 2017, vol. 2017, pp. 1—13. DOI: 10.1155/2017/5178937.

10. Vershinin V. I., Petrov S. V. The estimation of total petroleum hydrocarbons in waste waters by multiwave IR spectrometry with multivariate calibrations // Talanta. 2016, vol. 148, p. 163. DOI: 10.1016/j.talanta.2015.10.076.

11. Yang Sing Leong, Pin Jern Ker, Jamaludin M. Z., Nomanbhay S. M., Ismail A., Abdullah F., Hui Mun Looe, Chin Kim Lo UV-Vis Spectroscopy: a new approach for assessing the color index of transformer insulating oil // Sensors. 2018, vol. 18, no. 7, article 2175. DOI: 10.3390/s18072175.

12. Thompson J. M. Infrared Spectroscopy. 2018, Pan Stanford Publishing Pte. Ltd. 196 p.

13. Алексеенко В. В., Воронов Д. В., Каташевцев М. Д., Пахомовский А. Н. Исследование гранулометрического состава эмульсий с помощью оптического микроскопа и методом автоматизированного распознавания объектов на цифровой фотографии // Вестник ИрГТУ. — 2015. — № 2(97). — С. 99—104.

14. Evdokimov I. N., Losev A. Potential of UV-visible absorption spectroscopy for characterizing crude petroleum oils // Oil and Gas Business, 2007.

15. Махрачев А. Ф. Повышение эффективности реагентов-собирателей для флотации алмазов на основе виброструйной магнитной активации / Труды XXIII международной конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». — Екатеринбург, 2018. — С. 122—126.

16. Kasomo R. M., Ombiro S., Rop B., Mutua N. M. Investigation and comparison of emulsified diesel oil and flomin C 9202 as a collector in the benefit of ultra fine coal by agglo-flotation // International Journal of Oil, Gas and Coal Engineering. 2018, vol. 6, no. 4, pp. 74—80. DOI: 10.11648/j.ogce.20180604.15.

17. Галимова Г. А., Юсупова Т. Н., Ибрагимова Д. А., Якупов И. Р. Состав, свойства, структура и фракции асфальтенов нефтяных дисперсных систем // Вестник технологического университета. — 2015. — Т. 18. — № 20. — С. 60—64.

18. Петухов В. Н., Скоробогатова А. А., Ильясова А. З. Исследование флотационной активности реагентов-собирателей различного группового химического состава при флотации углей // Теория и технология металлургического производства. — 2017. — № 1. — С. 16—19.

19. Морозов В. В., Лезова С. П. Применение комбинированных собирателей на основе нефтепродуктов для пенной сепарации алмазосодержащих кимберлитов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 12. — С. 137—146. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-137-146.

20. Келбалиев Г. И., Расулов С. Р., Тагиев Д. Б., Мустафаева Г. Р. Механика и реология нефтяных дисперсных систем. — М.: Изд-во «Маска», 2017. — 462 с.

21. Abdulredha M. M., Hussain S. A., Abdullah L. C. Overview on petroleum emulsions, formation, influence and demulsification treatment techniques // Arabian Journal of Chemistry. 2020, vol. 13, pp. 3403—3428. DOI: 10.1016/j.arabjc.2018.11.014.

22. Верхотурова В. А., Елшин И. В., Немаров А. А., Толстой М. Ю., Островская Г. Х., Федотов К. В., Шеломенцева Т. В. Научное обоснование и выбор оптимального варианта по восстановлению гидрофобных свойств поверхности алмазов из руды трубки «Интернациональная» // Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2014. — № 8(91). — С. 50—56.