Разработка методов определения флотируемости минералов для эффективного проектирования технологии флотации

снижение эффективности технологий переработки из-за сокращения доли руд с высоким содержанием ценных компонентов в минерально-сырьевой базе является актуальной проблемой для горно-обогатительной промышленности. Одним из направлений решения этой проблемы является использование современных методов исследования свойств материалов и особенностей производственных процессов для обоснования и выбора направлений в новых подходах к разработке технологий обогащения полезных ископаемых. В статье предлагается метод оценки гидрофобности минералов по результатам анализа их поверхностных свойств. В результате работы обоснован выбор смеси собирателей для флотации медно-никелевых руд на основании оценки поверхностных свойств.

Ключевые слова: медно-никелевые руды, флотация, сульфгидрильные собиратели, свободная энергия поверхности, краевой угол смачивания.
Как процитировать:

Кузнецов В. В., Александрова Т. Н. Разработка методов определения флотируемости минералов для эффективного проектирования технологии флотации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 10-1. — С. 145—154. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_101_0_145.

Благодарности:

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 19-17-00096).

Номер: 10
Год: 2022
Номера страниц: 145-154
ISBN: 0236-1493
UDK: 622
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_101_0_145
Дата поступления: 20.03.2022
Дата получения рецензии: 27.06.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.09.2022
Информация об авторах:

Александрова Татьяна Николаевна1 —доктор технических наук, профессор, член-корр. РАН, зав.каф. обогащения полезных ископаемых, e-mail: Aleksandrova_TN@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-3069-0001;
Кузнецов Валентин Вадимович1 — аспирант каф. ОПИ, e-mail: valentinvadimovichkuznetsov@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-6159-316X;
1 Санкт-Петербургский Горный Университет.

 

Контактное лицо:

Кузнецов В. В., e-mail: valentinvadimovichkuznetsov@gmail.com.

Список литературы:

1. Litvinenko, V. S., Sergeyev, I. B. (2019). Innovations as a Factor in the Development of the Natural Resources Sector. Studies on Russian Economic Development, 30(6), 637−645. DOI: 10.1134/S107570071906011X.

2. Litvinenko, V. S. (2005). Russia’s state policy on minerals and legislative support for mining relations. Journal of Mining Institute, 166, 8−10.

3. Chanturiya, V. A., Vaysberg, L. A., Kozlov, A. P. (2014). Promising trends in investigations aimed at all-round utilization of mineral raw materials. Obogashchenie Rud, 2, 3−9. DOI: 10.17580/or.2014.02.01.

4. Alexandrova, Т. N., Semenikhin, D. N., Potemkin, V. A., et al. (2018). Evaluation of the efficiency of flotation separation by the interpretation of modeling data. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull., S56, 3−13. DOI: 10.25018/0236−1493−2018−12−56−3-13.

5. Nikolaeva, N. V., Taranov, V. A., Afanasova, A. V. (2015). Ore strength analysis in planning ore pretreatment circuit. Mining Journal, 12, 9−13. DOI: 10.17580/gzh.2015.12.02.

6. Hesse, M., Popov, O., Lieberwirth, H. (2017). Increasing efficiency by selective comminution. Minerals Engineering, 103−104, 112−126. DOI: 10.1016/j. mineng.2016.09.003.

7. Khopunov, E. A. (2016). Modeling of ore disintegration processes. Izvestia Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Gornyi Zhurnal, 3, 104−114.

8. Rybak, J., Adigamov, A., Kongar‐syuryun, C., et al. (2021). Renewable‐resource technologies in mining and metallurgical enterprises providing environmental safety. Minerals, 11(10), 1145. DOI: 10.3390/min11101145.

9. Melekhina K. A., Ananyev P. P., Plotnikova A. V., Timofeev A. S., Shestak S. A. Modeling and optimization of complex ore pretreatment by disintegration in autogenous mills. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2020;(10):95-105. [In Russ]. DOI: 10.25018/02361493-2020-10-0-95-105.

10. Babich A. V., Vinnikov V. A. Experimental investigations of structural changes of pyrite-containing ores mineral grains in the microwave fields. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2019;(6):106–114. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-106-114.

11. Feshchenko, R.Yu., Erokhina, O. O., Ugolkov, V. L., et al. (2017). Thermal analysis of coal ash. Coke and Chemistry, 60, 17−22. DOI: 10.3103/S1068364X17010033.

12. Brichkin, В. N., Kurtenkov, R. V., Fedoseev, D. V. (2016). Kinetic regularities of hydrometallurgical processes involving a gaseous phase and their impact on process condition selection. Vestnik of Irkutsk State Technical University, 3 (110), 97−105.

13. Alexandrova, Т. N., Afanasova, A. V., Alexandrov, A. V. (2020). Microwave Treatment to Reduce Refractoriness of Carbonic Concentrates. Journal of Mining Science, 56(1), 136−141. DOI: 10.1134/S1062739120046971.

14. Chumakov. A., Prischepov, V., Melekhina, K., Ivannikov, A. (2021). Improving the control system of concentration plants based on express control of dissemination of magnetic minerals. 2021, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 684, 012005. DOI: 10.1088/1755−1315/684/1/012005.

15. Chanturiya, V. A., Bunin, I. J., Ryazantseva, M. V., Filippova, I. V., Koporulina, E. V. (2012). Journal of Mining Science, 4, 155−164.

16. Goncharov, S. A., Anan’ev, P. P., & Bruev, V. P. (2004). Weakening of ferriferous quartzites via impulse electromagnetic treatment. Gornyi Zhurnal, (1), 73−76.

17. Ivannikov, A., Chumakov, A., Prischepov, V., Melekhina, K. (2021). Express determination of the grain size of nickel-containing minerals in ore material. Materials Today: Proceedings, 38, 2059−2062. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.10.141.

18. Rogalev, A. N., Sokolov, V. P., Sokolova, J. V., Milukov, I. A., Bratukhin, A. G. (2018). Methodology of reasonable application of digital technology for creating competitive high-tech products. International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 9(10), 670–678.

19. Olivier, L. E., & Craig, I. K. (2017). Lights-out process control analysis and framework. 2017 IEEE AFRICON: Science, Technology and Innovation for Africa, AFRICON 2017, 398−403. DOI: 10.1109/AFRCON.2017.8095515.

20. Quintanilla, P., Neethling, S. J., & Brito-Parada, P. R. (2021). Modelling for froth flotation control: A review. Minerals Engineering, 162. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106718.

21. Gharai, M., & Venugopal, R. (2016). Modeling of flotation process an overview of different approaches. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 37(2), 120−133. DOI: 10.1080/08827508.2015.1115991.

22. Fichera, M. A., & Chudacek, M. W. (1992). Batch cell flotation models A review. Minerals Engineering, 5(1), 41−55. DOI: 10.1016/0892−6875(92)90005-T.

23. King, R. P. (2001). Modeling and Simulation of Mineral Processing Systems. Elsevier. Available from: modeling-and-simulation-of-mineral-processing-systems.pdf (wordpress.com.

24. Kostoglou, M., & Karapantsios, T. D. (2021). Population balance modeling of flotation pulp: The route from process frequency functions to spatially distributed models. Computers and Chemical Engineering, 155. DOI: 10.1016/j.compchemeng.2021.107506.

25. Vinnett, L., & Waters, K. E. (2020). Representation of kinetics models in batch flotation as distributed first-order reactions. Minerals, 10(10), 1−17. DOI: 10.3390/ min10100913.

26. Jameson, G. J. (2012). The effect of surface liberation and particle size on flotation rate constants. Minerals Engineering, 36−38, 132−137. DOI: 10.1016/j.mineng.2012.03.011.

27. Barbian, N., Ventura-Medina, E., & Cilliers, J. J. (2003). Dynamic froth stability in froth flotation. Minerals Engineering, 16(11), 1111−1116. DOI: 10.1016/j. mineng.2003.06.010.

28. O’Connor, C. T. (2021). Investigating the use of excess gibbs energy to predict the hydrophobicity of a mineral treated with a collector. Minerals Engineering, 160. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106692.

29. Vorontsova, N. I., Talovina, I. V., Lazarenkov, V. G., Ryzhkova, S. O., Mezentseva, O. P. (2009) Prospects of nickel industry in the urals in the light of ore field structure study in supergene nickel deposits. Journal of Mining Institute, 183, 78.

30. Ivanov, B. S., Boduen, A. Ya. (2012). Application of a combination of hidrometallurgy and mineral dressing for improving the quality оf low-grade copper concentrates. Journal of Mining Institute, 196, 128.

31. Chernousenko, E. V., Neradovsky, Y. N., Kameneva, Y. S., Vishnyakova, I. N., & Mitrofanova, G. V. (2018). Increasing efficiency of pechenga rebellious copper-nickel sulphide ore flotation. Journal of Mining Science, 54(6), 1035−1040. DOI: 10.1134/ S1062739118065192.

32. Lavrinenko, A. A., Makarov, D. V., Shrader, E. A., Sarkisova, L. M., Kuznetsova, I. N., Glukhova, N. I. (2017). Substantiation of reagent regimes for flotation of PGE-bearing copper-nickel ore of Monchegorsk field. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull., 10, 141−148. DOI: 10.25018/0236−1493−2017−10−0-141−148.

33. Likhacheva, S. V., & Neradovskiy, Y. N. (2013). Decreasing of losses of nickel with flotation tailings of pechenga copper-nickel ores. Tsvetnye Metally, (10), 37−40.

34. Ryaboy V. I., Shenderovich V. А., Kretov V. P., (2005). Obogashchenie rud, 6, 43−44.

35. Nguyen, A. V., Ralston, J., & Schulze, H. J. (1998). On modelling of bubble-particle attachment probability in flotation. International Journal of Mineral Processing, 53(4), 225−249. DOI: 10.1016/S0301−7516(97)00073−2.

36. Mohammadi-Jam, S., Burnett, D. J., & Waters, K. E. (2014). Surface energy of minerals applications to flotation. Minerals Engineering, 66, 112−118. DOI: 10.1016/j. mineng.2014.05.002.

37. Sygusch, J., & Rudolph, M. (2021). A contribution to wettability and wetting characterisation of ultrafine particles with varying shape and degree of hydrophobization. Applied Surface Science, 566. DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.150725.

38. Rudawska, A., & Jacniacka, E. (2009). Analysis for determining surface free energy uncertainty by the owen-wendt method. International Journal of Adhesion and Adhesives, 29(4), 451−457. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2008.09.008.

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.