Исследование влияния величины вакуума в зоне набора осадка на показатели фильтрования флотационных концентратов руд цветных металлов в керамическом дисковом вакуум-фильтре

Одним из основных технологических процессов, определяющих эффективность гидрометаллургических схем предприятий цветной металлургии, химических, обогатительных и ряда других производств, является процесс фильтрования технологических пульп и сбросных растворов (или шламов), представляющих большую опасность для окружающей среды, прежде всего вследствие наличия в них химически активных веществ и тяжелых металлов. Приведены результаты сравнительного исследования по фильтрованию медного и никелевого концентратов в опытно-промышленной установке КДФ-0,5р при разной величине вакуума в зоне набора осадка. Экспериментально доказано, что снижение уровня вакуума в зоне набора осадка с –0,9 бар до –0,6 бар позволяет уменьшить влажность кека с 13,3 до 12,5%, одновременно повысив удельную производительность на 50% (с 140 до 210 кг/(м2·ч)) для флотационного медного концентрата. Практическая значимость исследования заключается в рекомендациях по внедрению режима снижения параметра вакуума в зоне набора на аналогичных установках для снижения влажности и повышения рентабельности производства.

Дмитракова У. В., Николаев А. А., Чылбак-оол Е.Д., Конюхов Ю. В., Иконников К. И. Исследование влияния величины вакуума в зоне набора осадка на показатели фильтрования флотационных концентратов руд цветных металлов в керамическом дисковом вакуум-фильтре // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 9-1. – С. 75–89. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_91_0_75.

Дмитракова Ульяна Вадимовна¹ — руководитель научно-исследовательского центра инновационных решений по обезвоживанию и обогащению, e-mail: dmitrakova@ntcbakor.ru, ORCID ID: 0009-0009-5494-043X,
Николаев Александр Александрович² — канд. техн. наук, доцент, доцент, e-mail: nikolaevopr@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-1687-2332,
Чылбак-оол Евгений Джамильевич^1,2 — научный сотрудник; аспирант, e-mail: chylbak-ool@ntcbakor.ru,
Конюхов Юрий Владимирович² — д-р техн. наук, доцент, зав. кафедрой, e-mail: ykonukhov@misis.ru,
Иконников Константин Игоревич¹ — канд. техн. наук, руководитель научно-исследовательского центра специальной керамики, e-mail: konst@ntcbakor.ru,
¹ ООО «Научно-технический центр «Бакор»,
² НИТУ МИСИС.

Дмитракова У.В., e-mail: dmitrakova@ntcbakor.ru.

1. Petrović S., Magdalinović S., Obradović L., Milutinović S., Magdalinovic N., Požega E. D., Krstić S. Ceramic filtration in the in mineral processing operations / 55th International October Conference on Mining and Metallurgy 2024, Geology, mining and mineral processing. 2024, pp. 157—160.

2. Roy S. Recent developments in processing techniques and morphologies of bulk macroporous ceramics for multifunctional applications // Materials Today Communications. 2024, vol. 38, article 107752. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2023.107752.

3. Бондарь В. В., Красный Б. А. Состояние и перспективы применения дисковых вакуумных фильтров с керамическими фильтрующими элементами в технологии обезвоживания горнообогатительных производств // Обогащение руд. — 2007. — № 2. — C. 39—43.

4. Красный Б. Л., Кисляков А. Н., Белоус К. П. Патент РФ № RU 2205057, МПК B01D33/23. Секторный элемент дискового керамического фильтра.

5. Наумов Е. К., Стрелкова Д. М., Насибуллина О. А. Модернизация системы орошения фильтровальной ткани вакуумного барабанного фильтра / Материалы 7-й Международной конференции по промышленной инженерии (ICIE 2021). Конспект лекций по машиностроению. Springer, Cham, 2022. DOI: 10.1007/978-3-030-85230-6_87.

6. David N. Salyer membrane filtration using the spintek II high shear rotary filter spintek. Membrane Systems, Inc.

7. Höfgen E., Kühne S., Peuker U. A., Stickland A. D. A comparison of filtration characterization devices for compressible suspensions using conventional filtration theory and compressional rheology // Powder Technology. 2019, vol. 346, pp. 49—56. DOI: 10.1016/j.powtec.2019.01.056.

8. Красный Б. Л., Зимбовский И. Г. Химический способ восстановления фильтрующей способности керамических фильтрующих элементов // Черные металлы. — 2021. — № 11. DOI: 10.17580/chm.2021.11.01.

9. Белоглазов И. H. Фильтрование технологических пульп. — М.: Руда и металлы, 2003. — 320 с.

10. Gupta A. K., Yan D. S. Mineral processing design and operations. 2016, pp. 471—506. DOI: 10.1016/B978-0-444-63589-1.00014-9.

11. Красный А. Б., Королев М. Н., Круглов А. В., Дмитракова У. В. Дисковый вакуумный фильтр и способ фильтрования суспензий. Патент РФ № RU 2 688 574 С1, 2019.

12. Кожонов А. К., Молмакова М. С., Дуйшонбаев Н. П. Выявление возможных причин проблем при обезвоживании продуктов флотационного обогащения // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. — 2018. — Т. 16. — № 3. — С. 17—24.

13. Liu H., You K. Optimization of dewatering process of concentrate pressure filtering by support vector regression // Scientific Reports. 2022, vol. 12, no. 1. DOI: 10.1038/s41598-022-11259-9.

14. Тунгучбекова Ж. Т., Ибраева Ж., Мурзубраимов Б. М., Ысманов Э. М., Шабданова Э. А. Определение гранулометрического состава фильтрационного кека методом ситового анализа // Бюллетень науки и практики. — 2023. — № 5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opredeleniegranulometricheskogo-sostava-filtratsionnogo-keka-metodom-sitovogo-analiza (дата обращения: 09.07.2025).

15. Жужиков В. А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. — М.: Химия, 1980. — 398 с.

16. Zhuo Q., Liu W., Xu H., Wang D. Effect of particle size distribution on filter cake pore structure and coal slurry dewatering process // International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2020, vol. 42, no. 6, pp. 1879—1894. DOI: 10.1080/19392699.2020.1781830.

17. Ghanbarian B., Hunt A. G., Bittelli M., Tuller M., Arthur E. Estimating specific surface area: Incorporating the effect of surface roughness and probing molecule size // Soil Science Society of America Journal. 2021, vol. 85, no. 3, pp. 534—545. DOI: 10.1002/saj2.20231.

18. Дмитракова У. В., Круглов А. В., Юшина Т. И. Повышение эффективности процесса обезвоживания руд цветных металлов / Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: материалы XXIV Международной научно-технической конференции, проводимой в рамках XVII Уральской горнопромышленной декады. — Екатеринбург, 2019. — С. 179—184.

19. Чантурия В. А. Научное обоснование и разработка инновационных процессов комплексной переработки минерального сырья // Горный журнал. — 2017. — № 11. — С. 7—13. DOI: 10.17580/gzh.2017.11.01.

20. Александрова Т. Н., Орлова А. В., Таранов В. А. Современное состояние переработки медных руд (обзор). Известия высших учебных заведений // Цветная металлургия. — 2021. — № 3. — С. 4—14. DOI: 10.17073/0021-3438-2021-3-4-14.