Домашняя страница База знаний Блог Блог горной промышленности и металлургии Влияние качества воды на эффективность флотации
Горная промышленность Металлургия
мар 5, 2021

Влияние качества воды и содержания реагентов на эффективность флотации

Качество используемых технологических вод имеет решающее значение для процесса флотации. Существующие методы повторного использования и смешивания водных потоков разного качества в единый поток, не всегда позволяют достичь высокой степени извлечения и производства концентрата высокого качества. Достоверная информация о качестве и количестве технологической воды необходима для минимизации изменений pH, Eh, содержания органических веществ, взвешенных частиц, прозрачности, ионного состава, остаточного содержания реагентов и т.п., т.к. они могут повлиять на эффективность флотации.

Значительные потери извлечения металлов и качества концентрата могут возникнуть в тех случаях, когда при замкнутом водообороте на обогатительных фабриках, не учитывается комплексное регулирование водного режима. Изменение качества воды приводит к снижению стоимости конечной продукции (концентрата).

Степень извлечения и качество концентрата могут падать вследствие сокращения использования свежей воды при переходе к таким методам складирования хвостов как пастовое сгущение или сухое складирование. Такие методы обращения с хвостами приводят к более коротким замкнутым водным контурам с накоплением вредных компонентов в воде с точки зрения процесса обогащения.

Переход от традиционных к более современным методам складирования хвостов

Ужесточение экологического законодательства и рост дефицита водных ресурсов стимулируют обогатительные предприятия внедрять более современные методы складирования хвостов такие как сгущение хвостов, в том числе пастовое, и сухое складирование. Однако, эксплуатационные риски и возможные производственные потери не всегда учитываются заранее. Эксплуатационные риски возникают из-за ранее пренебрегаемых или даже неверно понимаемых изменений качества технологической воды, происходящих главным образом из-за изменений в методах складирования хвостов.

Основное отличие традиционного метода складирования от сгущения, пастового сгущения и сухого складирования заключается в увеличенном времени пребывания воды в технологических процессах и объёмах отбираемой воды. Если при традиционном складировании хвостов время пребывания воды составляет от 30 до 60 дней, то в более современных решениях время пребывания обычно составляет от 4 до 8 часов, что в результате приводит к различиям в качестве воды.

В традиционных хвостохранилищах длительное время пребывания приводит к биохимическим реакциям и разрушению в первую очередь органических молекул УФ-излучением. Все перечисленное в сочетании с длинными сроками осаждения потенциально должно привести к очищению воды до требуемого качества для повторного использования или сброса. Однако с применением новых методов обращения с хвостами времени для возникновения таких реакций недостаточно, в результате в контурах технологической воды возникает повышенное содержание тонких частиц и флотационных реагентов.

Качество воды в зависимости от целей использования

Для эффективной эксплуатации предприятия, важно понимать, какое качество воды необходимо для флотации тех или иных минералов. Важно также оценить какое влияние различные методы складирования хвостов, местные климатические условия, а также требования к качеству и количеству воды окажут на степень извлечения ценных компонентов. Компания Metso Outotec обладает большим опытом и ноу-хау для проведения подобного анализа и предлагает своим заказчикам комплексный подход к управлению водными ресурсами.

На Рисунке 1 показан пример различных качеств воды, используемых на обогатительной фабрике, что приводит к плохой Ni флотации. На первом фото показано качество местной речной воды, используемой в качестве подпиточной для обогатительной фабрики. Эта необработанная вода содержит гуминовые кислоты, являющиеся природными антиоксидантами и очень эффективными хелатирующими агентами, блокирующими сцепление собирателя с минералом. Второй снимок получен из пруда-накопителя технологического воды обогатительной фабрики. На вид вода чистая, но содержит остаточные химические вещества, нежелательные органические вещества и бактерии. Остаточные флотационные реагенты могут поступать из других этапов флотации, вести к коллективной флотации в не предусматриваемых флотационных контурах. Тем временем, невидимые бактерии, в это же время “пожирают” флотационные реагенты и оседая на поверхности минералов блокируют сцепление флотореагентов с минералом. Последние два фото сняты с концентратных сгустителей, на них видно избыточное содержание тонких частиц в сливе, а также остаточные химические вещества, попадающие в потоки технологической воды.

 Различные пробы воды
Рисунок 1. Различные пробы воды, используемые на обогатительной фабрике.

Влияние этих качеств воды на извлечение Ni представлено на Рисунке 2. Извлечение никеля зависит от эффективности работы и селективности предшествующего Cu контура, а конечные результаты в значительной степени зависят от эффективности его работы. Как видно на Рис. 2, на извлечение Ni отрицательное влияние оказывает качество технологической воды, а также содержание взвешенных частиц по сравнению с водопроводной водой.

Воздействие «вредных» веществ на флотацию никеля
Рисунок 2. Воздействие «вредных» веществ на флотацию никеля.

В некоторых случаях с полиметаллическими рудами, оборотная вода из различных контуров должна отделяться от основного контура рециркуляции для того, чтобы избежать такие нежелательные явления как коллективная флотация или депрессирование ценных минералов. Такие контуры сепарированной воды уместны на ограниченных участках, где накопление реагентов, неорганических и органических веществ, растворённых веществ, ионный состав и микробная деятельность не оказывают влияния на извлечение при технологическом обогащении. Настоятельно рекомендуется производить очистку технологической воды в том случае, если технологическая вода возвращается в резервуар технологической воды и используется в основном во всех контурах технической воды, см. Рис. 3a и 3b.

Рис. 3a.  Отделение основных циклов воды для того, чтобы избежать возникновение нежелательных явлений на стациях флотации.
Рис. 3a.  Отделение основных циклов воды для того, чтобы избежать возникновение нежелательных явлений на стациях флотации.
Рис. 3b.  Отделение основных циклов воды для того, чтобы избежать возникновение нежелательных явлений на стациях флотации.
Рис. 3b.  Отделение основных циклов воды для того, чтобы избежать возникновение нежелательных явлений на стациях флотации.

На Рис. 3а изображён традиционный процесс, в котором очень эффективно смешивается вода различного качества. Что касается Рис. 3b, на нем показаны наиболее важные позиции очистки технологической воды (оранжевые кружки), улучшающие показатели флотации.

Комплекс для повторного использования воды

Outotec разработал новую установку повторного использования технической воды (PWRP), чтобы удовлетворить требования заказчиков по удалению отдельных вредных компонентов. Установка PWRP разработана для обогатительных фабрик обратной флотации Cu, Au и Fe и сочетает в себе модульный принцип конструкции, стабильные технологические показатели и простую конфигурацию.

Установка повторного использования технической воды
Рис. 4 Установка повторного использования технической воды

При избирательной флотации контуры сепарированной воды рекомендуется реализовывать через поточную систему контроля качества и количества воды (WQQM) в режиме реального времени. Решение WQQM помогает минимизировать сброс технических вод и таким образом воздействие на окружающую природную среду. Кроме того, сокращается потребление реагентов и улучшаются производственные показателей. Контроль качества воды позволяет быстро реагировать на изменения параметров процесса, происходящих из-за обилия компонентов, изменений химического состава или дозировок реагентов в контурах технологической воды. Грамотно выполняемая система WQQM позволяет увеличить объём повторно используемой воды и эксплуатационную эффективность, а также минимизировать негативные воздействия рециркулируемой воды на флотационное извлечение и качество,

Рис 5. Пример реализации онлайн системы для мониторинга и измерения качества и количества технологической воды с целью оптимизации процесса флотации
Рис 5. Пример реализации онлайн системы для мониторинга и измерения качества и количества технологической воды с целью оптимизации процесса флотации

Выводы

Процесс флотации практически любых минералов чувствителен к проблемам повторного использования технологической воды.  Поэтому важно понимать, как качество воды повлияет на извлечение и качество концентрата. Такое понимание для Metso Outotec является приоритетным.

Juha Saari, Kaj Jansson, Eija Saari, Piia Suvio
Metso Outotec, Исследовательский центр в г. Пори, Kuparitie 10, 28330 Pori, Finland
Metso Outotec, Rauhalanpuisto 9, 02231 Espoo, Finland

Горная промышленность Металлургия