С целью подбора флокулянтов для процесса сгущения медного концентрата ОФ АО «Михеевский ГОК» проведены лабораторные испытания. Пробы для исследований были отобраны непосредственно из технического процесса. Весь объём полученной пробы усреднялся, а затем разделялся на равные порции по 0,5 л при тщательном перемешивании исходного объема. При этом, каждая порция наполнялась за 3 приёма, в случайном порядке. Таким образом, всё отобранные порции имели максимально близкий к исходному материалу состав. Параметры исследуемых образцов представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Параметры пульпы.
| Продукт | Плотность твёрдого, г/см3 | Содержание твёрдого, % | Масса литра пульпы, г | pH |
| Исходное питание | 2,8 | 11,67 |
Перед проведением основного тестирования, был произведен предварительный выбор флокулянтов, демонстрирующих наилучшее образование флокул и чистоту слива. Были протестированы флокулянты BASF серии Magnafloc и Rheomax DR, разработанные специально для горнорудной отрасли:
Magnafloc® 10, 1011, 155, 336, 355, 5250
Rheomax DR® 1050
Флокулянты использовались в виде 0,025 % рабочего раствора, приготовленного по стандартной методике BASF (рис. 1).
Наилучший результат был показан реагентами Magnafloc 1011, 336 и 355 и Rheomax DR 1050.
Для подбора флокулянтов опыты проводились на пробе питания сгустителя с исходным содержанием твердого (20%). Флокулянты использовались в виде 0,025 % рабочего раствора, приготовленного по стандартной методике. Образцы были предварительно тщательно перемешаны для усреднения и помещены в градуированные цилиндры емкостью 500 мл, градуированные от 0 до 500 ед.
Рисунок 1. Иллюстрация к методике проведения исследования на сгущение.
Необходимый объем флокулянта (дозировка) был добавлен в цилиндры с образцами и перемешан равномерно (3 перемешивания). Замерялось время осаждения на участке от 450 до 350 ед. (5,25 см) и по полученным данным вычислялась скорость осаждения. Также через 30 минут замерялась высота слоя уплотненного осадка и визуально оценивалась чистота слива.
Чистота сливной воды (СW) определялась в относительных единицах по конусу мутности (рис. 2), который позволяет оперативно определить разницу в работе реагентов. Шкала имеет единицы от 0 до 49, возрастание значения CW означает уменьшение мутности. При показателе 40 единиц вода считается абсолютно чистая, данное значение соответствует содержанию твёрдого в сливе менее 200 мг/л, значение 20 единиц и менее соответствует содержанию твердого свыше 400 мг/л, чистота слива признается неудовлетворительной.
Рисунок 2. Конус мутности.
Результаты опытов представлены в таблице 2 и на рисунках 3-5.
Таблица 2 –Выбор типа флокулянта и его расхода исходной пульпы
| Продукт | Доза (г/т) | Время (сек) | Объём сгущенного (см3) | Скорость (м/ч) | Плотность сгущённого (г/л твёрд.) | Чистота слива (CW) |
| Мagnafloc 336 | 32,6 | 0,6 | ||||
| 43,5 | 1,0 | |||||
| 54,3 | 0,9 | |||||
| Мagnafloc 355 | 32,6 | 0,4 | ||||
| 43,5 | 420,5 | 0,4 | ||||
| 54,3 | 0,4 | |||||
| Мagnafloc 1011 | 32,6 | 0,6 | ||||
| 43,5 | 0,4 | |||||
| 54,3 | 0,4 | |||||
| Rheomax DR 1050 | 32,6 | 0,5 | ||||
| 43,5 | 1,0 | |||||
| 54,3 | 0,8 |
Рисунок 3. Зависимость скорости осаждения от типа и расхода флокулянтов
Рисунок 4. Зависимость плотности сгущенного продукта от расхода и типа флокулянтов
Рисунок 5. Зависимость чистоты слива от расхода и типа флокулянтов
По результатам проведенных исследований, можно сделать вывод, что в исследуемом диапазоне расходов наилучшая чистота слива была продемонстрирована реагентом Rheomax DR 1050. Скорость осаждения и плотность сгущенного продукта при этом были сопоставимы с результатами применяемого на данный момент реагента Magnafloc 336. Также стоит отметить, что при минимально исследованном расходе хорошие результаты по чистоте слива, скорости осаждения и плотности сгущенного продукта были продемонстрированы реагентом Magnafloc 1011, однако при повышении его расхода было отмечено значительное снижение скорости осаждения.
Результаты испытаний показали, что при расходе реагента на уровне 50 г/т, улучшаются показатели по скорости осаждения и плотности сгущенного продукта, при соблюдении чистоты слива. На основании ранее рассчитанной качественно-количественной схемы, производительность медного концентрата поступающей на сгущение составляет 42,18 т/час.
Количество концентрата с учетом коэффициентов неравномерности подачи питания и использования оборудования в год составит:
Qкгод = 42,18 • 24 • 365 • 0,91 • 1,05 = 353054,2 т
Необходимое количество реагента, при расходе 50 г/т, в год составит:
Nф = 353054,2 • 50 = 17,65
Таким образом, для осаждения годового объема концентрата потребуется 17,65 тонн реагента.
Учитывая разность цен двух видов реагентов, рассчитаем затраты на приобретение необходимого количества для потребностей осаждения концентрата в год.
Стоимость одной тонны применяемого в настоящий момент реагента Magnafloc 336 составляет 307 215 рублей, затраты (Зф) на годовую потребность составит (при 50 г/т):
ЗMagnafloc = 17,65 • 307215 = 5423177 руб
Стоимость реагента Rheomax DR 1050 составляет 293561 рубль за тонну. При том же расходе затраты на приобретения составят:
ЗRheomax = 17,65 • 293561 = 5182147 руб
Разница от стоимости приобритения реагентов составит (ЗMagnafloc - ЗRheomax):
Е = 5423177 – 5182147 = 241030 руб.
Таким образом, с применением реагента Rheomax экономический эффект составит 241 тыс. руб., а также улучшится чистота слива.