Способ измельчения минерального сырья

Авторы патента:

Кондратьев Сергей Александрович (RU)

B02C23/06 - использование вспомогательных сред, способствующих измельчению обрабатываемого материала

Владельцы патента RU 2347620:

Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к измельчению минерального сырья, и может быть использовано при переработке рудного и нерудного минерального сырья, в частности, при обогащении полезных ископаемых методом флотации. Способ измельчения минерального сырья включает подачу в мельницу измельчаемого материала, по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества, и мокрое измельчение. В качестве поверхностно-активных веществ используют фторированные одноатомные спирты предельного ряда с общей формулой Н-(CF₂CF₂)_n-CH₂-OH, где n=1÷5, в количестве 25÷100 г на тонну измельчаемого материала. Технический результат заключается в повышении эффективности процесса обогащения за счет роста селективности раскрытия полезного компонента, повышении извлечения и улучшении качества концентрата при последующем обогащении. 1 н.п. ф-лы, 1 табл.

Техническое решение относится к горнорудной промышленности, а именно к измельчению минерального сырья, и может быть использовано при переработке рудного и нерудного минерального сырья, в частности, при обогащении полезных ископаемых методом флотации.

Известен способ измельчения минерального сырья по авт.св. СССР №1618445, В02С 19/18, 23/06, опубл. в БИ №1, 1991 г., включающий предварительную обработку минерального сырья водным раствором поверхностно-активных веществ (ПАВ) и последующее механическое измельчение. При этом на минеральное сырье в процессе предварительной обработки его водным раствором ПАВ дополнительно воздействуют импульсными электрическими разрядами.

К недостаткам указанного способа следует отнести невысокое извлечение полезного компонента (вольфрамита) по сравнению с контрольным опытом. Это связано с применением ПАВ ОП-10, которое не в полной мере реализует эффект Ребиндера. Другим существенным недостатком является неконтролируемое изменение ионного состава водной фазы пульпы при электроимпульсной обработке минерального сырья, которое может привести к нарушению последующего технологического процесса.

Наиболее близким к техническому решению по сущности и совокупности существенных признаков является способ мокрого измельчения полезных ископаемых в барабанной мельнице в присутствии ПАВ при непрерывной загрузке в нее полезных ископаемых и воды, непрерывной выгрузке из нее водной суспензии измельченного материала с последующим его обогащением (Митрофанов С.И. Селективная флотация. М.: Недра, 1967. - С. 330).

Недостатком этого способа является низкая эффективность процесса обогащения, связанная с качеством используемых ПАВ.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение эффективности процесса обогащения за счет роста селективности раскрытия полезного компонента при измельчении минерального сырья, а также за счет повышения извлечения и улучшения качества концентрата при последующем обогащении.

Поставленная задача достигается тем, что в способе измельчения минерального сырья, включающем подачу в мельницу измельчаемого материала, по меньшей мере одного ПАВ, и мокрое измельчение, согласно техническому решению в качестве ПАВ используют фторированные одноатомные спирты предельного ряда с общей формулой H-(CF₂CF₂)_n-CH₂-OH, где n=1÷5, в количестве 25÷100 г на тонну измельчаемого материала.

Введение в мельницу указанных фторированных одноатомных спиртов приводит к адсорбции их молекул на стенках микротрещин измельчаемого материала, в том числе и трещин, образовавшихся по плоскостям срастания частиц различных минералов. При этом согласно эффекту Ребиндера снижается механическая прочность срастания частиц минералов различной природы. При измельчении разрушение частиц происходит по наиболее ослабленным связям, в том числе и по плоскостям срастания частиц минералов. В результате происходит их селективное разделение, снижается количество сростков. При последующем обогащении полезный компонент извлекают из смеси минералов полнее. Потери, связанные со сростками частиц минералов пустой породы с полезным компонентом, значительно снижаются. Одновременно снижается количество сростков в концентрате, что повышает его качество.

Повышение качества раскрытия полезных компонентов минерального сырья связано в первую очередь со спецификой химического соединения и более сильным влиянием групп CF₂ на величину поверхностной энергии. По сравнению с гомологическими рядами гидрированных ПАВ влияние группы CF₂ на критическую концентрацию мицелообразования эквивалентно 1,5÷1,8 СН₂ группам. Имея меньшие размеры гидрофобных хвостов, молекулы фторированных спиртов проникают в поры и трещины, образовавшиеся на местах срастания частиц минералов различного вещественного состава, ослабляют прочность их связи. Этим фторированные спирты обеспечивают не столько сокращение времени процесса измельчения продукта, сколько качественное разделение минералов различного вещественного состава. Таким образом, эффективность процесса обогащения повышается за счет роста селективности раскрытия полезного компонента при измельчении материала в присутствии указанных ПАВ.

Способ реализуют следующим образом. Исходное минеральное сырье с водой загружают в мельницу, одновременно в нее дозируют по меньшей мере одно ПАВ - фторированный одноатомный спирт предельного ряда, например Н-(CF₂CF₂)₃-СН₂-ОН, в количестве 25÷100 г на тонну измельчаемого материала. После измельчения материал направляют на обогащение, например на флотацию.

Способ поясняется на примере обогащения медно-пирротиновой руды, содержащей 2,15÷2,3% Cu и 1,04÷1,12% Ni.

Руду крупностью - 3 мм подвергают мокрому измельчению, например, в рольганговой мельнице до крупности 89% класса - 0,071 мм. Измельченную при различных расходах ПАВ руду обогащают флотационным способом.

В качестве показателей обогащения принята сумма ∑ε_кол извлечений меди и никеля в концентрат коллективной флотации и суммарное извлечение ∑ε полезных компонентов в концентрат коллективной и контрольной флотаций.

Результаты лабораторных опытов представлены в таблице. Из приведенных данных следует, что без подачи на измельчение ПАВ извлечение меди и никеля в концентрат коллективной флотации равно 87,9 и 63,0% соответственно. Сумма ∑ε_кол составила 150,9%, a ∑ε 174,1%. При подаче ПАВ на измельчение в количестве 50 г/т руды извлечение меди составило 91,1% и 67,3% никеля. ∑ε_кол составила 158,4%, a ∑ε в концентрат коллективной и контрольной флотации поднялась до 179,4%. При расходе ПАВ 25 г/т руды показатели флотации снизились, но, учитывая сокращение расхода ПАВ в два раза, данный режим также может быть рекомендован для измельчения минерального сырья перед последующим флотационным обогащением. Из таблицы следует, что увеличение расхода ПАВ на измельчение свыше 100 г/т руды не может быть рекомендовано из-за низких показателей обогащения. Если при расходе ПАВ 100 г/т руды суммарное извлечение полезных компонентов при обогащении составило 177,2% (выше нулевого опыта на 3,1%), то при расходе 200 г/т 170% (ниже нулевого). Возможно одновременное использование нескольких ПАВ.

Таким образом, использование указанных фторированных спиртов при измельчении минерального сырья позволяет повысить эффективность процесса обогащения за счет роста селективности раскрытия полезного компонента, повышения извлечения и улучшения качества концентрата при последующем обогащении.

Результаты обогащения медно-пирротиновой руды с использованием в измельчении ПАВ - фторированных спиртов, например Н-(CF₂CF₂)₃-СН₂-ОН
Расход ПАВ, г/т руды	Продукты	Выход, %	Содержание, %	Извлечение, %	∑ε_кол	∑ε осн + контр
Cu	Ni	Cu	Ni
0	Кт осн Кт контр Хвосты	21,9 10,5 67,6	9,862 1,452 0,19	3,0795 1,693 0,32	87,9 6,6 5,5	63,0 16,6 20,4	150,9	174,1
Исходная	100	2,30	1,07	100	100
25	Кт осн Кт контр Хвосты	20,5 9,1 70,4	9,663 1,005 0,15	3,642 1,791 0,30	91,0 4,2 4,8	66,6 14,5 18,9	157,6	176,3
Исходная	100	2,18	1,12	100	100
50	Кт осн Кт контр Хвосты	22,0 10,4 67,6	9,27 0,9796 0,144	3,345 1,726 0,26	91,1 4,6 4,3	67,3 16,4 16,3	158,4	179,4
Исходная	100	2,24	1,09	100	100
100	Кт осн Кт контр Хвосты	18,0 13,1 68,9	10,7 1,46 0,11	3,02 2,25 0,29	87,7 8,7 3,6	52,4 28,4 19,2	140,1	177,2
Исходная	100	2,20	1,04	100	100
200	Кт осн Кт контр Хвосты	16,6 12,8 70,6	10,91 1,795 0,16	2,034 2,453 0,37	84,1 10,7 5,2	45,7 29,5 24,8	129,8	170,0
Исходная	100	2,15	1,06	100	100

Способ измельчения минерального сырья, включающий подачу в мельницу измельчаемого материала, по меньшей мере, одного поверхностно-активного вещества и мокрое измельчение, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активных веществ используют фторированные одноатомные спирты предельного ряда с общей формулой H-(CF₂CF₂)_n-CH₂-OH, где n=1÷5, в количестве 25÷100 г на тонну измельчаемого материала.

Изобретение относится к смеси для разрушения пористых горных пород и может найти применение в горнодобывающей промышленности. .

Установка криогенного измельчения с температурным контролем зон // 2245193

Изобретение относится к области дробления и измельчения различных материалов и может быть использовано в пищевой, строительной, химической промышленности и при переработке вторичного сырья.

Способ переработки изношенных шин // 2177408

Изобретение относится к технике утилизации полимерных материалов и позволяет при его использовании уменьшить энергозатраты и повысить производительность при переработке изношенных шин различных транспортных средств.

Способ переработки металлургических шлаков // 2153398

Изобретение относится к технологии разделения твердых металлургических шлаков и может быть использовано для извлечения металла из шлаковой массы и, кроме того, в производстве строительных дорожных материалов из продуктов переработки шлаков, в частности шлаковяжущей смеси для устройства основания и покрытия автомобильных дорог.

Реактивная мельница // 2144428

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства и используется при измельчении зерновых культур. .

Устройство для нагревания и измельчения материалов // 2140326

Способ разрушения резины резинотехнических изделий // 2125515

Изобретение относится к области утилизации промышленных отходов, преимущественно к утилизации резинотехнических изделий (РТИ), в частности изношенных автопокрышек.

Способ дисперсного измельчения кусковых материалов природного шельфа // 2119824

Изобретение относится к области химического и строительного машиностроения и может быть использовано для получения дисперсного состава жидких растворов и смесей природных неметаллических материалов.

Способ измельчения непереработанного бурого угля // 2109569

Изобретение относится к способам измельчения материалов. .

Способ мокрого помола твердого материала // 2077133

Устройство для механоактивации и измельчения материалов // 2385766

Изобретение относится к устройствам для механоактивации и измельчения материалов различной твердости и может быть использовано в энергетике, строительной, горнорудной, металлургической, химической промышленности, в медицине и других отраслях, для получения тонкодисперсных многокомпонентных смесей различных минералов, полимеров и порошков

Технологическая линия для механоактивации и измельчения материалов // 2385770

Изобретение относится к оборудованию для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в строительной промышленности, пищевой, медицине, в химической, горно-рудной и других отраслях промышленности

Способ утилизации резинотехнических изделий и устройство для его осуществления // 2386536

Изобретение относится к области утилизации промышленных и бытовых резинотехнических отходов различной толщины, в частности к технологии переработки резинотехнических изделий, например изношенных, бракованных и т.п

Фармацевтические композиции // 2412686

Изобретение относится к способу микронизации фармацевтически активных агентов, плохо растворимых в воде и/или химически или термически нестабильных, который включает суспендирование фармацевтически активного агента в газе пропелленте или сжатом газе и обработку этой суспензии с помощью гомогенизации при высоком давлении с получением сухого порошка после сброса давления

Механохимический способ измельчения алмазов // 2415717

Изобретение относится к области получения алмазов в нанометровом диапазоне характерных размеров

Измельчитель растительного сырья // 2456082

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для измельчения и стерилизации растительного сырья в сельскохозяйственном и лесохозяйственном производствах

Способ получения полупроводниковых наночастиц, заканчивающихся стабильным кислородом // 2513179

Изобретение относится к способу получения неорганических полупроводниковых наночастиц из сыпучего материала. Способ заключается в том, что подготавливают неорганический сыпучий полупроводниковый материал 14, который перемалывают при температуре от 100°С до 200°С в присутствии выбранного восстанавливающего агента. При этом вышеуказанный агент химическим путем восстанавливает оксиды одного или нескольких составных элементов полупроводникового материала, образующиеся при размоле, или предотвращает их образование будучи преимущественно окисленным. В результате получают полупроводниковые наночастицы неорганического сыпучего полупроводникового материала, имеющие стабильную поверхность, обеспечивающую электрический контакт между наночастицами, причем средства размола и/или один или более компонентов мельницы включают выбранный восстанавливающий агент, который представляет собой металл, выбранный из группы, включающей железо, хром, кобальт, никель, олово, титан, вольфрам, ванадий и алюминий, или сплав, содержащий один или более из этих металлов. Способ обеспечивает возможность получения неорганических полупроводниковых наночастиц, имеющих стабильную поверхность, а именно стабильных наночастиц кремния с полупроводниковыми свойствами. 9 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Машина для сухой оттирки // 2514054

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для сухой очистки и обогащения полезных ископаемых - оттирочным машинам - и может найти применение для обогащения различных сыпучих материалов, например, для обогащения стекольных песков. Машина для сухой оттирки содержит цилиндрический корпус, трубу для подачи исходного материала, патрубок для вывода материала, и привод ротора. Распределитель исходного материала, выполненный в виде неподвижного конуса и расположенный непосредственно над ротором. Кольцевые полки, расположенные на боковой стенке корпуса, патрубок для вывода мелкой пылевидной фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса. Ротор расположен на валу в корпусе и выполнен в виде цилиндра высотой, равной зоне оттирки, и снабжен радиальными лопатками. Промышленный вентилятор, технологически связанный с патрубком для вывода мелкой пылевидной фракции вместе с воздушным потоком. Труба для подачи исходного материала расположена непосредственно над распределителем исходного материала. Патрубок для вывода конечного продукта расположен в нижней части корпуса. Технический результат - повышение эффективности оттирки материала и разделения материала на фракцию готового продукта и на мелкую пылевидную фракцию непосредственно в оттирочной машине.1 ил.

Способ разрушения горных пород // 2564868

Способ предназначен для дробления и измельчения электрическими импульсными разрядами горных пород, в том числе содержащих ограночное сырье. Горную породу размещают в жидкости. Жидкость заполняет корпус (3) с электродами (4, 7). На высоковольтный электрод (4) подают импульс высокого напряжения. Горную породу разрушают путем электрического пробоя толщи кусков и классифицируют ее. В процессе разрушения вода циркулирует как непрерывный поток со скоростью 3-6 л/с в межэлектродном промежутке по каналу. Канал образован между высоковольтным электродом и изолятором (6). Энергию разряда выбирают из соотношения , где W - энергия разряда, Дж, ρ - плотность материала, кг/м3, l - межэлектродное расстояние, м, σ - предел прочности разрушаемого материала, н/м2. 2 табл., 2 ил.

Способ измельчения железомарганцевой руды сложного состава // 2574690

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых. Гематит-браунитовые и магнетитовые типы железомарганцевой руды раздельно дробят в щековой дробилке. Руды раздельно измельчают в течение 30 минут в планетарной мельнице с введением диспергатора. В качестве диспергатора используют 1%-ный раствор хлорида магния при соотношении Т:Ж как 1:1. Изобретение повышает эффективность раскрытия сростков и снижение доли шлама в измельчаемой руде. 2 ил.