Флотация (часть 2)

17 декабря 2021 года

«Русская медная компания» инвестирует в модернизацию флотационной установки «РИВС»

В этом году ведущий российский поставщик флотационной технологии — базирующаяся в Санкт-Петербурге компания «РИВС» анонсировала поставку трехкамерной флотационной машины модели RIF-25 на шахту Александринской ГРК, принадлежащую «Русской медной компании». Это оборудование монтируется в главном здании горно-обогатительной фабрики как часть программы технического переоборудования.

Новая флотационная машина будет снабжена автоматической системой стабилизации уровня шлама и расхода воздуха (АССУП-РВ), спроектированной так, чтобы автоматически управлять уровнем шлама в каскаде флотационной машины при переменной подаче сырья на каскад, а также чтобы стабилизировать расход воздуха, подаваемого на каскад флотационной машины.

В мае 2021 года АО «АГК» запустило двухкамерную одноступенчатую флотационную машину RIF-25 с объемом камеры 25 м³ компании «РИВС», снабженную системой автоматизации.

Вся флотационная фабрика на обогатительном заводе АГК снабжены флотационными машинами производства «РИВС». Специалисты двух этих предприятий успешно проработали схему взаимодействия во время эксплуатации и технического обслуживания флотационного оборудования, что сделало возможной модернизацию без остановки производства и в кратчайшие сроки.

Двухкамерная одноступенчатая флотационная машина RIF-25 пришла на смену оборудованию, которое работало с момента основания завода. Камеры новых трехкамерных установок имеют большой объем и снабжены U-образной секцией. Такая конструкция улучшает эффективность обогащения медной руды.

В «Русской медной компании» заявили: «Обновленная установка введена в эксплуатацию в составе ежегодной программы АГК по техническому обновлению производства. Благодаря совместной работе специалистов завода концентрата и представителей изготовителя флотационная машина заменена без прерывания производства за 15 календарных дней. Стоимость проекта модернизации флотационных установок оценивается в 30 млн рублей».

Обогатительная фабрика Александринской горнорудной компании расположена в Нагайбакском районе Челябинской области. Этот объект был введен в эксплуатацию в 2001 году, а в 2014 году завершилась реконструкция производства на фабрике, после чего производительность по руде удво­илась — до 800 000 тонн в год. Кроме того, как часть реконструкции была увеличена площадь главного здания доводки, а также был создан открытый склад руды для хранения сырья. Работы проводились без остановки основного производства.

Четыре года спустя началась крупная модернизация, нацеленная на улучшение экологической безопасности и снижение остаточного содержания влаги в поставляемом концентрате почти в полтора раза. Инвестиции в проект составили более 150 млн рублей. В 2020 году был завершен следующий этап модернизации: на предприятии смонтированы новые фильтр-прессы общей сто­имостью более 200 млн рублей, предназначенные для производства медных и цинковых концентратов. К 2021 году фабрика обработала 10 млн тонн руды.

В ноябре прошлого года в «РИВС» также анонсировали поставку пневмомеханических флотационных машин объемом 10 и 50 м³, а также чанов подготовки пульпы 50 м³ на железный рудник «Андрей Варичев» Михайловского ГОКа (часть «Металлоинвеста»). Поставляемое «РИВС» оборудование снабжается необходимыми системами автоматизации и системой машинного зрения. Новые баки флотационных машин являются частью большого инвестиционного проекта на руднике с целью улучшить качество продукции посредством внедрения технологий грохочения от компании Derrick. В настоящий момент на руднике «Андрей Варичев» Михайловского ГОКа проходит второй этап проекта — строительство нового здания для дополнительного обогащения концентрата с помощью высокоэффективного оборудования: грохотов, мельниц и флотационного оборудования.

Доктор Райнер Имхоф, Maelgwyn и развитие реакторной флотации

Успешный монтаж завода пенной флотации Imhoflot на объекте «Бейонди» компании Kalium Lakes по переработке сульфата поташа в Западной Австралии означает широкое принятие реакторной флотации в переработке минерального сырья. Майк Баттерсби (Mike Battersby), председатель и управляющий директор компании Maelgwyn Mineral Services, сказал корреспонденту International Mining: «Для одних это сюрприз, для других — нет, но достижение данного этапа заняло 40 лет! Можно сравнить с прорывом в пульверизации в связи с использованием роллер-прессов (HPGR), ког­да, несмотря на очевидные преимущества повышенной производительности и сниженного энергопотребления по сравнению с существовавшим на тот момент оборудованием, потребовалось более 40 лет, чтобы эту технологию приняли в сфере обработки рудных минералов. Интересно, что истоки как реакторной флотации, так и технологии HPGR имеют отношение к одному и тому же немецкому университету, где проводили свои независимые исследования два профессора».

Установка на объекте «Бейонди» является кульминацией работы всей жизни доктора Райнера Имхофа, который приближается к своему 80-летию и, преодолевая множество препятствий на своем пути, разрабатывает технологию почти 50 лет. Эта история начинается в Клаустальском техническом университете, Германия, где в 1972 году Имхоф начал свои исследования для докторской диссертации, посвященной переработке минерального сырья. В то же самое время в университете профессор Альберт Бар разрабатывал концепции нового типа пенной флотации — пневматическую флотацию. Доктор Имхоф помогал профессору Бару в проектировании лабораторных флотационных камер, которые позже стали называться «камерами Бара». «Нужно сказать, что в то же время в другом немецком университете, Берлинском техническом, профессор Вольфганг Симонис проводил сходные исследования пневматической флотации, в результате которых появилась камера Симониса. Бар и Симонис до некоторой степени сотрудничали, однако у каждого были различные идеи о том, как применить концепции в оборудовании на практике».

В 1979 году доктор Имхоф присоединился к KHD Humbold Wedag в качестве менеджера научных разработок. Компания KHD уже получила отдельные лицензии на использование камеры Бара и камеры Симониса. Задачей доктора Имхофа было преобразовать имеющуюся технологию в практическое флотационное оборудование с коммерчес­ким потенциалом, что привело к нескольким продажам. Однако вмешалась политика компании. KHD Humboldt Wedag — результат объединения в 1970-х годах нескольких компаний по производству оборудования. «Были технические разногласия между различными группами, существовавшими на основе исходных компаний.

Одни предпочитали камеру Бара, другие — Симониса, третьи — иной тип флотации, циклонный, разработанный в KHD. В конце концов, руководство решило закрыть все три разработки и продавать только лицензированные обычные флотационные камеры. Лицензия на камеры Бара также была продана трем другим компаниям, и эта концепция все-таки была несколько раз реализована, в частнос­ти, в переработке угля и каолина. Случай с камерой Симониса интересен по-своему. Профессор Симонис совместно с Зигфридом Хайнтгесом из KHD как изобретатели получили патент в 1983 году, но с прекращением финансирования со стороны KHD разработка камеры Симониса остановилась».

Однако концепция Симониса, в которой вертикальная труба с нисходящим потоком засасывает воздух, переносит его в пульпу, а затем в сепарационный сосуд, была поддержана профессором Джеймсоном из Университета Ньюкасла в Австралии. Профессор Джеймсон, проведя некоторое время в обществе Бара и Симониса в Германии, внес некоторые оригинальные идеи, которые позволили ему в сентябре 1986 года подать заявку на патент на «Улучшенный метод и аппарат вертикальной флотации» — камеру Джеймсона. Международный патент был получен, и камера Джеймсона была лицензирована для австралийской компании Mt Isa Mines Ltd (MIM), а затем коммерциализирована и продавалась третьим сторонам через компанию MIM Technologies.

Доктор Имхоф продолжал разработку технологии пневматической флотации в компании EKOF, специализирующейся на поставке реагентов для флотации, где похожая флотационная камера называлась Ekoflot. В результате в конце 1980-х — начале 1990‑х годов было произведено более 20 установок, применявшихся в переработке угля, промышленных минералов и в ликвидации последствий. И снова возникли корпоративные проблемы. Продажи оборудования не были основным бизнесом EKOF и были остановлены. «Но к этому моменту доктор Имхоф придумал улучшенный метод создания более мелких пузырьков, что обеспечивало больше усилия сдвига и энергии в контактной зоне реактора и позволяло пузырькам более эффективно цеплять поддающиеся флотации частицы, — технология получила название «реакторная флотация».

В 1997 году доктор Имхоф получил право собственности на свои патенты и основал компанию Maelgwyn Mineral Services Ltd. Наконец-то он получил возможность развивать свои идеи без ограничений. В Maelgwyn технология называлась Imhoflot, что отразило 25 лет, потраченных доктором Имхофом на развитие концепции. Первой камерой была вертикальная V-Cell, но использовались различные идеи. При реакторной флотации контакт между пузырьком и частицей происходит в реакторе. Соответствующий резервуар — камера — просто позволяет пузырькам всплывать и отделять богатую пену от пены с пустой породой. Затем доктор Имхоф изобрел камеру G-Cell, где уже насыщенная воздухом пульпа вводится в камеру по касательной, тем самым прилагая к пене центробежную силу».

Это позволило быстрее отделять пену от пустой породы, что приводит к требованию сильного увеличения размера камеры. Краткость сепарации также снижает увлечение пустой породы с пеной, в результате давая концентраты более высокого качества. Камеры lmhoflot G-Cell получили международную патентную защиту и выиграли несколько национальных инновационных наград. «Компания Maelgwyn Mineral Services поставила множество флотационных установок lmhoflot по всему миру для различных облас­тей применения, в том числе для работы с сульфидами золота, цветными металлами, железной рудой и промышленными минералами.

Две сферы влияния — это извлечение молибдена из медных руд и обработка поташа. Для молибдена более короткое время отделения пены в камере Imhoflot обеспечило большое ценовое преимущество в затратах на потребляемые реагенты. Для поташа компания lmhoflot стала мировым лидером рынка в технологии флотации, поставляя флотационные установки в Европу и Южную Америку крупным добывающим компаниям, таким как K+S и “Беларуськалий”, поскольку там требуется высокая селективность флотации тонкой фракции».

Проект с сульфатом поташа в Бейонди, принадлежащий компании Kalium Lakes Ltd, является первым в своем роде в Австралии, направленным на производство сульфата поташа премиального сегмента из природных солевых растворов Западной Австралии, а не посредством более дорогостоящего химического процесса Мангейма. С компанией Maelgwyn Mineral Services связались эксперты по проектированию технологичес­кого процесса и ведущие инженеры K-UTEC AG Salt Technologies и Ebtec из Германии для поставки флотационной установки для процесса обогащения сульфата поташа в Бейонди. Доктор Имхоф участвовал в консультациях относительно конструкции и выбора размеров установки Imhoflot начиная с лаборатории и испытаний опытной установки, которые прошли в Германии.

Сейчас доктор Имхоф отходит от управления повседневной деятельностью компании Maelgwyn Mineral Services, но будет консультантом, обучающим новых инженеров. Он остается директором, крупным акционером и сооснователем компании. Всю свою жизнь доктор Имхоф был «серийным изобретателем». Интересно, что в 25 патентах доктор Имхоф указан как «изобретатель». Кроме технологии флотации эти патенты охватывают широкий ди­апазон сфер, в том числе гравитационное разделение, пульверизацию, магнитные технологии, сортировку и управление технологическим процессом.

Технология Concorde от Metso Outotec появится в Маунт Кейт

Компания Metso Outotec заявляет, что будет поставлять новейшую технологию флотации для крупного производителя никеля в Западной Австралии как часть проекта по модернизации их концентратора. Запуск новых флотационных машин запланирован на 2022 год. Неразглашаемая стоимость заказа внесена в полученные заказы за третий квартал 2021 года. В недавней презентации на мероприятии «Копатели и продавцы» (Diggers & Dealers) 2021 года президент подразделения Nickel West компании BHP Эдди Хэгел (Eddy Haegel) сказал, что эта технология развертывается на их объекте «Маунт Кейт», где производительность концентратора увеличивается с 10,5 млн до 12 млн т/год, а затем и до 15 млн т/год.

Поставка Metso Outotec включает машину первичной флотации никеля, а также перечистную флотационную технологию на основе проприетарной технологии Concorde Celln^TM. Технология Concorde Cell^TM использует струю насыщенного воздухом шлама под высоким давлением, проходящую через дроссель для сцепления пузырьков и час­тиц. Эта технология была изначально изобретена профессором-лауреатом Грэмом Джеймсоном для улучшения флотации ультратонких частиц. Metso Outotec запустит технологию Concorde Cell™ этой осенью.

«Metso Outotec является ведущим поставщиком технологии флотации. Благодаря интенсивным исследованиям мы успешно разработали новую технологию флотации Concorde Cell™, обеспечивающую лучшую производительность в извлечении тонкодисперсных и ультратонкодисперсных частиц. Это ответ на глобальную тенденцию в отрасли к эффективному использованию ресурсов Земли с помощью более экологичес­ки эффективных технологий на более дробных и сложных рудных телах», — говорит Пол Зольберг (Paul Sohlberg), вице-президент линии сепарационного бизнеса в Metso Outotec. Технология Concorde Cell™ является частью портфолио «Положительное отношение к планете» (Planet Positive) компании Metso Outotec.

В Кадии развертывается четыре установки Eriez HydroFloat для второго этапа расширения

В январе 2021 года базирующаяся в городе Дельте (Британская Колумбия, Канада), компания Eriez^® Flotation, ведущий производитель инновационного оборудования для обработки минерального сырья, анонсировала, что поставит четыре сепаратора HydroFloat^® компании Newcrest Mining для использования на второй стадии расширения их объекта в долине Кадия (Cadia) в Южном Уэльсе, Австралия. Этот анонс последовал за успешной поставкой, пусконаладкой и выводом на производственные показатели четырех сепараторов Eriez CrossFlow и двух установок HydroFloats в составе демонстрационной установки флотации крупной фракции в Кадии в 2018 году.

Глобальный управляющий директор компании Eriez Flotation Эрик Васмунд (Eric Wasmund) говорит: «Когда второй этап проекта расширения в Кадии будет завершен, 100 % хвостов концентратора № 1 будут подвернуты повторной обработке, тем самым значительно улучшится общий коэффициент извлечения фабрики для первичного грубого помола».

Newcrest Mining является первой горнодобывающей компанией, которой удалось коммерциализировать флотацию крупной фракции HydroFloat в применении к сульфидам, а также первой компанией, применившей эту технологию в извлечении полезных материалов из хвостов. Васмунд говорит: «Компании Eriez сильно повезло сотрудничать с Newcrest в области флотации крупных частиц. Как партнеры, мы много узнали вместе». Управляющий директор подразделения Eriez-Australia Джеймс Кук (James Cooke) замечает: «Во время пусконаладки демонстрационной фабрики Eriez и Newcrest Mining тесно сотрудничали в совершенствовании технологии. По результатам было принято решение расширить область применения».

Васмунд рассказал корреспонденту International Mining: «В Eriez много лет работали над коммерциализацией технологии HydroFloat для флотации крупных час­тиц. Теперь мы видим значительный коммерческий успех этого продукта, с двумя крупными проектами, завершаемыми в этом году: первая и вторая линии «Кадия» компании Newcrest и «Кейявеко» компании Anglo American, — и еще с несколькими проектами на стадии демонстрации и планирования. Наши клиенты говорят нам, что выбор этих установок обусловлен желанием снизить производство мелкодисперсных хвостов, увеличить безопасность хранения хвостов, снизить водопотребление и требования к энергопотреблению. Эта технология — крупный шаг вперед в увеличении устойчивости горнодобывающей отрасли, и мы гордимся, что наша компания — часть этого процесса».

Jord предлагает флотацию крупных и мелких частиц в одном устройстве

Кевин Барбер (Kevin Barber), генеральный менеджер по ресурсам компании Jord International, говорит, что эта австралийская компания обеспечила права на поставку новой технологии флотации, разработанной профессором-лауреатом Грэмом Джеймсоном, под названием NovaCell™. «NovaCell™ обеспечивает эффективное извлечение крупных и мелкодисперсных частиц флотацией в одном устройстве без необходимости предшествующей установки удаления мелкодисперсных частиц, что упрощает схему технологического процесса и снижает энергопотребление мельничного контура на 40 % в некоторых случаях».

NovaCell™ обладает новой конфигурацией, которая создает оптимальные гидродинамические условия для флотационного извлечения как мелкодисперсных, так и крупных частиц. Сырье, попадающее в NovaCell™, распределяется по сливным трубам, где частицы и мелкие пузырьки сталкиваются в зоне высокого сдвига, идеальной для извлечения мелкодисперсных и ультрамелкодисперсных частиц.

Выходящий из сливных труб материал поступает на псевдоожиженный слой, где частично нагруженные пузыри окружают частицы в среде с низким усилием сдвига, идеальной для извлечения крупных частиц. Как мелкие, так и крупные частицы ценных минералов поднимаются в NovaCell™ и собираются в виде двух отдельных потоков. Высококачественный пенофлотационный концентрат собирается в верхней части камеры, а более крупные ценные частицы, отделившиеся от пены, — в перевернутом конусе в качестве второго крупнодисперсного продукта флотации. Крупнодисперсные частицы затем разделяются грохотом или циклоном для дальнейшей обработки. «Это позволяет оператору рудника выбраковывать значительную долю сырья на раннем этапе с сохранением высокого коэффициента извлечения. В результате можно снизить энергопотребление, нацелиться на более высокую пропускную способность мельницы и установить оборудование следующих этапов обработки меньшего размера».

Менеджер по флотации компании Jord International Шервин Морган (Sherwin Morgan) говорит, что эта технология испытана на большом диапазоне различных типов сложных руд. «NovaCell™ может применяться к драгоценным и цветным металлам, углю и промышленным минералам. Например, испытания на медь- и золотосодержащем порфире показали общий коэффициент извлечения меди 91 % при таком помоле, что 80 % сырья проходило через ~480-микронное сито. В дополнение к сильно увеличивающемуся извлечению эта технология производит крупнодисперсные хвосты для современных методик работы с хвостами, таких как ленточная фильтрация и сухое складирование. Она также включает поток рециркуляции для псевдоожижения слоя, тем самым снижая потребление установкой свежей приточной воды».

Профессор-лауреат Грэм Джеймсон говорит, что NovaCell™ — это передний край развития разделения крупных частиц. «NovaCell™ извлекает ценные частицы размером от одного микрона до одного миллиметра в случае цветных и драгоценных металлов и более двух миллиметров в случае угля. Это достигается посредством простой схемы технологического процесса, где установка NovaCell™ обрабатывает весь поток сырья без необходимости удаления мелкодисперсной фракции. Технология также является природосберегающей, так как снижает потребление энергии и воды».

Сегодня Jord сотрудничает с партнерами в отрасли с целью полномасштабного применения этой технологии. Компания имеет 50‑летний опыт модульного проектирования, изготовления и монтажа обогатительных установок. Она предлагает технологию NovaCell™ в форме поставляемого оборудования или законченного решения с испытательной сборкой, если необходимо.

Новые коллекторы для флотации шламов: увеличение долгосрочной перспективы добычи железа

Группа проекта Clariant в составе Ливии Маркес Фаустино, Наталии Прадо Коста, Леандро Сеишаш Бикалхо и Вагнера Клаудио да Сильва проанализировала для International Mining роль, которую их установка FLOTINOR™ 5530, специально разработанная для обратной флотации ультрамелкодисперсной железной руды, играет в отрасли.

«Горнодобывающая промышленность является фактором экологически устойчивого будущего, обеспечивая металлы и минералы, необходимые для поддержания низкоуглеродной экономики. Кроме того, горнодобывающие компании уделяют внимание снижению своего вклада в выбросы углекислого газа и улучшение экологичности производства. Чтобы максимально увеличить объем извлекаемых минералов и свести к минимуму объем отходов, горнодобыва­ющие компании обращают внимание на тонкие шламы, состоящие из мелких частиц, образующихся при измельчении минералов, чтобы достичь оптимального размера час­тиц для флотации».

Пенная флотация — технологический процесс, который использует воздушные пузырьки и различие в смачиваемости, чтобы отделять гидрофобные минералы от гидрофильных. Этот процесс наиболее эффективен в довольно узком диапазоне размеров частиц. Изменение размера частиц флотационного сырья посредством дробления, перемолки и классификации требует использования множества ступеней обесшламливания. В обогащении железной руды, например, крупная фракция возвращается в процесс дробления, пока не будет достигнут оптимальный размер частиц (от –300 до +10 мкм), а мелкие частицы или шламы (< 10 мкм) удаляются из процесса концентрации посредством перелива. Эти шламы дают потерю массы 10—30 % и потерю 40—50 % железа, содержащегося в руде. В то время как горнодобывающая отрасль озабочена исследованием более безопасных конечных пунктов размещения хвостов, Clariant заявляет о своей приверженности разработке экологичных решений для извлечения железа из шламов и включения высококачественных хвостов в переработку руды, чтобы вместо затрат на утилизацию появилась новая ценность.

«Селективная сепарация ценного минерала и пустой породы прежде всего зависит от физических характеристик трех фаз, участвующих в процессе флотации (частица, пузырек и жидкость). Физико-химические свойства, а также основные причины плохого коэффициента извлечения при флотации шламов отличаются от трудностей, с которыми приходится сталкиваться при флотации обычного сырья. Если трудности извлечения крупных частиц связаны с большой вероятностью их отделения от пузырьков, то низкий коэффициент извлечения в случае ультрадисперсных частиц шламов связан с низкой эффективностью столкновений между частицей и пузырьком».

Ультрадисперсные частицы более подвержены силам инерции и увлечению доминирующими гидродинамическими потоками. Кроме того, они не обладают достаточной энергией, чтобы прорвать мешающую жидкую пленку между частицами и пузырьками. «Существует критический уровень гидрофобности, необходимый для флотации, и он увеличивается с уменьшением размера частиц, что в дополнение к намного большей площади поверхности ультрадисперсных частиц требует увеличения дозировки коллектора. С реологической и гидродинами­ческой точек зрения, этот процесс требует значительного перемешивания, дисперсии частиц и разбавления пульпы для увеличения количества столкновений между частицами и пузырьками и эффективности закрепления».

Эти отличия от обычной флотации требуют особых решений флотации шламов. Гидрофобность частиц может быть увеличена посредством высоких доз реагентов, но превышение дозировки может на самом деле сделать поверхность минерала более гидрофильной, что снизит флотационную способность частицы. Поэтому флотация шламов требует специально подобранных химикатов, позволяющих увеличение дозировки и гидрофобности частиц без влияния на селективность, стабильность пены и общую производительность процесса.

В ответ на этот вызов группа применения и разработки компании Clariant сотрудничает с клиентами с целью разработать и испытать специальные коллекторы для снижения потерь ультрадисперсных частиц и извлечения ценностей из хвостов. Компания Clariant разработала FLOTINOR™ 5530 специально для обратной флотации ультрадисперсной железной руды, и флотационные испытания показали, что хотя и необходимы более высокие дозы коллектора по сравнению с испытаниями с обычным флотационным сырьем (с более крупными частицами), флотация хвостов с помощью FLOTINOR™ 5530 дала 64%-й железный концентрат с извлечением металла на 30 % лучше и при половинной дозе реагентов по сравнению с испытаниями флотации хвостов с помощью FLOTIGAM™ 7100. Кроме того, можно снизить содержание кремнезема в концентрате путем увеличения дозировки FLOTINOR™ 5530 без снижения извлечения металла ниже 40 %.

«В Clariant понимают, что флотация хвос­тов связана с особыми трудностями, требующими специализированных решений. Тщательная работа с трудностями флотации ультрадисперсных частиц помогает FLOTINOR™ 5530 увеличить объем извлекаемого железа, тем самым повышая ценность добытой руды и снижая количество отходов».

Источник: Журнал International Mining Октябрь 2021 https://im-mining.com/