СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕМАГНИТНЫХ РУД ИЗ СОДЕРЖАЩЕГО НЕМАГНИТНЫЕ ЧАСТИЦЫ СУСПЕНЗИОННОГО МАССОВОГО ПОТОКА
METHOD OF PRODUCTION OF NON-MAGNETIC ORES CONTAINING NON-MAGNETIC PARTICLES OF A SUSPENSION MASS FLOW

Изобретение касается способа добычи немагнитных руд из содержащего немагнитные частицы суспензионного массового потока, включающего в себя шаги:
- смешивание массового потока с магнитными частицами по меньшей мере в одном смесительном устройстве с образованием агломератов частиц руды и магнитных частиц;
- подача массового потока в качестве подаваемого в сепаратор потока по меньшей мере в один магнитный сепаратор для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока;
- образование содержащего агломераты частиц руды и магнитных частиц потока концентрата сепаратора и содержащего прочие компоненты массового потока остаточного потока сепаратора;
- выделение частиц руды из содержащихся в потоке концентрата сепаратора агломератов частиц руды и магнитных частиц.
Применение флотационных камер для добычи руд из содержащего руду сыпучего материала широко известно. При этом во флотационную ячейку или, соответственно, флотационный реактор подается массовый поток в виде содержащей руду пульпы, т.е. по существу суспензии из воды, измельченной породы (жильной породы) и измельченной руды.
В рамках так называемых магнитных способов флотации содержащий пульпу массовый поток для образования так называемых агломератов частиц руды и магнитных частиц наполняется магнитными частицами, к которым, например, относятся магнитные частицы в виде магнетита (так называемый процесс «наполнения»). Для образования агломератов частиц руды и магнитных частиц обычно требуется предварительная гидрофобизация как частиц руды, так и магнитных частиц. Образование созданных, таким образом, по существу посредством гидрофобных взаимодействий или, соответственно, сил притяжения агломератов частиц руды и магнитных частиц происходит путем перемешивания исходных веществ в смесительном устройстве с учетом определенных параметров смешивания, таких как силы сдвига, время, температура и пр.
Содержащий агломераты частиц руды и магнитных частиц массовый поток затем в виде так называемого подаваемого в сепаратор потока подается в (первое) разделительное устройство в виде магнитного сепаратора. Магнитный сепаратор служит для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из массового потока или, соответственно, пульпы, т.е. агломераты частиц руды и магнитных частиц выносятся из пульпы и переводятся в так называемый поток концентрата сепаратора, который содержит по существу агломераты частиц руды и магнитных частиц, небольшие количества жильной породы, а также воду. Прочие компоненты или, соответственно, остатки (так называемые «хвосты») направляются в так называемый остаточный поток сепаратора.
Затем агломераты частиц руды и магнитных частиц расщепляются на их компоненты, т.е. частицы руды и магнитные частицы, так что эти частицы имеются одновременно в виде смеси, не будучи связаны, или, соответственно, отдельно (так называемый процесс «извлечения»). Обычно разделение агломератов частиц руды и магнитных частиц происходит посредством другого или второго разделительного устройства химическими способами с применением соответствующих химикатов, таких как растворители или тому подобные.
Отделение по существу изолированно имеющихся магнитных частиц от частиц руды и остальных компонентов происходит затем равным образом в рамках процесса «извлечения» посредством другого или третьего разделительного устройства, снова обычно в виде магнитного сепаратора или включающего в себя магнитный сепаратор, в котором магнитные частицы отделяются магнитным способом. После этого происходит разделение на первый массовый поток, содержащий магнитные частицы, и второй массовый поток, содержащий частицы руды, которые имеются отдельно друг от друга и в принципе или, соответственно, идеальным образом содержат только соответствующее чистое вещество, т.е. либо чистые магнитные частицы, либо чистые частицы руды.
Такого рода способ известен, например, из документа EP 2 090 367 A1, который касается способа непрерывной добычи немагнитных руд из пульпы, содержащей немагнитные частицы руды. При этом в непрерывно протекающую через реактор пульпу подаются магнитные или намагничиваемые магнитные частицы, которые образуют агломераты частиц руды и магнитных частиц с немагнитными частицами руды. Агломераты частиц руды и магнитных частиц посредством магнитного поля движутся в аккумулирующую область реактора и выводятся из аккумулирующей области реактора.
При известных способах, как правило, возникает проблема, что выделение соответствующих агломератов частиц руды и магнитных частиц из потока концентрата сепаратора не может осуществляться с достаточной эффективностью. Выделение всех агломератов частиц руды и магнитных частиц из потока концентрата сепаратора обычно невозможно, т.е. определенный не осажденный остаток агломератов частиц руды и магнитных частиц остается в потоке концентрата сепаратора. Это обосновывается преимущественно, во-первых, статистическими причинами, вследствие которых всегда определенная доля агломератов частиц руды и магнитных частиц не может осаждаться из потока концентрата сепаратора, а во-вторых, коэффициентом полезного действия магнитного сепаратора (первое разделительное устройство), применяемого для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока.
Соответственно, что касается всего процесса, как в отношении частиц руды, так и магнитных частиц, возникают определенные потери, потому что как не агломерированные частицы руды, или, соответственно, магнитные частицы, так и не выделенные из потока концентрата сепаратора агломераты частиц руды и магнитных частиц не доступны для дальнейшего использования или доступны только со значительными усилиями. Не осуществляется ни контроль процесса образования агломератов частиц руды и магнитных частиц, ни контроль процесса выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока.
Таким образом, в основе изобретения лежит задача указать улучшенный, в частности, в отношении контроля выхода процесса «наполнения», способ добычи немагнитных руд.
В соответствии с изобретением проблема решается с помощью способа добычи неметаллических руд из содержащего немагнитные частицы суспензионного массового потока, включающего в себя шаги:
- смешивание массового потока с магнитными частицами по меньшей мере в одном смесительном устройстве с образованием агломератов частиц руды и магнитных частиц;
- подача массового потока в качестве подаваемого в сепаратор потока по меньшей мере в один магнитный сепаратор для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока;
- образование содержащего агломераты частиц руды и магнитных частиц потока концентрата сепаратора и содержащего прочие компоненты массового потока остаточного потока сепаратора;
- выделение частиц руды из содержащихся в потоке концентрата сепаратора агломератов частиц руды и магнитных частиц,
который отличается тем, что для определения эффективности по меньшей мере одного шага процесса определяется по меньшей мере один показатель, указывающий величину доли частиц руды или магнитных частиц в подаваемом в сепаратор потоке и/или потоке концентрата сепаратора и/или остаточном потоке сепаратора.
Предлагаемый изобретением способ предусматривает количественное или качественное определение доли частиц руды или магнитных частиц или, соответственно, агломератов частиц руды и магнитных частиц. Это происходит на основании по меньшей мере одного показателя, указывающего величину доли частиц руды или магнитных частиц в подаваемом в сепаратор потоке и/или потоке концентрата сепаратора и/или остаточном потоке сепаратора.
Этот показатель позволяет делать заключения об эффективности или, соответственно, выходе процесса, в частности, процесса «наполнения», а также при необходимости и о следующих за выделением агломератов частиц руды и магнитных частиц, в частности, касающихся выделения частиц руды из агломератов частиц руды и магнитных частиц шагах процесса предлагаемого изобретением способа.
Следовательно, эффективность или, соответственно, выход шага процесса образования агломератов частиц руды и магнитных частиц и/или шага процесса выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока впервые может описываться качественно или количественно. Таким образом, могут получаться непосредственные или опосредствованные сведения о коэффициентах полезного действия соответствующих шагов процесса.
Определение указанного по меньшей мере одного параметра, указывающего величину доли частиц руды или магнитных частиц в подаваемом в сепаратор потоке и/или потоке концентрата сепаратора и/или остаточном потоке сепаратора происходит предпочтительно посредством способа рентгеновского анализа, в частности, рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) или рентгенодифрактометрического анализа (РДА). Разумеется, возможны также другие надлежащие методы определения этого показателя.
3
4
Под магнитными частицами в смысле изобретения должны пониматься все магнитные или намагничиваемые частицы. Только в качестве примера назовем ферромагнитные частицы, такие как магнетит (FeO).
2
Под частицами руды в смысле изобретения должны пониматься все немагнитные, т.е. ни обладающие даже слабыми магнитными свойствами первоначально или по отношению к магнитным частицам, ни намагничиваемые или по отношению к магнитным частицам даже слабо намагничиваемые частицы руды. Только в качестве примера назовем медные руды, такие как халькозин (CuS).
Выполняемое в рамках предлагаемого изобретением способа образование агломератов частиц руды и магнитных частиц, которые включают в себя по меньшей мере одну частицу руды и по меньшей мере одну магнитную частицу, происходит посредством по меньшей мере одного надлежащего смесительного устройства. Последующее осаждение агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока происходит посредством магнитного сепаратора, который при необходимости включает в себя несколько магнитных устройств. Выделение частиц руды из агломератов частиц руды и магнитных частиц происходит посредством надлежащих разделительных устройств.
Предусмотренное в рамках предлагаемого изобретением способа выделение частиц руды из осажденных агломератов частиц руды и магнитных частиц может осуществляться посредством шага способа подачи агломератов частиц руды и магнитных частиц в разделительное устройство, в котором агломераты частиц руды и магнитных частиц разделяются на смесь из отдельно имеющихся одновременно частиц руды и магнитных частиц, а также шага способа подачи смеси в разделительное устройство, в котором магнитные частицы посредством предусмотренного для разделительного устройства магнитного устройства магнитным способом выделяются из смеси, при этом образуется первый массовый поток, содержащий магнитные частицы, и второй массовый поток, содержащий частицы руды.
Таким образом, магнитный сепаратор для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока может называться первым разделительным устройством, разделительное устройство для разделения выделяемых из потока концентрата сепаратора агломератов частиц руды и магнитных частиц на смесь из отдельно имеющихся одновременно частиц руды и магнитных частиц вторым разделительным устройством, и разделительное устройство для выделения магнитных частиц из смеси третьим разделительным устройством.
Все разделительные устройства могут иметь одну или несколько принадлежащих им или предусмотренных для них областей разделения, разделительных камер, разделительных приспособлений или тому подобных.
Определение показателя может, например, осуществляться по остаткам, оставшимся после выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из потока концентрата сепаратора, т.е. по остаточному потоку сепаратора. Благодаря этому, в частности, возможно качественное рассмотрение выхода процесса «наполнения». Определенные содержания частиц руды и/или магнитных частиц в остаточном потоке сепаратора (так называемые «хвосты») указывают на то, что шаг процесса образования агломератов частиц руды и магнитных частиц должен оптимизироваться, так как в остатках имеется также определенное количество несвязанных, т.е. не агломерированных в агломераты частиц руды и магнитных частиц, частиц руды или, соответственно, магнитных частиц.
В частности, знание доли содержащихся в остатках частиц руды позволяют уже заранее делать заключения об эффективности или, соответственно, выходе, в частности, процесса «наполнения», т.е. по существу содержании частиц руды, связанных в агломератах частиц руды и магнитных частиц.
Определенные содержания агломератов частиц руды и магнитных частиц в остаточном потоке сепаратора указывают, напротив, на то, что должен оптимизироваться шаг процесса выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока.
Таким образом, уже на основании качественного вывода о при известных условиях изменяющихся во времени содержаниях частиц руды, магнитных частиц или агломератов частиц руды и магнитных частиц в остаточном потоке сепаратора могут получаться сведения об эффективности процесса, в частности, процесса «наполнения», чтобы таким образом при необходимости принимать соответствующие, поясняемые далее более подробно меры для повышения доли частиц руды, связанных в агломератах частиц руды и магнитных частиц, существенной для эффективности всего процесса.
Предпочтительно определяется по меньшей мере один показатель, указывающий величину доли частиц руды и магнитных частиц в подаваемом в сепаратор потоке и/или в потоке концентрата сепаратора и/или в остаточном потоке сепаратора. Т.е. можно получать сведения как о доле частиц руды, так и о доле магнитных частиц в соответствующих потоках, так что может реализовываться охватывающая картина эффективности соответствующих шагов процесса предлагаемого изобретением способа в отношении соответствующих долей как частиц руды, так и магнитных частиц.
Возможно также, чтобы показатель, указывающий величину доли частиц руды и/или магнитных частиц, определялся по меньшей мере для двух потоков, причем на основании этого показателя, в частности, после сравнения относящихся к соответствующим потокам, указывающих величину доли частиц руды и/или магнитных частиц показателей, устанавливался по меньшей мере один рабочий параметр смесительного устройства и/или магнитного сепаратора. Соответственно может, например, определяться содержание частиц руды и/или магнитных частиц в подаваемом в сепаратор потоке и сравниваться с соответствующими содержаниями в потоке концентрата сепаратора. При идеальном связывании частиц руды с магнитными частицами поток концентрата сепаратора не содержит несвязанных, т.е. имеющихся изолированно частиц руды или, соответственно, магнитных частиц. То же самое относится, разумеется, к остаточному потоку сепаратора.
Когда определяется показатель для подаваемого в сепаратор потока и остаточного потока сепаратора, на основании сравнения показателя подаваемого в сепаратор потока и показателя остаточного потока сепаратора может также устанавливаться по меньшей мере один рабочий параметр смесительного устройства и/или магнитного сепаратора.
Целесообразным образом соответствующие содержания частиц руды или, соответственно, магнитных частиц для всех трех потоков, т.е. подаваемого в сепаратор потока, потока концентрата сепаратора и остаточного потока сепаратора, сравниваются по соответствующим показателям, касающимся соответствующих потоков.
В принципе, всегда высокие содержания несвязанных частиц руды или, соответственно, магнитных частиц в потоке концентрата сепаратора и остаточном потоке сепаратора указывают на недостаточное образование соответствующих агломератов частиц руды и магнитных частиц, т.е. процесс смешивания содержащихся в первоначальном массовом потоке частиц руды с магнитными частицами должен быть улучшен. Высокие содержания агломератов частиц руды и магнитных частиц в остаточном потоке сепаратора также дают сведения об эффективности процесса, в частности, шагов способа образования или, соответственно, выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц.
Когда предусмотрено также определение показателя, указывающего величину доли частиц руды в осажденных агломератах частиц руды и магнитных частиц, для первоначального массового потока, т.е. массового потока, который должен подаваться в смесительное устройство, путем сравнения доли содержащихся в массовом потоке частиц руды и доли частиц руды, содержащихся в выделенных агломератах частиц руды и магнитных частиц, может обеспечиваться возможность качественного определения доли частиц руды в выделенных агломератах частиц руды и магнитных частиц. Здесь содержание частиц руды в массовом потоке известно уже до образования агломератов частиц руды и магнитных частиц, так что эффективность процесса «наполнения» получается из разности исходного содержания частиц руды в массовом потоке и содержания частиц руды в потоке концентрата сепаратора, содержащем выделенные агломераты частиц руды и магнитных частиц. Соответствующее наблюдение относится также к обычно известной доле добавляемых магнитных частиц.
Разумеется, содержание частиц руды или, соответственно, магнитных частиц массового потока может также сравниваться с соответствующими содержаниями частиц руды или, соответственно, магнитных частиц в подаваемом в сепаратор потоке, что равным образом дает сведения об эффективности выполняемого в смесительном устройстве процесса смешивания.
Установка соответствующих, в частности, касающихся смесительного устройства, а также магнитного сепаратора, рабочих параметров, осуществляется, в принципе, таким образом, чтобы доля частиц руды и/или магнитных частиц в остаточном потоке сепаратора уменьшалась или, соответственно, сокращалась до минимума.
Вообще предлагаемый изобретением способ предпочтительно предусматривает использование показателя, указывающего величину доли частиц руды или, соответственно, магнитных частиц в соответствующих потоках, не только в качестве показателя эффективности соответствующих шагов процесса образования агломератов частиц руды и магнитных частиц или, соответственно, для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока, но и применение его в равной мере в качестве управляющего сигнала для установки или, соответственно, изменения соответствующих смесительных устройств или, соответственно, магнитных сепараторов для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока.
В целесообразном усовершенствовании изобретения предусмотрено, что показатель сравнивается по меньшей мере с одним предельным значением, указывающим минимальную или максимальную концентрацию частиц руды в потоке концентрата сепаратора и/или в остаточном потоке сепаратора, при этом в зависимости от результата сравнения устанавливается по меньшей мере один рабочий параметр смесительного устройства и/или магнитного сепаратора. Путем задания предельного значения, под которым, разумеется, понимаются также соответствующие диапазоны предельных значений, может осуществляться особенно простой и быстрый контроль качества, в частности, процесса «наполнения» и соответственно этому предприниматься установки соответствующих рабочих параметров смесительного устройства (смесительных устройств) и/или магнитного сепаратора или сепараторов с целью оптимизации процесса.
Когда, например, регистрируется превышение предельного значения, причем это предельное значение, разумеется, может включать в себя также соответствующие поля допусков, частиц руды в потоке концентрата сепаратора или в остаточном потоке сепаратора, т.е. доля частиц руды в потоке концентрата сепаратора или в остаточном потоке сепаратора повышена сверх заданного или задаваемого нормального значения, это соответственно указывает также на то, что доля частиц руды в выделенных агломератах частиц руды и магнитных частиц слишком низка. После этого соответствующим образом приводится в соответствие, в частности, по меньшей мере один рабочий параметр смесительного устройства, применяемого для образования агломератов частиц руды и магнитных частиц, при этом происходит технологическое вмешательство в шаг процесса образования агломератов частиц руды и магнитных частиц. Соответствующее относится к регистрации превышения предельного значения магнитных частиц в остаточном потоке сепаратора.
При необходимости может также регистрироваться превышение доли агломератов частиц руды и магнитных частиц в остаточном потоке сепаратора, что указывает на необходимость технологического вмешательства в шаг процесса выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока. Причем здесь предпочтительно приводится в соответствие или, соответственно, оптимизируется по меньшей мере один рабочий параметр магнитного сепаратора для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока.
Предпочтительно предельное значение формируется с учетом степени измельчения и/или разведения частиц руды в массовом потоке. Разумеется, в рамках формирования предельного значения могут также учитываться другие параметры, в частности, касающиеся частиц руды.
Возможно, чтобы перед фактической установкой указанного по меньшей мере одного рабочего параметра имитировалось предположительно связанное с ним изменение показателя. Следовательно, имитация, которая обычно осуществляется посредством надлежащих алгоритмов имитации, делает возможной предварительную оценку эффектов, связанных с установкой указанного по меньшей мере одного рабочего параметра, которая должна предприниматься, с точки зрения показателя. При необходимости можно закладывать в запоминающее средство произведенные ранее установки соответствующих рабочих параметров или, соответственно, связанные с ними воздействия на долю частиц руды в осажденных агломератах частиц руды и магнитных частиц и учитывать в рамках имитации. Таким образом может осуществляться в значительной степени автоматизированная, динамическая оптимизация содержаний желательных или, соответственно, нежелательных частиц в соответствующих потоках.
Ниже в качестве примера называются разные рабочие параметры, необходимые для эксплуатации соответствующих магнитных устройств или, соответственно, магнитных сепараторов. Этот перечень не является окончательным.
В качестве рабочих параметров для соответствующего смесительного устройства может, например, использоваться концентрация магнитных частиц, в частности, концентрация магнитных частиц относительно частиц руды, и/или концентрация и/или состав средства гидрофобизации, гидрофобизирующего частицы руды и/или магнитные частицы и/или скорость сдвига и/или продолжительность смешивания и/или состав массового потока, в частности, содержащейся в массовом потоке воды, и/или скорость течения массового потока.
В качестве рабочих параметров для соответствующего магнитного сепаратора может, например, использоваться по меньшей мере один магнитный параметр, в частности, напряженность поля и/или градиент поля, и/или средство, оказывающее гидротехническое влияние на массовый поток через магнитный сепаратор, в частности в виде диафрагм и/или вытесняющих элементов, и/или скорость течения массового потока через магнитный сепаратор.
Установка магнитных параметров целесообразна, в частности, при применении сепаратора с перемещающимся магнитным полем в качестве магнитного устройства, соответственно предусмотренного у магнитного сепаратора для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц. Сюда относится также установка соответствующих форм возбудителей сигнала, частот сигнала, положения фаз сигнала при относительном прохождении сигнала, таком как встречное прохождение, равнонаправленное прохождение, скорость относительно течения подаваемого в сепаратор потока или, соответственно, пульпы, а также другие, влияющие на магнитное поле магнитных параметров.
Все процессы посредством нескольких сообщающихся между собой нецентрализованных или одного центрального устройства управления и/или регулирования определяются, регистрируются и, в частности, аналитически обрабатываются посредством надлежащих компьютерных алгоритмов аналитической обработки и при необходимости закладываются с запоминающее средство.
Определение показателя, указывающего величину доли частиц руды или, соответственно, магнитных частиц в соответствующих потоках, может осуществляться непрерывно или периодически. В случае непрерывного определения показателя он постоянно определяется в каждый момент времени, так что имеется полное отображение управления процессом в отношении выхода, в частности, процесса «наполнения». В случае периодического определения показателя осуществляется его определение в заданные или задаваемые моменты времени, например, один раз в минуту. Оба варианта позволяют определять показатель, так сказать, на месте или онлайн. Под периодическим определением показателя следует, однако, понимать также отбор проб из осажденных из массового потока агломератов частиц руды и магнитных частиц, причем эта проба отдельно от предлагаемого изобретением способа, например, в лаборатории проверяется на ее соответствующий состав, т.е., в частности, долю частиц руды.
Предпочтительно определение показателя осуществляется непрерывно, при этом на основании непрерывно определяемого показателя выполняется непрерывное управление и/или регулирование способа. Таким образом, в рамках предлагаемого изобретением способа может непрерывно определяться величина доли частицы руды или, соответственно, магнитных частиц в соответствующих потоках. Непрерывное определение соответствующих показателей, предусмотренных для каждого из потоков, позволяет, таким образом, непрерывно или, соответственно, динамически регулировать или, соответственно, оптимизировать процесс, так что управление процессом может подстраиваться под изменяющиеся параметры процесса, такие как, например, состав массового потока, быстро, т.е. при необходимости даже в реальном времени.
Возможно также, чтобы по меньшей мере часть остаточного потока сепаратора повторно подавалась в массовый поток или в поток, подаваемый в сепаратор. Таким образом, содержащиеся в остаточном потоке сепаратора применяемые впоследствии частицы руды, магнитные частицы или агломераты частиц руды и магнитных частиц повторно подаются в массовый поток или в поток, подаваемый в сепаратор. Так, имеющиеся несвязанные, подаваемые в массовый поток частицы руды или, соответственно, магнитные частицы в смесительном устройстве могут повторно связываться друг с другом в агломераты частиц руды и магнитных частиц или, соответственно, не переведенные из подаваемого в сепаратор потока в поток концентрата сепаратора агломераты частиц руды и магнитных частиц повторно нагнетаться через магнитный сепаратор и при необходимости выделяться. Таким образом может повышаться эффективность процесса, так как в принципе дополнительно или повторно применяемые вещества не теряются.
3
Подаваемый в сепаратор поток может, например, иметь долю твердого вещества немагнитных частиц руды ниже 10%, в частности, менее 10%, предпочтительно от 1 до 10% частиц никелевой руды. Доля твердого вещества частиц медной или молибденовой руды может составлять ниже 5%, предпочтительно от 1 до 5%. Доля частиц медной руды может составлять от 0,3 до 2,5%. Доля частиц молибденовой руды может составлять от 0,025 до 0,1%. Все данные содержания носят чисто примерный характер. Рабочие параметры смесительного устройства и/или магнитного сепаратора предпочтительно устанавливаются таким образом, чтобы доля частиц руды и/или магнитных частиц в остаточном потоке сепаратора сокращалась, в частности, уменьшалась до минимума. Этот вариант осуществления следует применять предпочтительно тогда, когда вынутая руда проходит первый шаг добычи, часто также называемый грубой флотацией. На этой стадии имеется максимальный подлежащий обработке массовый поток, который может иметь порядок величины от нескольких 1000 до 10000 м/ч, так как в пульпе имеет только имеющаяся при выемке доля руды, и соответственно этому сравнительно большая доля пустой породы. Здесь целью является добыть из пульпы как можно больше руды. Руда, которая в этом первом шаге добычи не добывается из пульпы, как правило, потеряна и выносится из установки в так называемую хвостовую дамбу. Если этот первый шаг добычи субоптимален в отношении выхода руды, то это значительно снижает рентабельность всего процесса, так как недостающий в этом шаге процесса выход вряд ли может компенсироваться в более поздних шагах процесса.
Возможно также, чтобы подаваемый в сепаратор поток имел долю твердого вещества более 5%, в частности, от 5 до 40%, при этом рабочие параметры смесительного устройства и/или магнитного сепаратора устанавливаются таким образом, что доля частиц руды в потоке концентрата сепаратора повышается, в частности, увеличивается до максимума. В этом варианте осуществления способ применяется для подготовки концентрата. Уже обогащенный агломератами частиц руды и магнитных частиц подаваемый в сепаратор поток подается в магнитный сепаратор, чтобы достичь дополнительного повышения доли агломератов частиц руды и магнитных частиц путем их магнитного осаждения посредством магнитного сепаратора в потоке концентрата сепаратора. Как правило, требуется множество этих шагов, чтобы достичь желательного для дальнейшей переработки содержания руды в потоке концентрата.
Наряду с предлагаемым изобретением способом, настоящее изобретение касается также устройства для выполнения описанного выше способа. Устройство включает в себя по меньшей мере одно смесительное устройство для смешивания массового потока с магнитными частицами с образованием агломератов частиц руды и магнитных частиц, по меньшей мере одно устройство подачи для подачи массового потока в качестве подаваемого в сепаратор потока в по меньшей мере один магнитный сепаратор для выделения агломератов частиц руды и магнитных частиц из массового потока, по меньшей мере одно разделительное устройство для выделения частиц руды из потока концентрата сепаратора, по меньшей мере одно регистрирующее устройство для определения по меньшей мере одного показателя, указывающего величину доли частиц руды и/или магнитных частиц в подаваемом в сепаратор потоке и/или в потоке концентрата сепаратора и/или в остаточном потоке сепаратора, а также по меньшей мере одно устройство управления и/или регулирования. Устройство управления и/или регулирования включает в себя по меньшей мере одно машиночитаемое программное средство, причем это программное средство, в зависимости от определенного показателя, выполнено для управления и/или регулирования смесительного устройства и/или магнитного сепаратора и/или разделительного устройства.
Наряду с этим изобретение касается устройства управления и/или регулирования для устройства, описанного выше. Устройство управления и/или регулирования включает в себя по меньшей мере одно машиночитаемое программное средство, причем это программное средство, в зависимости от определенного показателя величины доли частиц руды или магнитных частиц в подаваемом в сепаратор потоке и/или потоке концентрата сепаратора и/или остаточном потоке сепаратора, выполнено для управления и/или регулирования смесительного устройства и/или магнитного сепаратора и/или разделительного устройства.
Другие преимущества, признаки и подробности изобретения содержатся в описанных ниже примерах осуществления, а также в чертеже. При этом показано:
фиг.1: блок-схема предлагаемого изобретением способа добычи немагнитных руд из суспензии, содержащей немагнитные частицы руды, а также магнитные частицы.
На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого изобретением способа добычи немагнитных руд из суспензионного массового потока, содержащего немагнитные частицы руды, а также магнитные частицы. Причем речь идет здесь предпочтительно о непрерывном процессе.
2
3
4
В первом шаге способа (сравн. блок 1) в смесительное устройство 14, предусмотренное в устройстве 13 для добычи немагнитных руд из массового потока, содержащего немагнитные частицы E руды, причем это устройство 13 может называться магнитной флотационной камерой, подается массовый поток в виде пульпы P, а также магнитных частиц M. Пульпа P состоит по существу из немагнитных частиц E руды, таких как, например, частицы CuS, магнитные частицы M имеются, например, в виде магнетита (FeO). Магнитные частицы M могут быть при необходимости уже гидрофобизированы.
При добавлении других добавок, таких как, в частности, средства H гидрофобизации, такие как, например, ксантат, которые обеспечивают возможность гидрофобизации магнитных частиц M и/или частиц E руды, посредством смесительного устройства 14 происходит процесс смешивания поданных в него веществ.
Во втором шаге способа (сравн. блок 2) происходит так называемый процесс «наполнения», при котором гидрофобизированные магнитные частицы M откладываются на гидрофобизированных частицах E руды или, соответственно, взаимодействуют с ними с образованием агломератов A частиц руды и магнитных частиц. Содержащиеся после этого в массовом потоке агломераты A частиц руды и магнитных частиц включает в себя по меньшей мере одну гидрофобизированную магнитную частицу M и по меньшей мере одну гидрофобизированную частицу E руды. При этом магнитные частицы M следует рассматривать в качестве частиц-носителей для частиц E руды.
Существенными влияющими факторами для получения эффективного выхода агломератов A частиц руды и магнитных частиц является продолжительность смешивания, действующие во время процесса смешивания силы сдвига, а также при необходимости степень измельчения или, соответственно, размер зерен или, соответственно, распределение размеров зерен содержащихся в массовом потоке частиц E руды.
Для выполнения третьего шага способа (сравн. блок 4) массовый поток в качестве подаваемого в сепаратор потока (сравн. стрелку 11), в частности, посредством устройства 15 подачи подается в магнитный сепаратор 16. В третьем шаге способа происходит магнитное выделение агломератов A частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока, т.е. по существу из жильной породы G. Для этого магнитный сепаратор 16, который также может называться первым разделительным устройством, имеет по меньшей мере одно магнитное устройство (не показано). Магнитные вследствие магнитных частиц M агломераты A частиц руды и магнитных частиц собираются в области магнитного устройства и могут, таким образом, большей частью сепарироваться от жильной породы G, т.е. выноситься из подаваемого в сепаратор потока и переводиться в поток концентрата сепаратора (сравн. стрелку 12). Не агломерированные частицы E руды и магнитные частицы M отводятся в виде остатков в остаточном потоке сепаратора (так называемые «хвосты») (сравн. стрелку 3).
В следующем, четвертом шаге способа (сравн. блок 5) содержащиеся в потоке концентрата сепаратора концентрированные агломераты A частиц руды и магнитных частиц подаются во второе разделительное устройство 17, в котором агломераты A частиц руды и магнитных частиц разделяются на смесь из отдельно одновременно имеющихся несвязанных частиц E руды и магнитных частиц M (так называемые процесс «извлечения»). Разделение агломератов A частиц руды и магнитных частиц может, например, осуществляться химически, в частности, путем изменения значения pH (содержания ионов водорода) и/или добавления химических разделителей T. Возможно также применение ультразвуковых волн, создаваемых предусмотренным для второго разделительного устройства 17 ультразвуковым устройством.
В целом здесь также имеется процесс смешивания, который за счет приложения сил сдвига и ввода химических субстанций в виде, например, основанных на поверхностно-активных веществах разделителей T, способствует дегидофобизации магнитных частиц M и частиц E руды, которая разлагает агломераты A частиц руды и магнитных частиц на их компоненты. Возможно, чтобы во втором разделительном устройстве 17 имелась также определенная доля жильной породы G, которая не могла быть надлежащим образом отделена в предыдущем, третьем шаге способа.
В обозначенном 6 блоке процесс «извлечения» практически закончен, т.е. имеется смесь из отдельно одновременно имеющихся несвязанных частиц E руды и магнитных частиц M. Изолированно имеющиеся магнитные частицы M посредством третьего разделительного устройства 21, включающего в себя магнитное устройство, в частности, магнитный сепаратор с перемещающимся полем, магнитным способом отделяются от немагнитных частиц E руды и переводятся в первый, содержащий магнитные частицы M массовый поток MS1.
Очевидно, первый массовый поток MS1 может отводиться обратно, так чтобы содержащиеся в нем магнитные частицы M могли повторно использоваться в начале процесса (сравн. стрелку 10). Соответственно весь процесс может оптимизироваться с экономической и экологической точки зрения.
Частицы E руды переводятся во второй, содержащий частицы руды E массовый поток MS2, который затем обезвоживается или, соответственно, сушится (сравн. блок 7), так что после обезвоживания или, соответственно, сушки имеются в значительной степени высушенные частицы E руды. Вода W отводится отдельно.
Идеальным образом первый массовый поток MS1 содержит исключительно магнитные частицы M, а второй массовый поток MS2 исключительно частицы E руды. Однако на практике это реализовать трудно, так что происходят определенные потери связанных в первом массовом потоке MS1 частиц E руды, а также связанных во втором массовом потоке MS2 магнитных частиц M.
Что касается третьего шага способа выделения агломератов A частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока, как правило, не 100% агломератов A частиц руды и магнитных частиц, подаваемых в первое разделительное устройство в виде магнитного сепаратора 16, могут отделяться, что получается, во-первых, на основании статистики, а во-вторых, из коэффициента полезного действия магнитного сепаратора 16, который составляет менее ста процентов.
Однако потеря частиц E руды при магнитном разделении посредством магнитного сепаратора 16 в рамках предлагаемого изобретением способа может определяться для оценки и при необходимости оптимизации эффективности или, соответственно, выхода процесса «наполнения», а также при необходимости и всего процесса.
Предлагаемый изобретением способ отличается соответственно тем, что определяется по меньшей мере один показатель I, указывающий величину доли частиц E руды или магнитных частиц M в подаваемом в сепаратор потоке и/или потоке концентрата сепаратора и/или остаточном потоке сепаратора.
Показатель I, указывающий величину доли частиц E руды или магнитных частиц M, причем, разумеется, могут также определяться соответствующие показатели I для доли как частиц E руды, так и магнитных частиц M, может, следовательно, определяться в различных шагах описанного выше способа. Особенно пригодны по меньшей мере опосредствованно связанные с процессом «наполнения» шаги процесса смешивания содержащего немагнитные частицы E руды массового потока или, соответственно, пульпы P с магнитными частицами M в смесительном устройстве 14, так что показатель I определяется по выходящему из смесительного устройства 14, а также при необходимости устройства 15 подачи, подаваемому в сепаратор потоку (сравн. стрелку 11). Можно также определять показатель I по содержащему агломераты A частиц руды и магнитных частиц потоку концентрата сепаратора (сравн. стрелку 12) или, соответственно, содержащему остатки, то есть хвосты, остаточному потоку сепаратора (сравн. стрелку 3). Таким образом возможно регулирование величины выхода, в частности, процесса «наполнения» и в дальнейшем управления процессом непрерывно работающего предлагаемого изобретением способа.
При этом показатель I, указывающий величину доли частиц E руды и/или магнитных частиц M, предпочтительно определяется для всех трех потоков, то есть подаваемого в сепаратор потока, потока концентрата сепаратора и остаточного потока сепаратора, при этом на основании сравнения показателей I, касающихся каждого из потоков, устанавливается по меньшей мере один рабочий параметр смесительного устройства 14 и/или магнитного сепаратора 16.
В частности, сравнение показателя I, касающегося подаваемого в сепаратор потока, и показателей I, касающихся потока концентрата сепаратора, для соответствующей доли частиц E руды позволяет делать количественный вывод о выходе процесса «наполнения». Т.е. может количественно констатироваться, какая доля частиц E руды могла быть выделена из агломератов A частиц руды и магнитных частиц, выделенных из подаваемого в сепаратор потока. Таким образом могут получаться сведения, в целом существенные для выхода процесса предлагаемого изобретением способа.
То же самое относится к сравнению показателей I, касающихся подаваемого в сепаратор потока, и показателей I содержаний частиц руды или, соответственно, магнитных частиц, касающихся остаточного потока сепаратора. На основании этого сравнения также получаются качественные или количественные сведения, в целом существенные для выхода процесса предлагаемого изобретением способа.
Определение каждого из показателей I происходит предпочтительно непрерывно посредством способа рентгенофлуоресцентного анализа, такого как, например, рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) или рентгенодифрактометрический анализ (РДА). На основании непрерывно определяемых показателя (показателей) I выполняется непрерывное управление и/или регулирование способа или отдельных шагов процесса или, соответственно, применяемых в рамках способа рабочих и технологических параметров, примеры которых называются ниже.
На основании определенных соответствующих показателей I или, соответственно, результатов сравнений определенных показателей I, как упомянуто, предпочтительно устанавливается по меньшей мере один рабочий параметр смесительного устройства 14 и/или магнитного сепаратора 16. При необходимости могут также, разумеется, устанавливаться или, соответственно, оптимизироваться и другие применяемые в рамках предлагаемого изобретением способа устройства, такие как, в частности, разделительные устройства 17, 21 или тому подобные или, соответственно, их рабочие параметры в зависимости от определенных показателя (показателей) I.
Примерами рабочих параметров для смесительного устройства 14 являются концентрация магнитных частиц M, в частности, концентрация магнитных частиц M относительно частиц E руды, и/или концентрация и состав средства H гидрофобизации, гидрофобизирующего частицы E руды и/или магнитные частицы M, и/или частота сдвига и/или продолжительность смешивания и/или состав массового потока, в частности, содержащейся в массовом потоке воды, и/или скорость течения массового потока.
Примерами рабочих параметров для магнитного сепаратора 16 являются по меньшей мере один магнитный параметр, в частности, напряженность поля и/или градиент поля, и/или средство, оказывающее гидротехническое влияние на массовый поток через магнитный сепаратор 16, в частности, в виде диафрагм и/или вытесняющих элементов, и/или скорость течения массового потока через магнитный сепаратор 16.
В частности, все вмешательства по управлению или, соответственно, регулированию в предлагаемый изобретением способ осуществляются с предпосылкой повышения эффективности способа, т.е., например, доля агломератов A частиц руды и магнитных частиц в потоке концентрата сепаратора повышается или, соответственно, увеличивается до максимума или, соответственно, доля частиц E руды и/или магнитных частиц M и/или агломератов A частиц руды и магнитных частиц в остаточном потоке сепаратора снижается или, соответственно, уменьшается до минимума.
При этом показатель I может сравниваться по меньшей мере с одним предельным значением, указывающим минимальную или максимальную концентрацию частиц руды в потоке концентрата сепаратора и/или в остаточном потоке сепаратора, при этом в зависимости от результата сравнения устанавливается по меньшей мере один рабочий параметр смесительного устройства 14 и/или магнитного сепаратора 16. В настоящем случае можно, таким образом, предусматривать разные предельные значения, касающиеся доли частиц E руды, магнитных частиц M и/или агломератов A частиц руды и магнитных частиц в каждом из потоков. Путем сравнения определенных показателей I с соответствующими предельными значениями может простым образом контролироваться выход процесса. Предельное значение или значения, к которым, разумеется, относятся также соответствующие диапазоны предельных значений, предпочтительно формируются с учетом степени измельчения и/или разведения частиц E руды в первоначально применяемом массовом потоке.
В целом с помощью предлагаемого изобретением принципа возможна динамизация способа, так как в зависимости от показателя I всегда возможно индивидуальное и отвечающее потребностям приведение в соответствие соответствующих рабочих параметров применяемого в рамках предлагаемого изобретением способа, в частности, в отношении процесса «наполнения», смесительного устройства (смесительных устройств) 14 или, соответственно, разделительного устройства (разделительных устройств) 16, 17, 21, т.е., в частности, магнитного сепаратора 16 для выделения агломератов A частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока.
Особые варианты осуществления предлагаемого изобретением способа предусматривают, что перед фактической установкой указанного по меньшей мере одного рабочего параметра имитируется предположительно связанное с ним изменение показателя I.
Кроме того, возможно, чтобы остаточный поток сепаратора (сравн. стрелку 3) после выделения агломератов A частиц руды и магнитных частиц повторно подавался в первоначальный массовый поток или в подаваемый в сепаратор поток. Соответствующие содержащиеся в остаточном потоке сепаратора частицы E руды и/или магнитные частицы M могут при необходимости преобразовываться в соответствующие агломераты A частиц руды и магнитных частиц, или, соответственно, что касается отведенных обратно агломератов A частиц руды и магнитных частиц, выделяться из подаваемого в сепаратор потока. Имеющиеся в остаточном потоке сепаратора повторно используемые частицы, таким образом, не потеряны, что способствует рентабельности предлагаемого изобретением способа.
Подаваемый в сепаратор поток может, например, иметь долю твердого вещества немагнитных частиц руды ниже 10%, в частности, менее 10%, предпочтительно от 1 до 10% частиц никелевой руды. Доля твердого вещества частиц медной или молибденовой руды может составлять ниже 5%, предпочтительно от 1 до 5%. Доля частиц медной руды может составлять от 0,3 до 2,5%. Доля частиц молибденовой руды может составлять от 0,025 до 0,1%. Все данные содержания носят чисто примерный характер. Рабочие параметры смесительного устройства 14 и/или магнитного сепаратора 16 предпочтительно устанавливаются таким образом, чтобы доля частиц E руды и/или магнитных частиц M в остаточном потоке сепаратора сокращалась, в частности, уменьшалась до минимума.
Возможно также, чтобы подаваемый в сепаратор поток имел долю твердого вещества более 5%, в частности, от 5 до 40%, при этом рабочие параметры смесительного устройства 14 и/или магнитного сепаратора 16 устанавливаются таким образом, чтобы доля частиц E руды в потоке концентрата сепаратора повышалась, в частности, увеличивалась до максимума.
Изображенные штриховой линией блоки 8, 9 указывают, что при необходимости может потребоваться повторный процесс смешивания (сравн. блок 8) для повторного перемешивания остатков, т.е. не отделенных или, соответственно, не расщепленных агломератов A частиц руды и магнитных частиц после разделения, выполненного в пятом шаге способа. При этом может быть целесообразным добавление разделителя T более высокой концентрации. Соответственно происходит повторное обезвоживание или, соответственно, сушка (сравн. блок 9).
Применяемое для выполнения предлагаемого изобретением способа устройство 13 в своей минимальной конфигурации имеет по меньшей мере одно смесительное устройство 14 для смешивания массового потока с при необходимости предварительно гидрофобизированными магнитными частицами M с образованием агломератов A частиц руды и магнитных частиц, по меньшей мере одно устройство 15 подачи для подачи массового потока в качестве подаваемого в сепаратор потока по меньшей мере в один магнитный сепаратор 16 для выделения агломератов A частиц руды и магнитных частиц из подаваемого в сепаратор потока, по меньшей мере одно разделительное устройство 17 для выделения частиц E руды из потока концентрата сепаратора, по меньшей мере одно регистрирующее устройство 18 для определения по меньшей мере одного показателя I, указывающего величину доли частиц E руды и/или магнитных частиц M в подаваемом в сепаратор потоке и/или в потоке концентрата сепаратора и/или в остаточном потоке сепаратора, а также по меньшей мере одно устройство 19 управления и/или регулирования. Устройство 19 управления и/или регулирования включает в себя по меньшей мере одно машиночитаемое программное средство 20, причем это программное средство 20 выполнено, в зависимости от определенного показателя I, для управления и/или регулирования смесительного устройства 14 и/или магнитного сепаратора 16 и/или разделительного устройства (разделительных устройств) 17, 21.