автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.08, диссертация на тему:Влияние пористости кальций-содержащих минералов на технологические свойства руд (на примере апатит-карбонатных руд Ковдорского месторождения)

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР

На правах рукописи

Для служебного пользования

Экз.И

Остапенко Сергей Павлович УДК 541.18: 622. 7. 017. 24

ВЛИЯНИЕ ПОРИСТОСТИ КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩИХ МИНЕРАЛОВ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РУД (на примере апатит-карбонатных руд Ковдорского месторождения)

Специальность 05.15.08. Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени ' кандидата технических наук

• /

Работа выполнена в Горном институте Кольского научного центра Российской Академии наук

Научные руководители: доктор технических наук

Официальные оппоненты: профессор, доктор технических наук

Ведущзе предприятие: Ковдорский горнбоСогатительный комбинат

Защита состоится-^'' ¿иС/лАш2х.

в Хл час. на заседании специализированного совета

Д. 003.20.02 п£и Институте проблем комплексного освоения недр РАН

•по адресу: 111020, Москва Е-20, ' Крюковский туп., 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПКОН РАН

Усачев П. А. , кандидат химических паук Костин А. К

Абрамов А. А. кандидат технических-наук Лунин Е Д.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Совершенствование процесса обогащения апатит-карбонатных руд является важным резервом повышения эффективности рационального использования недр и увеличения выпуска сырья для производства фосфорсодержащих удобрений.

Эффективное обогащение этих руд невозможно без тщательного усреднения, что связано с непрерывной изменчивостью их технологических свойств и обусловлено сложностью геологического строения месторождений. Однако, критерии обогати-мости, позволяющие проводить экспрессную оценку технологического качества разновидностей руд для шихтовки и оптимизации технологии их переработки, отсутствуют.

Для разработки таких прогнозных критериев требуется глубокое изучение физико-химических хаоактеристик природных разновидностей минералов, процессов взаимодействия их поверхности с жидкой фазой пульпы, закономерностей их флотации. Изучение строения поверхности кальциевых минералов и выявление закономерностей процессов адсорбции флотореагентов является важнейшим направлением исследований в этой области.

Цель работы. Совершенствование прогнозирования технологического качества апатит-карбонатных руд на основе теоретического и экспериментального изучения влияния характеристик минеральных дисперсий и их основных компонентов на результаты обогащения .

Методы исследования. В работе использованы:

-оптическая, электронная растровая и просвечивающая микроскопия для качественного изучения морфологии поверхности частиц минералов;

- УФ- и люминесцентная спектроскопия для исследования механизма закрепления олеат-ионов на поверхности апатита;

- ртутная порометрия для изучения распределения объема пороеого пространства минеральных частиц по размера!,1 пор;

- воломометрическое определение величины полной удельной поверхности частиц и руд, подготовленных к флотации;

- оценка гидрсфобности поверхности частиц флотационной крупности измерением высоты капиллярного поднятия;

- ИК-спектрофотометрический метод определения остаточной концентрации гкирнокислотного собирателя для изучения адсорбции олеат-ионов на минеральных частица):;

- анализ зависимостей и результатов измерений на ЭВМ;

- многофакторное планирование флотационных экспериментов.

Научная новизна. Установлены закономерности влияния микрорельефа поверхности частиц апатита и карбонатов, входящих с состав апатит-карбонатных руд, на кинетику адсорбции к распределение реагента-собирателя, смачиваемость поверхности и в целом на процесс флотации. В аналитической форме получена зависимость, связывающая селективность флотации апатита в присутствии карбонатов с величинами удельных поверхностей, плотностями адсорбционных слоев и крупностью частиц этих минералов. Разработана новая методика прогнозной оценки технологического качества апатит-карбонатных руд, основанная на учете химического, гранулометрического состава руды, подготовленной к флотации, полной удельной поверхности ее флотационного класса крупности и удельного расхода флотационных реагентов.

Практическая ценность. Основные положения работы использованы для разработки методических рекомендаций по идентификации обогатимости апаТит-карбонатных руд, которые, в частности, внедряются на Ковдорекой апатит-бадделеитовой обогатительной фабрике. Полученная система взаимосвязи обогатимости сырья с параметрами технологической минералогии рекомендована для использования при управлении флотацией. Экономический эффект от внедрения способа составит 7Л0 тыс. рублей.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлялись на Всесоюзном совещании "Комплексное освоение минеральных ресурсов Севера и Северо-Запада СССР (европейская часть)" (Петрозаводск. 1989), совещании "Проблемы рационального использования фосфатного сырья и интенсификация технологических процессов" (Кингисепп,1989), научно-техническом семинаре "Новые методы, приборы и оборудование для технологических исследований минерального сырья" (Симферополь.1989), научно-теглкчееккх конференциях молодых ученых и специалистов Горного института К1Щ РАН (Апатиты, 1988-1992), научном'семинаре ИИКШ РАН (Москга.1992).

Публикации. Результата диссертационной работы изложены в 9 печатных работах, получено положительное решение по заявке на изобретение, методические указания по определению флотационной обогати/ости апатит-карбонатных руд утверждены ВИМС Министерства геологии СССР к обязательному применению при проведении технологических исследований.

Объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 147 страницах машинописного текста, иллюстрирована 25 рисунками и сопровождается 14 таблицами. Работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы из 95 наименований и приложений на 13 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Анализ флотационного разделения кальцийсодержащих минералов

Изучением флотации кальцийсодержащих минералов занимались многие советские и зарубежные исследователи. В фундаментальных работах И. Н. Плаксина, Е И. Классена, 11 А. Эйгелеса, Л. Д. Ра-тобыльской, А. А. Абрамова, Л. А: Барского, В. А. Чантурии вскрыты основные свойства поверхности частиц минералов и условия селективной флотации этих минеральных систем.

С технологической точки зрения апатит-карбонатные руды относятся к типу наиболее сложных труднообогатимых руд, что обуславливается близостью физико-химических свойств поверхности частиц-апатита и карбонатов. Считается, что стабильное ведение процесса флотации возможно при соотношении содержаний апатита и карбонатов^ не превышающем 1. 3 - 1.5.

Особенностью обогащения апатит-карбонатных руд является значительная изменчивость технологических характеристик апатита и карбонатов, связанная с многоэтапностью формирования месторождений руд этого типа. Так, практика Ковдорского ГОК'а показывает, что на месторождении существуют участки залегания разновидностей руд как с близкими флотационными свойствами, по различающихся, по составу, так и наоборот, руд близких по составу, но существенно различающихся по флотационным евойс-

твам. При обогащении таких руд наблюдается как повышенная флотоактивность зерен карбонатных минералов, даже при сравнительно невысоком их содержании в питании, так и явно пониженная флотоактивность зерен апатита При флотации апатита из этих руд получаются крнцентраты с некондиционным содержанием пятиокиси фосфора (28-33%) или с содержанием 35-36% РдО^-, но с пониженным извлеченном ( не более 45-50% от операции).

Отсутствие надежных критериев диагностики труднообогати-мых руд, сходных по вещественному составу с рядовыми, приводит к ситуациям, при которых доля труднообогатимых руд в шихте обогатительной фабрики оказывается настолько значительной, что в течение длительных периодов времени не удается получить товарный концентрат.

Анализ изученных разными авторами характеристик апатита и карбонатов, обуславливающими изменчивость их флотируемости, а именно: зависимость адсорбционных свойств от рН среды, содержание ? в апатите, Ге и МпО в карбонатах; параметры кристаллической решетки апатита, крупность его вкрапленности в рудах, а также таких характеристик апатит-карбонатных руд, как модуль карбонатности, содержание доломита, степень ошламова-ния минеральных частиц обогащаемых продуктов, наконец генезис руд - показал на невозможность их использования в качестве оперативного и надежного прогнозного критерия обогатимости.

Современные представления о характере субпроцессов, предшествующих и составляющих элементарный акт флотации, свидетельствуют о важной роли шероховатости и неоднородности реальной поверхности минеральных частиц. Именно для разновидностей апатита, кальцита и доломита характерна значительная изменчивость этих характеристик, которые могут быть применены для прогнозирования технологических свойств руд.

В этой связи основной задачей работы явилось установление необходимого набора характеристик обогащаемых продуктов и разработка прогнозного критерия обогатимости апатит-карбонатных руд, включающего результаты теоретического и экспериментального изучения влияния микрорельефа поверхности частиц апатита и карбонатов на их адсорбционные характеристики и флотируемость.

Поверхностные свойства апатита и карбонатов

Пористость и физико-химические характеристики поверхности

апатита и карбонатов

Изучение поверхности частиц апатита и карбонатов одинаковой крупности, но разного минерального состава методами элеютронной микроскопии, ртутной порометрии и низкотемпературной адсорбции инертных газов показало ее неоднородность за счет наличия пор и микрорельефа в диапазоне характерных размеров от 40 А до единиц микрон. Частицам всех изученных образцов присущи три условных диапазона пористости 40-500, 500-2000 и более 10000 А, что может бить связано с физкко-химическими условиями генезиса минералов.

Теоретический анализ соответствия размеров пор и молекул адсорбтивоЕ показал существование критической области значений диаметра пор, например, при адсорбции олеиновой кислоты -диапазон от 20 А (полностью недоступно для адсорбции) до 1000 А (полностью доступно для адсорбции). Это подтвердили экспериментальные результаты адсорбции олеиновой кислоты на адсорбентах с узким распределением пор по размерам. Тагаке установлено, что степень развитости поверхности частиц апатита и карбо1Гатов может количественно оцениваться величиной полной удельной поверхности, измеряемой методом низкотемпературной адсорбции инертных газов.

Различие величин удельной поверхности зерен апатита и !?арбонатоЕ влияет на соотношение скоростей адсорбции на них молекул собирателя.

Уравнение кинетики адсорбции в специфичных для флотации условиях: низком уровне расхода собирателя и интенсивном перемешивании пульпы, имеет следующий вид Со

Г=- * (1-охр(-Ь*(т/У*з;*1)) , (1)

1/К + т/УАЗ

где Г - адсорбция олеат-иоиа, К - коэффициент пропорциональности, отражающий сродство минеральной поверхности к реагенту; т - масса навески минерала. V - объем раствора, Сс - начальная концентрглцил реагента, £ - удел1-пая поверхность порошка минерала.

t , MUH

Рис. 1. Кинетика адсорбции олеат-иона на минеральных частицах класса крупности 0. 05-0.1 мм: 1 - апатит, 2 - кальцит.

Полученная формула зависимости скорости установления адсорбционного равновесия позволяет оценивать необходимое время кондиционирования флотационной пульпы. При этом высокие значения удельной поверхности карбонатных минералов обуславливают высокую скорость установления адсорбционного равновесия в гидродинамических условиях, близких к флотационным (рис.1). В тех же условиях время установления адсорбционного равновесия для апатита составляет 5-10 минут, что является нижним пределом времени кондиционирования пульны.

Развитость поверхности частиц кальцийсодсржаших минералов существенно влияет на их растворимость, а увеличение содержания в растворе катионов кальция значительно изменяет адсорбционную активность молекул жирнокислотного собирателя.

Показано, что.адсорбция олеат-иона на апатите при использовании в качестве жидкой фазы водных вытяжек ( супернатанта) измельченных руд, различных по величине удельной поверхности, но близких по вещественному составу, снижается более чем на порядок с ростом удельной поверхности руд до 800 м~/кг.

Ух 10% А)3/кг

Рис. 2. Влияние пористости карбонатов класса крупности С. 05-0.1 мм на высоту капиллярного поднятия (1), естественную флотируемость (2) и флотируемость в присутствии олеат-иона (3).

Результаты микрофлотации 1сарбонатов показывают наличие корреляции между величиной извлечения и объемом порового пространства частиц для радиусов пор в области 500-2000 X, что согласуется с литературными данными об изменении гидро-фобно-гидрофильных свойств поверхности пористых тел.

Экспериментальные зависимости флотируемости образцов кар-

о

бонатов от объема пор в области 500-2000 А без контактирования с олеатом калия и в присутствии собирателя (рис.2, кривые 2 и 3) свидетельствуют об уменьшении извлечения частиц карбонатов при постоянном расходе собирателя с ростом их пористости. Это не может быть связано только с уменьшением плотности реагентного покрытия поверхности, поскольку уменьшение естественной флотируемости частиц с ростом пористости наблюдается и в отсутствие собирателя ( кривая X,). Наблюдаемое увеличение высоты капиллярного поднятия (кривая 1) с ростом пористости частиц карбонатов свидетельствует о реете' гидрофильных свойств поверхности и согласуется с наблюдаемым уменьшением флотируемости.

Адсорбционные свойства апатита и карбонатов

Природу адсорбционно-активных центров поверхности апатита и карбонатов изучали методами электронной спектроскопии. Получены спектры диффузного отражения и фотолюминесценции зерен апатита и карбонатов флотационной крупности в равновесии с 1 водными растворами олеат-иона. С целью интерпретации спектров люминесценции использовали термический отжиг порошков апатита до температуры 773 К в токе инертного гааа аргона. .. -

Результаты, полученные при изучении спектров люминесценции и диффузного отражения света, позволяют заключить, что для поверхности апатита и карбонатов характерна микродефектность на молекулярном уровне за счет изоморфного замещения катионов кальция кристаллической решетки ютиопами редкоземельных элементов и марганца. Характер изменения спектров люминесценции при адсорбции олеат-ионов на апатите свидетельствует об образовании комплекса олеат - катион металла кристаллической решетки с вытеснением молекул воды из внутренней гидратной оболочки катиона, что соответствует современным представлениям о хемосорбционном механизме закрепления карбоксильного собирателя.

С этим положением согласуется наблюдаемое уменьшение адсорбции собирателя на апатите в присутствии неорганических анионов, причем конкуренция усиливается в ряду, идентичном ряду устойчивости их комплексов с катионами Са( 2+), а именно: Ш3(-) < С05(2-)/НС03(-) <= Б0у(2-) -,НРО^(2-) < ОН (-).

Теоретическое исследование зависимости равновесной адсорбции в биминеральной системе апатит-юрбонаты подтвердило, что отношение величин плотности адсорбционных слоев собирателя на апатите и карбонатах не зависит от-соотношения величин их удельных поверхностей и содержания твердой фазы в пульпе, а определяется только константами адсорбционного рав-. новесия, то есть химическими характеристиками поверхности.

Изучение десорбционных характеристик апатита и карбонатов показало неустойчивость адсорбционного слоя на частицах карбонатов, с которых удаляется до 60% адсорбированного собирателя (для апатита - 5%), что может приводить к перераспределению молекул собирателя при совместном контактировании мине-

<

о 5:

Рис.О. Зависимости адсорбции олеат-иона на апатите (1) карбонатапатите (2), кальците (3) от рН •

ральных частиц в пульпе.

Адсорбционныэ характеристик!! апатита и карбонатов различаются в зависимости от величины рН. Приведенные на рис. 3 зависимости свидетельствуют о соответствии технологических условий флотации (рН=10.5) максимуму адсорбции жирноюклотно-го собирателя на апатите и депрессии карбонатов и карбоната-патита, обладающих близкими поверхностными свойствами.

Селею'ивная флотация апатит-карбонатных руд

Установление влияния морфологических характеристик и адсорбционных свойств поверхности апатита и карбонатов на их флотируемость позволяет выразить теоретически показатель селективности флотации (отношение констант скоростей флотации) биминеральной системы через ее характеристики.

Учитывая влияние рассматриваемых характеристик поверхности частиц на кинетику флотации путем введения промежуточной стадии элементарного акта флотации образования и разруше-

нкя минерализованных пузырьков, были получены зависимости для показателя селективности флотации апатита Б: для свободной флотации

За Зк*Р*г"3/д'+ к' / гА /Гк + к

— * —.-57-5-, (2)

Бк Ба*Р*г- /2,+ к" / г*/Га + к для стесненной флотации

' Ба к + к' / г ^ / Гк

— *-^-, (3)

Бк к + к" / г / Га

- где Яа и Бк - удельные поверхности апатита и глрбонатов, Га и Гк - соответствующие плотности адсорбционных слоев, Р -удельный расход воздуха, г - радиус частиц апатита й карбонатов, к' и к" - константа пропорциональности, к - константа скорости Еыноса минерализованных пузырьков.

Анализ полученных уравнений, проведенный после ряда упрощении, показал, что селективность флотации апатита снижается с увеличением удельной поверхности частиц минералов .пустой породы. Такой характер зависимости обусловлен как снижением флотоактивности частиц апатита, связанным с уменьшением плотности адсорбционного слоя при постоянном расходе собирателя, так и с конкуренцией апатита и карбонатов на стадии образования флотокомплекса.

Достоверность результатов теоретического анализа испыты-валась при флотации проб двух разновидностей апатит-карбонатных руд близких по составу и различных по величинам удельной поверхности, а также в флотационных опытах с добавлением в п:*таниз флотации одинаковых навесок карбонатов с различными значеш.лми величин полной удельной, поверхности. При этом изучали влияние карбонатных шламов (класс'- 25' мкм) и частиц флотационной крупности.

Улрагаер полученных зависимостей подтвердил справедливость теоретического вывода о снижении селективности извлечения апатита при добавлении карбонатов флотационной крупности в пульпу. Установлено также, что вариация удельной поверх-.ности шламов не оказывает значительного влияния на результаты флотации, что связано с особенностями реологии мелких частиц. Метод частного корреляционного анализа использовали для

выявления содержательных для прогноза характеристик процесса. Поскольку состав или свойства природных объектов невозможно изменять по желанию, существенным является то, что выбранный метод позволил исключить или ¿икепровать влияние остальных переменных Факторов на изучаемые соотношения. В качестве ¿акторов были Еыбраны параметры, описывающие оизичеекне и химические свойства исходных продуктов, а именно: содержанке классов -0.071 и -0.0-10 мм, содержание Р^Оу, СО^. !.'л0,

а также содержания кальцита и доломита, по данным минерального анализа. Реагентный режим флотации характеризовался расходами сульфатного мыла (собиратель), жидкого стекла (депрессор), алкаполамида (регулятор) и временем, основной, контрольной и перечистной операций флотации.

Результаты проведенного анализа подтвердили обоснованность необходимости учета величины полной удельной поверхности как важного ¿актора сбогатимсстн апатит-карбонатных руд и установили набор характеристик обогащаемых продуктов и процесса флотации, включающий: расходы собирателя и депрессора, определяющий плотность адсорбционного слоя, гранулометрический состав, содержание апатита и карбонатов в питании флотации, величину его полной удельной поверхности.

Про г но з иро в ание технологических сериств апатит-карбонат-

Ш Ш

Результаты теоретического рассмотрения флотируемости частиц в модельной системе частиц апатит-кальцит и корреляционного изучения результатов Флотации апатит-карбонатных руд демонстрируют наличие значимых связей между показателями обогащения и величиной удельной поверхности питания елстации. его химическим и гранулометрическим составом, расходами собирателя и депрессора.

Анализ влияния только одного из обсуждаемых параметров -величины полной удельно;! поверхности - показывает значительно сложный вид теоретической зависимости для извлечения, что делает его малопригодным для практического использования. Сложность и множественность гос:.!?.!ссшсо2 ¿акторов флотиш:и. трудоемкость полугнил исчерпывающей окспер::::епт\.льпсп ин^орма-

ции о величинах констант, входящих в теоретическое уравнение, приводят к необходимости рассмотрения линейной комбинации частных закономерностей и эмпирического подбора констант. Поэтому в качестве прогнозного уравнения предлагается уравнение для эффективности обогащения £, состоящее из комбинации переменных теоретического уравнения (3)

Е - А1 + А*,* 1/1? * Рс / Рд * Np¿os * Б +

+ Аз*И*Рс/Рд* 1/ИрхОу * 1/3 + + А* * И * Рс / Рд * 1/Мрю^- * Б + Ау*Р + + А6 * А* * V*, + Аг '* Т +Аэ*Т (4)

где значение Я - сумма весовых долей карбонат-, фосфат- и си-

ликатсодержащих минералов

И - N00* / 48 + №¿05-/42 + №10.1/43,. (Ь)

где N1 - весовая концентрация двуокиси углерода (._ пятио-киси фосфора (Р^Оу) или двуокиси кремния (310¡) в флотационном классе продукта. Остальные параметры уравнения (4) соответствуют - А1 - определяемым коэффициентам регрессии. Б -удельной поверхности исходного продукта флотационного класса крупности, Рс и Рд - расходам собирательной смеси и депрессора при флотации, Р - плотности пульпы, V»1, и - весовым содержаниям фракций продукта флотационной крупности и шламов.

Следует отметить, что приведенный набор параметров соединяет большинство факторов, значимых для флотации, и является необходимым для получения -достоверной информации об обогати-мости руд. То есть, исключение любого из указанных параметров приводит к снижению прогностических свойсте зависимости. Достаточность же набора параметров устанавливается экспериментально для руд конкретного месторождения и характеризуется статистическими параметрами, например, величиной коэффициента корреляции опытных и расчетных результатов обогащения руд.

Прогноз обогатимости апатит- 1сар0онатпых руд осуществляется в два этапа. Первый .этап предназначен для установления значений эмпирических коэффициентов регрессионного уравнения (4) и заключается в проведении флотационных опытов и измерении физико-химических характеристик Флотируемых продуктов. Второй этап - собственно прогноз - включает измерение характеристик опробуемого материала к вычисление по полученном:; на

первом этапе уравнению оценки его обогатимости (извлечению, качества концентрата, эффективности обогащения и др.).

Как видно из общего описания, длительность процедуры определяется временем приготовления объекта опробования и временем измерения его физико-химических характеристик. Сравнение предлагаемого метода прогнозирования с применяемым в настоящее время прямым флотационным исследованием обогати-мости руд свидетельствует о его большей экспрессности, достигаемой за счет сокращения количества операций подготовки исходного материала к опробованию и уменьшением времени инструментального определения характеристик проб. Таким образом, рассматриваемый метод является оперативным и может использоваться при опережающем опробовании месторождения, технологическом картировании, усреднении руд перед обогащением и шихтовке их разновидностей, а также для технологического контроля флотационного .процесса.

Для установления параметров уравнения (4) отобрали 20 проб апатит-карбонатных руд текущего технологического опробования карьера и по разработанной методике установили значения коэффициентов регрессионной зависимости. Коэффициент корреляции экспериментальных и расчетных значений составил 0.773, что указывает' на достаточную степень соответствия модели экспериментальным результатам.

Прогнозирование технологических показателей на основе полученного уравнения проводили для трех проб руд. Сравнение полученных результатов показывает хорошее соответствие экспериментального и расчетного методов (табл.1). Величина относительной погрешности не превышает 20%, что соответствует применяемым в настоящее время методикам оценки технологических свойств руд и свидетельствует о его высокой эффективности.

Экономичес1:ая эффективность применения данной методики иллюстрируется расчетом использования ее в целях управления процессом флотации комплексных магнетит-апатитовых руд Ков-дорского месторождения. Ожидаемый зкономичесгай эйфект составляет 7X0 тыс. 'рублей в год.

•Таблица 1

Результаты прогноза обогатимости апатит-карбонатных руд

Некоторые природные разновидности апатитсодержащих руд

■ Характеристика апатит- форстерит- магнетитовая апатит-оиликатная карбонат- форстерит- магнетитовая

Содержание в исходном,% Р^Оь- сси 15. 47 4.01 21.88 15.30 5.39 20. 89 12. 04 16.60 14.09

Модуль карбо-натности 0. 26 0. 35 1.38

Удельная поверхность кл. О. 063-0. 5мм, м2/кг 290 410 170

Весовое содержание класса, % -0. 063 мм 17. 07 11.14 14.95

Расход реагентов,г/т сульфатное мыло жидкое стекло 170 350 180 • 350 •• 130 500

Показатели обогащения,-X• выход конц-та . содержание Р^Огг извлечение РхО^ 14.1 40.2 36.6 23.9 38.3 59.8 12.4 35.2 36.3

Эффективность обогащения,% эксперимент расчет 35.68 30. 34 '56. 52 ' 59. 89 33. 44 36. 73

Относительная ошибка прогноза, % 17.6 5.6 9.0

выводы

1. Установлено, что морфология поверхности кальцийсодер-жаших минералов С апатита,кальцита и доломита) КсЕдорского месторождения определяется пористостью с размерами пор

о

40-2000 А. Анализ соответствия размеров пор и молекул адсор-батов показывает, что морфология поверхности частиц апатита и карбонатов может количественно оцениваться величиной полной удельной поверхности, измеряемой методом низкотемпературной адсорбции инертных газов. Теоретически и экспериментально установлены закономерности влияния пористости частиц апатита и карбонатов, входящих з состав апатит-карбонатных руд, на их адсорбционные и флотационные характеристики.

2.Теоретически и экспериментально установлен характер зависимости кинетики адсорбции собирателя на минеральных частицах в зависимости от начальной концентрации реагента и полной удельной поверхности частиц. Скорость адсорбции олеат-испа на карбонатах значительно превышает скорость установления адсорбционного равновесия на апатите, что связано с различиями их удельных поверхностей, при этом время установления адсорбционного равновесия на апатите составляет 5-10 минут, что является низшим пределом времени кондиционирования пульпы. ,

3. В аналитической форме установлена зависимость, связывающая селективность флотации апатита в присутствии карбонатов с величинами удельных поверхностей, плотностями адсорбционных слоев и крупностью частиц этих минералов. Экспериментально выявлена закономерность влияния величины полной удельной поверхности руд, подготовленных к флотации, на их обогатимость, разработан и защищен заявкой на изобретение способ идентификации сортности кароонатссдсржащих апатитовых руд по обогати-мости.

4. На основе проведенных теоретических исследовании разработала новая методика прогнозной оценки технологического качества апатит-карбонатных руд, основанная на учете химичсско-

го и гранулометрического состава руды, подготовленной к флотации, полной удельной поверхности ее флотационного класса крупности и удельного расхода флотационных реагентов. Величина относительной погрешности прогноза не превышает 20%,. что соответствует применяемым в настоящее время методикам оценки технологических свойств руд и свидетельствует о ее высокой эффективности.

5. Методические указания по проведению "Идентификации флотационной обогатимости апатит-карбонатных руд" утверждены Всесоюзным институтом минерального сырья Министерства геологии СССР. Их применение для прогнозирования обогатимости апатит-карбонатных руд Ковдорского месторождения при геолого-технологическом картировании и непосредственно при обогащении позволит оптимизировать процесс флотации, стабилизировать технологические по!<азатели переработки руд. Экономический эффект от применения методики прогнозирования флотационной обогатимости апатит-карбонатных руд при управлении процессом флотации руд Ковдорского месторождения составит 720 тыс. рублей.

Основные результаты опубликованы в работах;

1. Остапенко С. П. , Костин А. К. Усачев П. А. Новожилова

B. В. , Поганкина Т. Е , Богданович В. В. , Ляхов В. П. Идентификация флотационной обогатимости апатито-карбонатных руд. Методические указания. - М.:изд-ео ВИЫО, 1391.-13с.

2. Остапенко С. П. Применение метода фотолюминесценции ' для исследования процессов закрепления реагента-собирателя на поверхности апатита /Тр. 3-ей обл. научн. техн. конф. мол. ученых и спец. по вопр. горн, науки., Апатиты, 1984. , Ч. 3. Секц. обогащ. полезн. ископаемых., Горный ин-т Кол. фил. АН СССР, Апатиты, 1937, С. 78-83. -Деп. в ВИНИТИ 23. 06. 87, N0. 4545-Е87.

3. Остапенко С. П. , Костин А. К Сравнительная флотируеыость апатито-карбонатных руд // Проблемы рационального использования фосфатного сырья и интенсификация технологических процессов: Тез. докл. на совещ. , г. Кингисепп, 1989. - Черкассы, 1989.

C. 23-24.

4. Остапенко С. П., Власова Е. А.. Костии А. К Закономерности адсорбции реагента-собирателя при адсорбции на апатите и кальците // Научное пособие для технологической оценки минерального сырья. -М.: тип. ВШС, 1991. -С. 69-74.

б. Положительное решение по заявке N0.4829063/03/058833 ДСП от 26.03. 91г.; Способ идентификации сортности карбонатсо-держащих апатитовых руд по обогатпмостп / Костии Л. К., Ляхов В. П. , Новожилова В. Е , Паганкина Т. II. , Остапенко с. П., Сули-мэнко Л. П. , Усачев П. Л.

6. Власова Е. А. , Голубцова О. А, Остапенко С. П. Влияние пористости карбонатов ш их флотационные свойства // Добыча и обогащение комплексных руд: Материалы к Всесоюз. конф. молод. учен. -Апатиты: К1Щ АН СССР, 1991. -С. 87-89.

Подписано в печать 29.04.92. Для служебного пользования. Заказ 192-92. Тираж 100. П.л. I. Бесплатно.

Ротапринт ИПКОН РАН. Москва, Крюковский тупик, 4