Оптимальная схема флотации: экспертный взгляд

Наталья Дёмшина

Доля труднообогатимых руд с низким содержанием полезных компонентов в общем объёме перерабатываемого в мире минерального сырья достигла 30–40 %. По прогнозам экспертов, в ближайшие десять лет этот показатель может вырасти до 50 %.

Данная тенденция обусловлена как истощением месторождений с высоким содержанием полезных компонентов, так и развитием технологий и совершенствованием горного оборудования, позволяющими повышать эффективность обогащения сложных руд.

temp-01-temp-01 — Константин Микитич, руководитель по направлению «Флотация» компании TEM Partner®

Сегодня разработка оптимальной технологической схемы и выбор оборудования играют ещё большую роль и напрямую влияют на технологические и экономические показатели предприятий.

Российская компания TEM Partner® специализируется на производстве флотомашин и сгустителей различных типов. Компания заинтересована не в продвижении каких-то отдельных моделей, а в выборе технологических решений и подборе наиболее эффективного оборудования для каждого конкретного применения.

— У нас есть компетенции, опыт и необходимые инструменты для оптимального подбора оборудования, чтобы предлагать заказчикам лучшее решение, — подчёркивает Константин Микитич, руководитель по направлению «Флотация» компании TEM Partner®.

Снижение капитальных затрат

Определение оптимальной схемы флотации и выбор оборудования — всегда непростая задача. Необходимо учитывать вещественный и минеральный состав руд, качественные и количественные характеристики поступающей на флотацию руды, реагентный режим, а также тип применяемых флотомашин.

При выборе флотационного оборудования важно исходить из планируемых условий эксплуатации, провести сравнение эффективности различных схем флотации с учётом разных типов оборудования для каждой операции и единицы оборудования. Следует отметить, что определённые типы флотомашин зарекомендовали себя как наиболее подходящие для определённых операций флотации и условий работы.

— Мы выпускаем три типа флотомашин, что позволяет нам предлагать разные решения по выбору флотационного оборудования как для отдельных операций, так и для всего передела флотации в целом, — говорит Константин Микитич.

Наиболее распространённый тип — пневмомеханические флотомашины TEMP CELL, представлены в линейке компании 12 типоразмерами, включая самые большие в России флотомашины объёмом 630 м³. Такое оборудование используется на операциях основной, перечистной и контрольной флотации на обогатительных фабриках большой и средней производительности, в обогащении цветных, чёрных металлических и неметаллических руд.

Флотомашины объёмом от 300 м³ и более востребованы на обогатительных фабриках, перерабатывающих большие объёмы руды с длительным временем флотации в схеме обогащения. При высокой производительности установка флотомашин с большим объёмом становится более целесообразной благодаря упрощённому обслуживанию и экономической выгоде. Такое решение позволяет сократить количество единиц техники, а значит, уменьшить занимаемую площадь, операционные расходы и затраты на вспомогательное оборудование. На самом деле каждая флотомашина, независимо от объёма, проектируется индивидуально для каждого проекта. Учитывать нужно множество параметров: тип операции, данные потоков (ККС и ВШС), время флотации, химический и минеральный состав продуктов, компоновку оборудования и др. Например, данные кинетики флотации позволяют рассчитать нагрузку на желоба каждой камеры в операции и соответственно подобрать оптимальную конфигурацию жёлоба. Это только малая часть нюансов.

Ещё одна из линеек флотационного оборудования TEM Partner — установки скоростной флотации TEMP FLASH. Данные флотомашины в большинстве случаев используются в циклах измельчения-классификации, в частности, на песках гидроциклонов. Они рассчитаны на большие нагрузки, обладают повышенной износостойкостью. Как правило, используются на рудах с большим удельным весом полезного компонента и высокой кинетикой флотации, когда компонент очень быстро переходит в концентрат. Часто скоростные установки применяются при обогащении золотосодержащих руд. Решение позволяет увеличить извлечение полезного компонента на ранней стадии схемы обогащения, сократить потери с хвостами, снизить циркуляционные нагрузки на последующие переделы флотации.

Флотомашины другого, эжекторного типа — TEMP JET — показывают максимальную эффективность на измельчённой руде до тонких классов крупности (<25 мкм). В основном в мире они применяются на операциях перечистных циклов. Например, одна эжекторная флотомашина может заменить три перечистные операции с использованием пневмомеханических флотомашин, то есть возможно получить готовый концентрат за одну операцию флотации. В таких случаях использование эжекторной флотации позволяет снизить капитальные затраты при строительстве новых фабрик, а также экономить площади под флотационное оборудование на действующих предприятиях.

Инструменты и методы для выбора оборудования флотации

Выбор оборудования всегда индивидуальный и начинается с получения вводных данных: заказчик заполняет опросный лист по конкретной линейке флотационного оборудования или присылает своё техническое задание. На основании полученных данных мы рассчитываем и подбираем флотационное оборудование с необходимой конфигурацией.

— Для каждой операции флотации мы производим моделирование процесса для точного определения необходимого вида, количества единиц техники и конфигурации оборудования, — объясняет Константин Микитич. — Для оценки целесообразности применения технологии эжекторной или скоростной флотации непосредственно на производстве мы можем провести пилотные испытания.

Результаты пилотных испытаний позволяют наиболее оптимально подобрать флотационное оборудование с учётом существующей производительности и компоновки фабрики.

В компании созданы две опытно-промышленные мобильные установки: для эжекторной флотации TEMP JET 500 и скоростной флотации TEMP FLASH 15. Масштабируемость составляет 1:1 для эжекторной флотации, 1:1,0-1,10 для скоростной флотации.

— Например, на одном из золоторудных месторождений Дальнего Востока мы провели опытно-промышленные испытания по скоростной флотации. По результатам испытаний достигнут положительный результат: получен готовый флотоконцентрат с содержанием золота более 35 г/т, низким содержанием органического углерода <0,5 % и операционным извлечением более 40 %.

После анализа результатов проведённых ОПИ и исходя из компоновки существующего оборудования мы подобрали промышленные типоразмеры TEMP FLASH. В дальнейшем руководство предприятия планирует внедрить установки скоростной флотации в рамках модернизации производства, — говорит Константин Микитич.

Также руководитель по направлению отмечает:

— Заказчики сами принимают решение о проведении ОПИ на пилотных установках. Но стоит отметить, что применимость технологий скоростной и эжекторной флотации перерабатывающие предприятия могут протестировать в лабораторных условиях на обычных лабораторных флотомашинах согласно разработанным в компании методикам. Мы консультируем специалистов клиента и сопровождаем такие испытания при необходимости.

Так, результаты лабораторных и пилотных испытаний по эжекторной флотации на одном из крупнейших предприятий по добыче меди в Забайкальском крае показали возможность повышения общей переработки руды без снижения технологических показателей и качества концентрата за счёт включения в технологическую цепочку эжекторной флотомашины TEMP JET 6500. Руководство предприятия приняло решение об использовании такой установки в операции основной медной флотации после тонкого измельчения. Сейчас ведётся поставка оборудования.

Лабораторные и пилотные испытания позволяют уточнить нюансы применимости технологии на конкретных рудах и точнее подобрать флотационное оборудование.

В одной цепочке флотации могут использоваться установки разных типов. Например, на начальном этапе — установки скоростной флотации, на основных операциях — большеобъёмные пневмомеханические флотомашины, на перечистках — эжекторные флотомашины. В то же время на всём переделе флотации могут применяться установки одного типа (за исключением установок скоростной флотации).

У TEM Partner® есть уникальный опыт поставки на все операции флотации только эжекторных флотомашин. В данном случае полезные минералы галенит и сфалерит тесно ассоциированы между собой и представлены тонковкраплёнными рудами, что требует очень высокой степени измельчения — до 10–13 микрон.

Наиболее эффективными по итогам исследований и испытаний оказались именно эжекторные машины. Вместо 60 и более пневмомеханических установок по обычной схеме на фабрике используется всего 19 эжекторных флотомашин, которые занимают намного меньше места.

Спрос на экономически выгодные решения для флотации будет только расти, уверены специалисты TEM Partner®. Ведь потребность в металлах в мире увеличивается, конкуренция на рынке усиливается, экологические требования ужесточаются.

В выигрыше будут производители, которым удастся снизить капитальные и эксплуатационные затраты с одновременным повышением извлечения полезного компонента и выхода конечного продукта.