Лаборатория №4.2. Комплексной переработки нетрадиционного минерального сырья

 

Заведующий лабораторией
Анатолий Афанасьевич Лавриненко
Доктор технических наук
.
.
.
.
.
.
.

Область научной деятельности
Основное направление научной деятельности лаборатории — обоснование и разработка новых высокоэффективных методов разделения и аппаратов, обеспечивающих селективное извлечение ценных компонентов из труднообогатимого природного и техногенного минерального сырья, на основе изучения технологических свойств минеральных компонентов и межфазных процессов в условиях различных физических, физико-химических и химических воздействий.

 Исследования лаборатории включают:

- теоретическое и экспериментальное обоснование выбора энергоэкономичных методов селективной дезинтеграции трудноразделяемых минеральных комплексов, в том числе, с применением метода объёмного сжатия;

- развитие теории флотации, изучение механизма действия собирателей и свойств взаимодействующих фаз, исследование закономерностей и моделирование образования межфазных наноассоциатов и макроагрегатов в условиях энергетических воздействий: электрохимических, ультразвуковых и низкочастотных – с целью разработки высокоэффективных методов селективной флокуляции, флотации тонкодисперсных компонентов и создания рациональных технологий переработки комплексных руд и нетрадиционного минерального сырья;

- научное обоснование и разработку принципов, методов и технологий извлечения наноразмерных и тонкодисперсных частиц благородных металлов, редких и рассеянных элементов, получения высококачественных продуктов технологического назначения из углей, золошлаковых отходов и дымовых выбросов от сжигания углей;

- развитие информационных технологий и применение компьютерных химических программ для прогноза свойств и выбора флотационных реагентов на основе квантовомеханических аспектов химических связей и межмолекулярных взаимодействий реагентов и минерало;

В лаборатории проводится изучение и анализ истории развития горной науки и техники в России, а также — становления и развития отечественных горных научных школ.

Основные научные результаты.

С применением разработанной методики подготовки золотосодержащих проб с углеродной матрицей для определения содержания золота инструментальным способом получена достоверная информация о промышленном содержании золота в бурых углях и обоснована целесообразность его извлечения. На основании термодинамических расчётов выявлен механизм поведения золота в процессе сжигания углей при разном его содержании. Теоретически и экспериментально обоснована принципиальная технологическая схема извлечения золота из зол уноса в процессе сжигания углей с применением твердофазной конденсации.

Влияние температуры сжигания бурого угля
на выход золота в газовую фазу.

Установлены квантовомеханические представления флотации минералов сурьмы из руд. Механизм взаимодействия воды, активаторов минералов и собирателей определен квантовохимическим методом с учетом уровня энергии молекулярных орбиталей, степени переноса заряда электронов с молекул донора на молекулу акцептора с образованием комплексов металлов с различной конформацией. Созданы модели молекул для ряда перспективных флотореагентов.

Монодентатная структура диизобутилдитиофосфината платины

На основе ван-дер-Ваальсового и дипольного взаимодействий соединения разработан прогноз использования эффективной бинарной композиции флотореагентов, который способствует подбору соединений с заранее известными технологическими свойствами направленного действия. Рекомендованы флотационные реагенты на основе меркаптохинолина и (тиоксинато)ацетата натрия, которые способствуют повышению извлечения благородных металлов.

Использование в качестве дополнительного собирателя при флотации руд благородных металлов
(тиоксинато) ацетата натрия позволяет повысить извлечение золота на 9,4 % и серебра на 6,1%.

Меркаптохинолин

(Тиоксинато) ацетат натрия

Исследован комплекс физико-химических процессов, ответственных за формирование и эволюцию гидрофобного слоя на поверхности сульфидных минералов. Установлены новые физико-химические закономерности образования межфазных ассоциатов во флотационных системах. Проведён анализ парной энергии взаимодействия минеральных частиц твёрдой фазы суспензии и пузырька воздуха с учетом энергии гидрофобного взаимодействия, зависящей от краевого угла смачивания частиц дисперсной фазы дисперсионной средой.
Выполнена оценка силы и дальнодействия гидрофобных взаимодействий. Сильные дальнодействующие взаимодействия между гидрофобными поверхностями использованы для флокуляции сульфидов гидрофобными полимерами и для повышения селективности флотации. Определены условия селективной флокуляции сульфидов из шламов лежалых хвостов.
Флотомашины ФПП успешно испытаны при флота-ции сильвинитовых, медно-никелевых, полиметаллических, апатитовых и других руд. В результате работы пневмопульсационной флотомашины ФПП-14м на ОАО «Уралкалий» повышается извлечение KCl на 1,5% от исходной руды при получении кондиционного концентрата и снижаются энергозатраты на 30 % за счёт сокращения числа перечистных операций.

Разработана методика оценки селективности вскрытия руды при дезинтеграции. Предложен численный критерий оценки селективности измельчения для сравнения и выбора методов дезинтеграции, который проверен при работе различных измельчительных аппаратов на разных типах руд.
Разработана комбинированная технология комплексной переработки хвостов обогащения медно-цинковых руд с получением методом флотации качественного пиритного концентрата и цинкового промпродукта.
Разработан реагентный режим флотации сульфидов и платиноидов из отвальных хвостов обогащения Cu-Ni руд Талнахской обогатительной фабрики с применением композиции реагентов, которая позволяет извлечь 94% сульфидной серы, 60% палладия и 45% платины в сульфидный продукт, содержащий 2,1 г/т Pd и 0,7 г/т Pt, что позволяет использовать хвосты для приготовления закладочной смеси в выработанное пространство недр.

Инновационная деятельность

Разработаны основные теоретические положения флотации в вертикально колеблющейся среде со знакопеременной скоростью всплывания пузырьков, позволившие создать оригинальные высокопроизводительные колонные пневмопульсационные аппараты (ФПП) и промышленный процесс пульсационной флотации, который обеспечивает при обогащении минерального сырья одновременно повышение извлечения и качества концентрата.
Флотомашины ФПП успешно испытаны при флотации сильвинитовых, медно-никелевых, полиметаллических, апатитовых и других руд. В результате работы пневмопульсационной флотомашины ФПП-14м на ОАО «Уралкалий» повышается извлечение KCl на 1,5% от исходной руды при получении кондиционного концентрата и снижаются энергозатраты на 30 % за счёт сокращения числа перечистных операций.
Разработана методика оценки селективности вскрытия руды при дезинтеграции. Предложен численный критерий оценки селективности измельчения для сравнения и выбора методов дезинтеграции, который проверен при работе различных измельчительных аппаратов на разных типах руд.

Общий вид пульсационной пневматической флотационной машины (ФПП)
1 — пульсатор;
2 — корпус;
3 — аэратор;
4 — пенный желоб;
5 — выход питания;
6 — успокоители;
7 — диспергаторы;
8 — отбойник.

 

Разработана комбинированная технология комплексной переработки хвостов обогащения медноцинковых руд с получением методом флотации качественного пиритного концентрата и цинкового промпродукта.

Разработан реагентный режим флотации сульфидов и платиноидов из хвостов обогащения Cu-Ni руд Талнахской обогатительной фабрики с применением группы реагентов, позволяющий извлечь 94% сульфидной серы, 60% палладия и 45% платины в сульфидный продукт, содержащий 2,1 г/т Pd и 0,7 г/т Pt,.

Совместно с МИСиС разработана технология извлечения сурьмы из бедных сурьмяно-мышьяково-золотосодержащих руд с выделением кондиционного сурьмяного концентрата (патент РФ № 2432407). Разработаны рекомендации для кучного выщелачивания сурьмы (патенты РФ на изобретение: № 2425159, № 2429304, № 2412264).

НАЗАД
ВВЕРХ
Яндекс.Метрика