флотационные машины для обогащения руд

Когда говорят про флотационные машины для обогащения руд, многие сразу представляют классические механические камеры с импеллерами — этакий хрестоматийный образ. Но в практике, особенно на магнитных железорудных месторождениях, всё часто оказывается сложнее. Порой сама идея тотального применения флотации становится тем самым ?костылём?, когда процесс можно оптимизировать иначе, сократив и энергозатраты, и количество переделов. Вот об этом и хочется порассуждать, отталкиваясь от того, что видел на разных фабриках.

Где флотация действительно незаменима, а где — избыточна

Понятное дело, для сульфидных, медных, полиметаллических руд — без флотационных машин никуда. Там идёт борьба за отделение тонковкрапленных минералов, и пенная сепарация — часто единственный эффективный метод. Но с магнетитовыми рудами история другая. Основной метод — магнитная сепарация, и долгое время считалось, что для глубокой очистки концентрата от примесей, особенно силикатных, нужна доводочная флотация. На многих предприятиях так и работали: магнитный сепаратор, а потом — флотационная машина для снятия пустой породы.

Но здесь и кроется частая ошибка — автоматическое добавление флотации в схему как обязательного финального этапа. На деле эффективность сильно зависит от характера сростков и тонкости помола. Иногда большие затраты на реагенты и тонкое измельчение под флотацию просто не окупаются той прибавкой в качестве концентрата. Видел случаи, когда пытались ?выдавить? из магнетитового концентрата ещё полпроцента железа с помощью флотации, но при этом теряли до 5% магнетита в хвосты из-за неидеальной селективности. Экономика такого решения оказывалась сомнительной.

Именно в таких ситуациях начинаешь искать альтернативы. Не отказываться от задачи очистки, но решать её другими, возможно, более прямыми методами. Вот здесь на ум приходит опыт китайских коллег, которые на многих месторождениях пошли по пути интенсификации именно магнитного обогащения. Если говорить о конкретных решениях, то компания ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (информацию о ней можно найти на https://www.jinken.ru) как раз продвигает технологию, которая в определённых условиях может заменить ту самую доводочную флотацию. Они не производят флотационные машины в классическом понимании, а делают ставку на глубокую магнитную сепарацию с промывкой.

Альтернатива или эволюция? Технология промывочной магнитной сепарации

Суть их подхода, если грубо, — не добавлять в процесс химию и аэрацию, а максимально эффективно отделить немагнитные частицы в мощном магнитном поле с активной гидравлической промывкой. Их полностью автоматическая промывочная магнитная сепарация — это, по сути, агрегат, который сочетает в себе принципы магнитной сепарации, гидравлической классификации и отсадки. Для определённых типов руд, где примеси слабо связаны с магнетитом, это работает эффективнее флотации.

Почему? Меньше операций. Нет реагентного хозяйства, нет сложной системы аэрации и пенообразования, проще управление процессом. На одном из проектов в Перу, где мы рассматривали модернизацию участка доводки, как раз сравнивали классическую флотацию и установку от Цзинькэнь. Для конкретной руды, с достаточно крупными и ?чистыми? сростками, промывочная сепарация дала сопоставимый по железу концентрат, но с существенно более низкими эксплуатационными расходами. Ключевым было то, что не требовался сверхтонкий помол.

Конечно, это не панацея. Если порода тонковкрапленная, сильно окисленная, или нужна селекция между несколькими немагнитными минералами, то флотационные машины своё не отдадут. Но их технология хорошо показала себя именно на магнитных железняках, где стоит задача удалить кремнезём и алюмосиликаты. Более 90% магнитных рудников в Китае используют их оборудование — цифра, которая заставляет задуматься о масштабах внедрения и, видимо, об экономической целесообразности такого выбора.

Практические нюансы и ?подводные камни? при замене технологий

Решиться на замену флотационного передела на магнитную промывку — это всегда риск и масса расчётов. Самый главный вопрос — это детальное изучение вещественного состава и текстур руды. Недостаточно знать общее содержание железа и кремнезёма. Нужно смотреть под микроскопом: как именно силикаты связаны с магнетитом? Если это тонкие прожилки или каёмки, то при измельчении они могут отделиться, и промывка сработает. Если же это тонкая вкрапленность внутри зёрен магнетита, то никакое магнитное поле и промывка не помогут — тут только на химическую флотацию надеяться.

Второй момент — вода. Технология промывочной сепарации требует большого количества воды определённого качества. Если на фабрике дефицит воды или она сильно заилена, возникают дополнительные сложности с циркуляцией и очисткой. Флотация в этом плане иногда более терпима к качеству оборотной воды.

И третий — управление хвостами. Хвосты от магнитной сепарации с промывкой — это, по сути, отмытые силикатные пески. Их складирование или использование проще, чем обезвоживание и утилизация флотационных хвостов, которые содержат реагенты. Это экологическое и экономическое преимущество, которое не всегда учитывают в первоначальных расчётах.

Случай из практики: когда попытка сэкономить привела к анализу

Был у нас опыт на одном небольшом отечественном месторождении. Руда нестабильная, с плавающим содержанием магнетита и повышенным содержанием апатита. Изначальная схема: дробление, измельчение, магнитная сепарация, флотация для удаления апатита. Флотационные машины старые, капризные, реагентов уходило много. Заказчик захотел удешевить процесс и решил испытать установку промывочной магнитной сепарации, чтобы обойтись без флотации.

Смонтировали опытный модуль. На первых пробах результат обнадёживал: содержание железа в концентрате росло, кремнезём удалялся. Но апатит — минерал немагнитный, но довольно тяжёлый — частично увлекался в магнитный продукт. Промывка его удаляла, но не полностью. В итоге содержание P в концентрате оставалось на верхней границе допустимого по ГОСТу. Для рядового концентрата — проходило, но для высокосортного — нет.

Пришлось признать, что для этой конкретной руды с её специфической примесью апатита полный отказ от флотации был преждевременным. Но найден был гибридный вариант: основную массу пустой породы и часть апатита удаляли на промывочном сепараторе, а затем на доработку шла меньшая часть потока через компактную флотационную линию. Это позволило сократить количество флотационных машин и расход реагентов в разы, но не отказаться от них полностью. Это к вопросу о том, что технологии не всегда взаимоисключают, а могут и дополнять друг друга.

Выводы и направление мыслей

Так что же, флотационные машины для обогащения руд отмирают? Ни в коем случае. Они остаются краеугольным камнем для целых классов полезных ископаемых. Но в нише обогащения магнитных железных руд идёт активный поиск более энерго- и ресурсоэффективных решений. Технологии, подобные тем, что развивает ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии — с их акцентом на физические методы, автоматизацию и комбинирование принципов (магнетизм, гидравлика, пульсация) — предлагают жизнеспособную альтернативу для многих, но не для всех сценариев.

Для инженера-обогатителя сегодня важно не цепляться за шаблонную схему, а глубоко анализировать руду и считать полную стоимость владения процессом. Иногда установка дополнительной секции флотационных машин — это правильный путь. А иногда — инвестиция в современный магнитный сепаратор с промывкой окупится быстрее и даст большую операционную гибкость. Ключ — в детальном ТЭО и испытаниях, а не в слепом следовании учебникам двадцатилетней давности. Оборудование от Цзинькэнь, как и любое другое, — это инструмент. А мастерство — в умении выбрать правильный инструмент для конкретной горной массы.

В конце концов, прогресс в обогащении идёт не только по пути создания новых реагентов для флотации, но и по пути совершенствования ?старых? физических методов, доведения их до высокой степени избирательности и автоматизации. И наблюдать за этой конкуренцией идей и технологий — самое интересное в нашей работе.