Новаторские методы для максимизации штрафов

Исследователи разрабатывают новые методы более эффективного отделения ценных мелких материалов размером менее 20 мкм от руд. Этот процесс включает прикрепление частиц желаемого материала к пузырькам воздуха и их выделение в виде пены.

Обработка мелкозернистых материалов представляет собой серьезную проблему для горнодобывающей промышленности. Руды сначала необходимо раздробить и измельчить до микрометров. Этот процесс увеличивает площадь их поверхности и освобождает минеральные частицы от пустой породы. На этой ранней стадии пенная флотация способствует разделению частиц за счет способности минералов и металлов, гидрофобизированных флотореагентами, прилипать к поверхности пузырьков воздуха в водной суспензии. Эти агрегаты пузырьков-частиц выносятся на поверхность пульпы (суспензии), где они попадают в пену, которую затем удаляют. Оставшийся материал руды, не поднимающийся на поверхность, образует хвосты флотации.

Хотя пенная флотация позволяет эффективно перерабатывать частицы размером от 20 до 200 мкм, ей еще предстоит добиться значительного прогресса в обработке более мелких частиц. Мелкие и сверхмелкие частицы не могут легко плавать, поскольку они имеют низкую эффективность столкновения и сцепления с пузырьками воздуха, что приводит к потере ценных минералов. Кроме того, из-за относительно большой площади поверхности эти более мелкие частицы требуют большего количества реагентов для их обработки. Финансируемый ЕС проект FineFuture работает над изобретательскими решениями для извлечения мелочи высокого качества и с высокими скоростями, чтобы ценные ультрадисперсные материалы больше не использовались. отброшено. «Способность улавливать частицы размером менее 20 мкм очень важна, поскольку в настоящее время не существует технологии, которая могла бы эффективно улавливать их, не тратя много энергии и воды. Наши передовые энергоэффективные решения обещают значительное сокращение потерь ресурсов, тем самым повышая конкурентоспособность горнодобывающей промышленности ЕС», — отмечает координатор проекта Керстин Эккерт.

Целью FineFuture является углубление фундаментального понимания флотации мелких частиц. Ожидается, что его новаторские технологические решения обеспечат устойчивый путь к увеличению стоимости ресурсов за счет переработки хвостохранилищ, а также помогут получить новое критически важное сырье из природных месторождений и отходов горнодобывающей промышленности. Исследователи находятся на пути к тому, чтобы предложить методы, которые продемонстрируют превосходную производительность, экономию энергии на 20 % и экономию воды на 30 % по сравнению с современными технологиями.

«Основное внимание уделялось эффективному контролю поверхностных взаимодействий между пузырьками и мелкими частицами, чтобы выборочно повысить вероятность их прикрепления», — объясняет Эккерт. До сих пор исследователи тестировали методы описания взаимодействия между реагентами-коллекторами, депрессорами и минералами. Команда FineFuture также сообщила о методах повышения селективности флотации карбонатных минералов. Использование неионогенных добавок привело к существенному снижению расхода коллектора. В рамках проекта был разработан новый коллектор, вызывающий электростатическое притяжение между пузырьками и частицами на основе диоксида кремния. Эффективной стратегией преодоления проблем флотации мелких частиц является уменьшение размера пузырьков и использование специальных типов флотационных камер, известных как ячейки реактора-сепаратора, которые усилить взаимодействие пузырьков с частицами. Исследователи добились прогресса на этом фронте. В частности, они сообщили о различных технологиях генерации микропузырьков, в том числе об использовании генератора микродисперсии «воздух в воде». Флотационные испытания, проведенные с использованием этого генератора, показали, что добавление микропузырьков способствует извлечению частиц кварца.

«FineFuture применяет трансдисциплинарный и первый в своем роде исследовательский подход, который объединяет коллоидную науку и науку о интерфейсах, гидродинамику, физику, переработку полезных ископаемых, химическую инженерию, электротехнику, вычислительную науку и высшую математику», — отмечает Эккерт. «Наши новаторские концепции и технологии изменят нынешнюю парадигму горнодобывающей промышленности в сторону разработки природных месторождений полезных ископаемых, состоящих из мельчайших зерен, экономичным и экологически чистым способом».