ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 622.765.061.22:67.04:67.08
DOI: 10.18503/1995-2732-2022-20-4-37-46
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Графит – неполярный, неметаллический минерал, играющий важную роль во многих технологических процессах в разных областях промышленности. Альтернативным источником чешуйчатого графита является железографитовая спель металлургического производства (киш-графит). Для разделения графитсодержащего сырья с целью выделения чешуйчатого графита применяют флотацию. Основное направление совершенствования флотационного процесса – это интенсификация поверхностных свойств чешуек графита в процессе измельчения и корректировка режимов флотации с использованием более эффективных реагентов. Объект исследования. Железографитовая спель доменного цеха металлургического комбината. Цель работы. Изучение возможностей повышения показателей флотационного обогащения графитовой спели на основании установления физико-химических закономерностей флотации с использованием для измельчения центробежно-ударной мельницы и реагентов комплексного действия на основе действующего вещества диметилэтинилкарбинола. Новизна. Изучение закономерностей флотации с использованием предварительной механоактивации и новых, ранее не используемых для флотации графита реагентов, наиболее трудного для обогащения вида спели – доменного киш-графита. Изучено влияние способа и продолжительности дезинтеграции спели, содержания твердого в пульпе, вида реагента комплексного действия на показатели флотации. Результат. Сухой помол с меха-ноактивацией в центробежно-ударной мельнице обеспечивает селективную дезинтеграцию и увеличение реакционной способности графитовых частиц, что обуславливает повышение массовой доли углерода в объединенном концентрате на 19,77% и уменьшение содержания магнитной фракции на 22,15%. Флотационные реагенты ДК-80 и МИКС проявляют различную флотационную активность по отношению к крупному и мелкому продуктам воздушной классификации. При флотации крупного продукта реагенты проявляют большую селективность к графиту, при флотации мелкого продукта селективность к графиту ниже, но по массовой доле магнитных частиц концентраты чище и извлечение углерода в них выше. Результаты будут использованы при разработке технологии флотации графитовой спели с использованием колонных флотомашин, характеризующихся повышением селективности флотации за счет процессов вторичного обогащения в пенном слое.
Ключевые слова
железографитовая спель, киш-графит, флотация, реагенты комплексного действия, диметилэтинилкарбинол, пенообразование, центробежно-ударное измельчение, динамическая классификация
Для цитирования
Фадеева Н.В., Орехова Н.Н., Колодежная Е.В., Нигматова Н.Н. Исследование физико-химических законо-мерностей процесса флотации графитовой спели // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. №4. С. 37-46. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-4-37-46
1. Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2020 году» / Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Федеральное агентство по недропользованию (Роснедра). Москва: ФГБУ «ВИМС», 2021. 572 с.
2. Combining multiple methods for recycling of Kish graphite from steelmaking slags and oil sorption per-formance of Kish-based expanded graphite / Li J., Liu R., Ma L., Wei L., Cao L., Shen W., Huang Z.H. // ACS omega. 2021. Т. 6. №. 14. С. 9868-9875.
3. Фадеева Н.В., Орехова Н.Н., Горлова О.Е. Эколо-гические, экономические и ресурсные аспекты пе-реработки графитсодержащей пыли металлурги-ческого производства // Современные проблемы и перспективы развития науки, техники и образова-ния: материалы I Национальной научно-практической конференции (30 ноября 2020 г.). Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2020. C. 1229-1232.
4. Фадеева Н.В., Орехова Н.Н., Горлова О.Е. Изуче-ние особенностей вещественного состава и техно-логических свойств металлургической графитсо-держащей пыли для получения чешуйчатого гра-фита // Актуальные проблемы горного дела. №3 (12). 2021. С. 20-27.
5. Laverty P.D., Nicks L.J., Walters L.A. Recovery of Flake Graphite from Steelmaking Kish; RI 9512; Bu-reau of Mines: United States, 1995, pp. 3-23.
6. Kazmi K.R., Anwar M.S., Bhatti M.A., Mehmood A. Kish beneficiation by flotation. Journal-Chemical Society of Pakistan. 2008, 30(1):11-15.
7. Frost R. The recovery of kish graphite from second-ary sources. University of Birmingham, Birmingham, 2015.
8. Чижевский В.Б., Фадеева Н.В., Гмызина Н.В. Фло-тируемость графита углеводородами и кислородсодержащими соединениями // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2018. Т. 16. №3. С. 5-16.
9. Влияние ацетиленовых спиртов на флотацию уг-лей / Петухов В.Н., Щелкунов С.А., Малышев О.А., Кубак Д.А., Юдина С.В. // Кокс и химия. 2020. №11. С. 24-33.
10. Чижевский В.Б., Фадеева Н.В. Изучение действия вспенивателя РАС при флотации графита // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2003. №4. С. 37-41.
11. Tong Z. et al. The effect of comminution on surface roughness and wettability of graphite particles and their relation with flotation // Minerals Engineering. 2021. Т. 169. С. 106959.
12. Исследование измельчаемости природных скры-токристаллических графитов / Т.Р. Гильманшина, И.Е. Илларионов, Г.А. Королева, С.И. Лыткина // Обогащение руд. 2018. №4. С. 6-10.
13. Применение механоактивации для получения це-левых продуктов при переработке плавленого пе-риклаза и шлаков / М.С. Гаркави, Н.Н. Орехова, О.Е. Горлова, Е.В. Колодежная // Обогащение руд. 2020. №5. С. 35-42.
14. Щелкунов С.А., Малышев О.А. Диметил(изопро-пенил-этинил)карбинол – эффективный неионо-генный собиратель-вспениватель // Цветная ме-таллургия. 2008. №3. С. 7-12.
15. Федотов К.В., Дмитриев В.И. Энергоемкость и энергонапряженность в процессах дезинтеграции руды // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2010. №2. С. 202-205.