Качество технологической воды играет ключевую роль в процессе флотации. Методы повторного использования и смешивания водных потоков разного качества не всегда обеспечивают высокую степень извлечения и получение концентрата высокого качества. Для минимизации изменений в pH, Eh, содержании органических веществ, взвешенных частиц, прозрачности, ионном составе и остаточном количестве реагентов необходима точная информация о качестве и объеме технологической воды, так как эти параметры могут значительно повлиять на эффективность флотации.
Значительные потери извлечения металлов и ухудшение качества концентрата могут происходить в случае, если на обогатительных фабриках при замкнутом водообороте не учитывается комплексное регулирование водного режима. Изменение качества воды может существенно снизить стоимость конечного продукта — концентрата.
Степень извлечения и качество концентрата могут ухудшаться из-за уменьшения использования свежей воды при применении методов складирования хвостов, таких как пастовое сгущение или сухое складирование. Эти методы приводят к сокращению замкнутых водных контуров, что способствует накоплению вредных компонентов в воде, отрицательно влияющих на процесс обогащения.
Переход от традиционных методов к более современным методам складирования хвостов
Ужесточение экологических норм и рост дефицита водных ресурсов стимулируют обогатительные предприятия к внедрению современных методов складирования хвостов, таких как сгущение, пастовое сгущение и сухое складирование. Однако эксплуатационные риски и возможные производственные потери не всегда учитываются на этапе планирования. Риски могут возникать из-за недостаточно учтённых или неверно понимаемых изменений в качестве технологической воды, связанных, в первую очередь, с переходом на новые методы складирования хвостов.
Основное отличие традиционного метода складирования от более современных решений заключается в сокращении времени пребывания воды в технологических процессах и объемов отбираемой воды. В традиционных хвостохранилищах время пребывания воды составляет от 30 до 60 дней, тогда как в современных методах оно сокращается до 4–8 часов, что неизбежно приводит к изменениям качества воды.
Традиционные хвостохранилища с длительным временем пребывания воды способствуют биохимическим реакциям и разрушению органических молекул под воздействием УФ-излучения. Сочетание этих факторов при длительном осаждении позволяет очищать воду до требуемого качества для повторного использования или сброса. В то же время, с применением новых методов обращения с хвостами время для подобных реакций значительно сокращается, что приводит к накоплению тонких частиц и флотационных реагентов в водных контурах.
Качество воды в зависимости от целей использования
Для эффективной эксплуатации предприятия важно понимать, какое качество воды необходимо для флотации различных минералов. Важно также учитывать влияние методов складирования хвостов, местных климатических условий и требований к качеству и количеству воды на степень извлечения ценных компонентов. Компания Metso Outotec обладает значительным опытом и ноу-хау для проведения такого анализа и предлагает своим клиентам комплексный подход к управлению водными ресурсами.
На Рисунке 1 показан пример различных типов воды, используемой на обогатительной фабрике, что приводит к плохой флотации Ni. На первом фото изображено качество местной речной воды, используемой для подпитки обогатительной фабрики. Эта необработанная вода содержит гуминовые кислоты, которые являются природными антиоксидантами и эффективными хелатирующими агентами, блокирующими сцепление собирателя с минералом. Второе фото сделано из пруда-накопителя технологической воды фабрики. Вода кажется чистой, но на самом деле она содержит остаточные химические вещества, органические загрязнители и бактерии. Остаточные флотационные реагенты могут поступать из других этапов флотации и вызывать нежелательную коллективную флотацию в неподготовленных контурах. В это же время бактерии «поглощают» флотационные реагенты, оседая на поверхности минералов и блокируя их взаимодействие с флотореагентами. Последние два фото сделаны с концентратных сгустителей, на которых видно избыточное содержание тонких частиц в сливе, а также остаточные химические вещества, попадающие в потоки технологической воды.
Влияние качества воды на извлечение никеля показано на Рисунке 2. Извлечение никеля напрямую зависит от эффективности работы и селективности предварительного Cu-контура, и конечные результаты в значительной степени зависят от его работы. Как видно на Рисунке 2, качество технологической воды, а также содержание взвешенных частиц, имеют отрицательное воздействие на извлечение никеля по сравнению с водопроводной водой.
В некоторых случаях при работе с полиметаллическими рудами оборотная вода из различных контуров должна быть отделена от основного контура рециркуляции, чтобы избежать таких нежелательных явлений, как коллективная флотация или депрессия ценных минералов. Отдельные контуры для сепарированной воды целесообразны в тех участках, где накопление реагентов, органических и неорганических веществ, растворённых солей, ионный состав и микробная активность не влияют на извлечение при технологическом обогащении. Рекомендуется проводить очистку технологической воды, если она возвращается в резервуар и используется в других контурах системы, как показано на Рис. 3a и 3b.
На Рис. 3а представлен традиционный процесс, в котором эффективно смешивается вода различного качества. На Рис. 3b показаны ключевые этапы очистки технологической воды (обозначенные оранжевыми кружками), которые способствуют улучшению показателей флотации.
Система для повторного использования воды
Компания Outotec разработала инновационную установку для повторного использования технической воды (PWRP), чтобы удовлетворить потребности клиентов в удалении вредных компонентов. Установка PWRP предназначена для обогатительных фабрик, занимающихся обратной флотацией Cu, Au и Fe, и объединяет модульную конструкцию, стабильные технологические характеристики и простоту конфигурации.
При избирательной флотации рекомендуется внедрять контуры сепарированной воды через систему контроля качества и количества воды (WQQM) в реальном времени. Решение WQQM помогает минимизировать сброс технических вод, снижая воздействие на окружающую среду. Это также способствует сокращению потребления реагентов и улучшению производственных показателей. Контроль качества воды позволяет оперативно реагировать на изменения параметров процесса, вызванные колебаниями состава компонентов, химического состава или дозировок реагентов в контурах технологической воды. Правильная реализация системы WQQM способствует увеличению объема повторно используемой воды, повышению эксплуатационной эффективности и снижению негативного влияния рециркулируемой воды на флотационное извлечение и качество.
Выводы
Процесс флотации большинства минералов чувствителен к проблемам повторного использования технологической воды. Поэтому важно понимать, как качество воды влияет на извлечение и качество концентрата. Это понимание является приоритетным для компании Metso Outotec.
Juha Saari, Kaj Jansson, Eija Saari, Piia Suvio
Metso Outotec, Исследовательский центр, г. Пори, Kuparitie 10, 28330 Pori, Finland
Metso Outotec, Rauhalanpuisto 9, 02231 Espoo, Finland
