Ко всем новостям
Как повысить производительность горно-обогатительного комбината с помощью флокулянтов
19.02.2024
19.02.2024
На ГОК может быть свой производственный цех, куда отправляют полученный концентрат. Но обычно ГОК и металлопроизводство — это два разных предприятия.
У ГОК три основных этапа работы: добыча, транспортировка и обогащение. Добывают руду открытым или подземным способом — в карьерах или рудниках соответственно. Добытое сырье отправляют к месту переработки.
Полученная руда не состоит на 100% из ценного компонента, а содержит вредные примеси и пустую породу. Поэтому необходимо удалить всё лишнее и отделить ценные минералы от пустой породы, чтобы извлечь максимальное количество полезного компонента.
Перед обогащением исходную руду подготавливают: дробят и измельчают, чтобы максимально раскрыть полезные минералы среди пустой породы. Таким образом разделяют ценный компонент, сросшийся с пустой породой или другими минералами, — получается смесь частиц разного состава и размера. Затем идут грохочение (просеивание) и классификация — необходимо разделить полученные куски породы по крупности. Подготовленная руда поступает на обогащение.
Смесь минеральных частиц и воды, в которой твердые частицы находятся во взвешенном состоянии и равномерно распределены в ее объеме, называют пульпой. Минеральные частицы в пульпе концентрата — это ценные минералы, а в пульпе хвостов — пустая порода.
В виде пульпы концентрат непригоден для дальнейшего использования. Поэтому для удаления влаги (воды) из продуктов обогащения ГОК применяют многоэтапный процесс — обезвоживание.
Обезводить концентрат и хвосты необходимо, так как это помогает комбинату:
Задачи обезвоживания:
Например, для удаления влаги из крупных классов углей (150 ± 13 мм) используют только дренирование, для средних классов (13 ± 1 мм) — дренирование и центрифугирование, а для мелких классов (1 мм) — сгущение, фильтрование и сушку.
«Сгущение — это непрерывный процесс обезвоживания тонкозернистых продуктов. Твердые частицы оседают на дно сгустителя под действием силы тяжести.
Осевшие минеральные частицы непрерывно выгружаются в виде сгущенного продукта, а осветленная жидкая фаза (вода) удаляется в виде слива. Далее сгущенный продукт поступает уже на конечное обезвоживание. Цель этих этапов — довести товарные продукты до кондиционной влажности».
Высокомолекулярные водорастворимые полимерные флокулянты повышают эффективность сгущения и фильтрования в 2–4, а иногда и в 10 раз по сравнению с коагулянтами.
При этом, важно, чтобы реагент органично встраивался в существующую технологическую цепочку. Медленный процесс сгущения или слишком влажный твердый осадок сильно усложняет, а значит, и удорожает дальнейшие этапы переработки. Кроме того, в случае некачественного сгущения пульпы концентрата ГОК теряет конечный продукт вместе со сливом сгустителя, а следовательно, и деньги.
Параметры, по которым можно оценить эффективность процесса сгущения:
«Чистота слива» оценивает содержание в осветленном слое твердой фазы — то, насколько прозрачна полученная вода. Чем меньше объем сгущенного осадка, тем проще и дешевле ГОК обойдутся последующие этапы обезвоживания, например фильтрация.
В 2023 году специалисты «НПО БиоМикроГели» провели лабораторные испытания (ЛИ) сгущения пульпы концентратов в одной из крупных российских компаний по добыче золота и серебра. Содержание твердых частиц в пульпе концентрата составляло 30%. Целью ЛИ было выяснить, возможно ли заменить используемый на ГОКе иностранный реагент на продукцию «НПО БиоМикроГели» без снижения эффективности сгущения пульпы концентрата.
Лабораторные испытания проводили на среднесуточных пробах пульпы. Исходный образец выглядел следующим образом:
Скорость осаждения твердых частиц у обоих реагентов практически одинакова. Это говорит о том, что ГОК не потеряет в производственных мощностях, если перейдет на предложенный флокулянт Биомикрогели®.
Объем осадка. Лабораторное испытание показало, что флокулянт Биомикрогели® продолжает сокращать объем сгущенного осадка, когда иностранный реагент уже остановился.
Таким образом, в случае, если ГОК заменит текущее решение по сгущению пульпы концентрата на флокулянты Биомикрогели®, он получит более сухой концентрат и более чистый слив. Всё это без внесения изменений в технологию производства и других высокозатратных действий.
Сэкономить на отходах. Еще ГОК обязаны следить за экологической безопасностью и обрабатывать свои отходы с минимальным негативным воздействием на окружающую среду. Комбинаты платят налоги за наносимый вред окружающей среде — чем больше отходов, тем выше сумма. Именно поэтому ГОК важно эффективно утилизировать отходы.
Использовать пульпы хвостов. Пустая порода из пульпы хвостов — по сути, это песок — нужна при строительстве дорог, насыпей и зданий. ГОК может применять ее на своих месторождениях или получить сертификат на использование этого песка и продавать его. Для реализации хвостов важно, чтобы они были тщательно обезвожены.
В конце 2023 года специалисты «НПО БиоМикроГели» провели лабораторные испытания (ЛИ) сгущения хвостов мокрой магнитной сепарации (ММС) на еще одном ГОК — производителе железорудного сырья. Содержание твердых частиц в общем объеме пульпы хвостов составляло 11%, а скорость сгущения хвостов ММС — 73 м/ч для секции 1–15 и 75 м/ч для секции 16–29.
С флокулянтами Биомикрогели® при гораздо меньших дозировках, чем у изначального реагента, получили более чистую воду. При этом удалось соблюсти требуемые скорости сгущения и минимальный объем осадка.
Таким образом, с помощью флокулянтов Биомикрогели® линейки Х2 удалось повысить производительность сгустителя и подобрать аналог иностранному реагенту, который показывает даже лучшие результаты. Изменения в технологическую линию обезвоживания ГОК не вносились.
Важно подобрать флокулянт, который подойдет по своим свойствам: обеспечит скорости сгущения и чистоту слива не хуже проверенного реагента. Кроме того, важно, чтобы у поставщика были большие мощности производства и стабильные поставки.
«НПО БиоМикроГели» — российская компания, разработавшая уникальную технологию промышленной очистки воды и обогащения полезных ископаемых с помощью флокулянтов.
В компании действуют четыре лаборатории и два экспериментальных производственных участка. Все этапы производственного процесса частично или полностью автоматизированы, что позволяет обеспечить бесперебойные поставки реагента в нужных объемах.
«Если поставки флокулянта прекратятся, это простой обогатительной фабрики, а значит, огромные убытки. ГОК нужны поставщики со стабильным производством, со специалистами, которые могут регулярно поставлять большие объемы продукции».
«НПО БиоМикроГели» понимает потребности производителей в России, поэтому мы отправляем бесплатные образцы флокулянтов, чтобы вы могли убедиться в качестве и эффективности нашей продукции.
Если вам нужны экологичные флокулянты российского производства или эксперты для проведения испытаний на предприятии, оставляйте заявку.
В статье про лабораторные испытания читайте о работе наших флокулянтов еще в четырех различных областях производства.
Если хотите знать больше о промышленной очистке воды, сгущении осадков и устранении нефтяных разливов, читайте и другие статьи в нашем блоге.
Как работают ГОК
Горно-обогатительные комбинаты (ГОК) — промышленные предприятия, занимающиеся добычей из земли полезных ископаемых и их последующей переработкой. На ГОК получается концентрат, который используют, например, для получения чугуна или производства меди. Комбинаты играют ключевую роль для таких отраслей, как металлургия, химическая промышленность и строительство.На ГОК может быть свой производственный цех, куда отправляют полученный концентрат. Но обычно ГОК и металлопроизводство — это два разных предприятия.
У ГОК три основных этапа работы: добыча, транспортировка и обогащение. Добывают руду открытым или подземным способом — в карьерах или рудниках соответственно. Добытое сырье отправляют к месту переработки.
Полученная руда не состоит на 100% из ценного компонента, а содержит вредные примеси и пустую породу. Поэтому необходимо удалить всё лишнее и отделить ценные минералы от пустой породы, чтобы извлечь максимальное количество полезного компонента.
Этап обогащения — один из ключевых на каждом горно-обогатительном комбинате.
Перед обогащением исходную руду подготавливают: дробят и измельчают, чтобы максимально раскрыть полезные минералы среди пустой породы. Таким образом разделяют ценный компонент, сросшийся с пустой породой или другими минералами, — получается смесь частиц разного состава и размера. Затем идут грохочение (просеивание) и классификация — необходимо разделить полученные куски породы по крупности. Подготовленная руда поступает на обогащение.
Чаще всего при обогащении применяют процессы, происходящие в водной среде. Она обеспечивает условия для сепарации частиц руды. Также промывка руды используется для удаления глины и других нежелательных примесей. Именно поэтому конечные продукты обогащения — концентраты и отвальные хвосты, — как правило, содержат много влаги.
Смесь минеральных частиц и воды, в которой твердые частицы находятся во взвешенном состоянии и равномерно распределены в ее объеме, называют пульпой. Минеральные частицы в пульпе концентрата — это ценные минералы, а в пульпе хвостов — пустая порода.
В виде пульпы концентрат непригоден для дальнейшего использования. Поэтому для удаления влаги (воды) из продуктов обогащения ГОК применяют многоэтапный процесс — обезвоживание.
Обезводить концентрат и хвосты необходимо, так как это помогает комбинату:
- снизить затраты на логистику;
- организовать на обогатительной фабрике полный водооборот.
Процесс обезвоживания и его сложности
Существуют механическое и термическое обезвоживание. К механическим способам относят: дренирование, центробежное обезвоживание, сгущение и фильтрование. Ко второму методу относится сушка, но ее редко используют, так как для просушивания больших объемов пульпы требуются огромные площади.Задачи обезвоживания:
- довести товарный продукт до кондиционной влажности 6–9%, чтобы он был готов для транспортировки и дальнейшего использования;
- осветлить оборотную воду — снизить в ней содержание твердой фазы до необходимого уровня, чтобы повторно использовать в технологическом процессе.
Например, для удаления влаги из крупных классов углей (150 ± 13 мм) используют только дренирование, для средних классов (13 ± 1 мм) — дренирование и центрифугирование, а для мелких классов (1 мм) — сгущение, фильтрование и сушку.
«Сгущение — это непрерывный процесс обезвоживания тонкозернистых продуктов. Твердые частицы оседают на дно сгустителя под действием силы тяжести.
Осевшие минеральные частицы непрерывно выгружаются в виде сгущенного продукта, а осветленная жидкая фаза (вода) удаляется в виде слива. Далее сгущенный продукт поступает уже на конечное обезвоживание. Цель этих этапов — довести товарные продукты до кондиционной влажности».
Лилия Ворникова, инженер технической поддержки «НПО БиоМикроГели»
Главная сложность в процессе сгущения — это получить как можно более концентрированный осадок (суспензию) и осветленную жидкость (воду). Усилить результаты сгущения можно флокуляцией тонких частиц, элементов размером от 2−10 мкм до 5 мм.Высокомолекулярные водорастворимые полимерные флокулянты повышают эффективность сгущения и фильтрования в 2–4, а иногда и в 10 раз по сравнению с коагулянтами.
При этом, важно, чтобы реагент органично встраивался в существующую технологическую цепочку. Медленный процесс сгущения или слишком влажный твердый осадок сильно усложняет, а значит, и удорожает дальнейшие этапы переработки. Кроме того, в случае некачественного сгущения пульпы концентрата ГОК теряет конечный продукт вместе со сливом сгустителя, а следовательно, и деньги.
Параметры, по которым можно оценить эффективность процесса сгущения:
- скорость осаждения твердых частиц;
- чистота слива;
- объем сгущенного осадка.
«Чистота слива» оценивает содержание в осветленном слое твердой фазы — то, насколько прозрачна полученная вода. Чем меньше объем сгущенного осадка, тем проще и дешевле ГОК обойдутся последующие этапы обезвоживания, например фильтрация.
Сложности процедуры обезвоживания
- Потеря ценных минералов при обезвоживании пульпы концентрата.
Задача: выделить больше влаги из твердой фазы пульпы концентрата. - Увеличение объемов хвостохранилищ при недостаточном обезвоживании хвостов обогащения.
Задача: выделить больше влаги из твердой фазы пульпы хвостов. - Вода, недостаточно чистая для повторного использования.
Задача: снизить содержания твердой фазы в оборотной воде до минимального уровня. - Ненадежные иностранные поставщики.
Задача: найти местного производителя реагентов для обезвоживания.
Как повысить эффективность процедуры обезвоживания без изменения технологии производства
Снизить потери концентрата и увеличить чистоту слива
Добившись более низкой влажности концентрата, ГОК получит больше продукта и осветленную оборотную воду. Ее можно многократно использовать в технологическом процессе. Это актуально для всех ГОК, но особенно для тех, кому добыть новую воду не так просто, например комбинатам на Крайнем Севере.В 2023 году специалисты «НПО БиоМикроГели» провели лабораторные испытания (ЛИ) сгущения пульпы концентратов в одной из крупных российских компаний по добыче золота и серебра. Содержание твердых частиц в пульпе концентрата составляло 30%. Целью ЛИ было выяснить, возможно ли заменить используемый на ГОКе иностранный реагент на продукцию «НПО БиоМикроГели» без снижения эффективности сгущения пульпы концентрата.
Лабораторные испытания проводили на среднесуточных пробах пульпы. Исходный образец выглядел следующим образом:
Пульпа концентрата представлена на фото справа
По фото ниже можно сравнить эффективность обезвоживания проб пульпы: продукция «НПО БиоМикроГели» показывает результат, аналогичный иностранному реагенту:
Слева представлен раствор после обработки иностранными реагентами, справа — флокулянтами Биомикрогели®
По сравнению с доступными в России аналогами флокулянты Биомикрогели® убирают еще и гравитационную влагу, поэтому с ними процедура обезвоживания получается более эффективной.Скорость осаждения твердых частиц у обоих реагентов практически одинакова. Это говорит о том, что ГОК не потеряет в производственных мощностях, если перейдет на предложенный флокулянт Биомикрогели®.
Сравнение объема сгущенного осадка после применения реагентов Биомикрогели®
Чистота слива. Мутность у иностранной пробы — 507 ЕМ/дм3, а у флокулянтов «НПО БМГ» — 215 ЕМ/дм3.
Вода после флокулянтов Биомикрогели® в два раза чище, чем после обработки иностранным реагентом. То есть чистота слива выше, а значит флокулянт Биомикрогели® снизил потери ГОК в сливе сгустителя.
Объем осадка. Лабораторное испытание показало, что флокулянт Биомикрогели® продолжает сокращать объем сгущенного осадка, когда иностранный реагент уже остановился.
Диаграмма сравнения конечных объемов осадка
Флокулянт Биомикрогели® лучше снизил влажность концентрата по сравнению с иностранным аналогом.
Таким образом, в случае, если ГОК заменит текущее решение по сгущению пульпы концентрата на флокулянты Биомикрогели®, он получит более сухой концентрат и более чистый слив. Всё это без внесения изменений в технологию производства и других высокозатратных действий.
Повысить производительность сгустителя
Извлечь пользу из пустой породы. При обогащении руды на ГОК всегда образуется пустая порода. Фактически это не отход, но большинство ГОК относятся к хвостам именно так хранят их на хвостохранилищах. Это статья убытков для предприятия может приносить доход при повторном обогащении хвостов.Сэкономить на отходах. Еще ГОК обязаны следить за экологической безопасностью и обрабатывать свои отходы с минимальным негативным воздействием на окружающую среду. Комбинаты платят налоги за наносимый вред окружающей среде — чем больше отходов, тем выше сумма. Именно поэтому ГОК важно эффективно утилизировать отходы.
Использовать пульпы хвостов. Пустая порода из пульпы хвостов — по сути, это песок — нужна при строительстве дорог, насыпей и зданий. ГОК может применять ее на своих месторождениях или получить сертификат на использование этого песка и продавать его. Для реализации хвостов важно, чтобы они были тщательно обезвожены.
В конце 2023 года специалисты «НПО БиоМикроГели» провели лабораторные испытания (ЛИ) сгущения хвостов мокрой магнитной сепарации (ММС) на еще одном ГОК — производителе железорудного сырья. Содержание твердых частиц в общем объеме пульпы хвостов составляло 11%, а скорость сгущения хвостов ММС — 73 м/ч для секции 1–15 и 75 м/ч для секции 16–29.
Пульпа хвостов
После обработки пульпы хвостов флокулянтом Биомикрогели® получили:
.png "Component 8 (2).png")
Слева представлена секция 1-15, справа — 16-29
Для секции 1–15:- скорость осаждения твердых частиц — 72,5 ± 18,1 м/ч;
- мутность — 58,5 ± 8,2 ЕМ/дм3;
- объем сгущенного осадка — 45 ± 5 см3.
- скорость осаждения твердых частиц — 77,3 ± 11,5 м/ч;
- мутность — 48,6 ± 6,8 ЕМ/дм3;
- объем сгущенного осадка —
- 40 ± 5 см3.
С флокулянтами Биомикрогели® при гораздо меньших дозировках, чем у изначального реагента, получили более чистую воду. При этом удалось соблюсти требуемые скорости сгущения и минимальный объем осадка.
Таким образом, с помощью флокулянтов Биомикрогели® линейки Х2 удалось повысить производительность сгустителя и подобрать аналог иностранному реагенту, который показывает даже лучшие результаты. Изменения в технологическую линию обезвоживания ГОК не вносились.
Флокулянты Биомикрогели® повышают производительность сгустителя на 10–20%*.
* Всё зависит от индивидуальных характеристик каждой фабрики и технологий.
* Всё зависит от индивидуальных характеристик каждой фабрики и технологий.
Сменить поставщика на российского
В 2024 году стандартная процедура обезвоживания осложняется уходом иностранных поставщиков реагентов. Замена реагента в налаженной технологии производства — сложная задача, требующая немало времени для реализации.Важно подобрать флокулянт, который подойдет по своим свойствам: обеспечит скорости сгущения и чистоту слива не хуже проверенного реагента. Кроме того, важно, чтобы у поставщика были большие мощности производства и стабильные поставки.
«НПО БиоМикроГели» — российская компания, разработавшая уникальную технологию промышленной очистки воды и обогащения полезных ископаемых с помощью флокулянтов.
Флокулянты Биомикрогели® — это природные полимеры, модифицированные полисахариды и их производные в форме микрогелей.
В компании действуют четыре лаборатории и два экспериментальных производственных участка. Все этапы производственного процесса частично или полностью автоматизированы, что позволяет обеспечить бесперебойные поставки реагента в нужных объемах.
3000 м² — производственная площадь «НПО БиоМикроГели»,
630 тонн продукции в месяц выпускает НПО при односменной загрузке.
630 тонн продукции в месяц выпускает НПО при односменной загрузке.
«Если поставки флокулянта прекратятся, это простой обогатительной фабрики, а значит, огромные убытки. ГОК нужны поставщики со стабильным производством, со специалистами, которые могут регулярно поставлять большие объемы продукции».
Лилия Ворникова, инженер технической поддержки «НПО БиоМикроГели»
Контейнеры с продукцией «НПО БиоМикроГели»
Резюме: как выстроить эффективную стратегию обезвоживания на ГОК
Горно-обогатительные комбинаты в России сталкиваются со множеством сложностей, среди которых добыча, транспортировка сырья, соблюдение экологических норм, а также уход иностранных поставщиков. Всё это возможно решить даже небольшими изменениями в процессе обогащения — например, улучшить обезвоживание на 10–20% в зависимости от индивидуальных характеристик каждой фабрики и технологий.«НПО БиоМикроГели» понимает потребности производителей в России, поэтому мы отправляем бесплатные образцы флокулянтов, чтобы вы могли убедиться в качестве и эффективности нашей продукции.
Если вам нужны экологичные флокулянты российского производства или эксперты для проведения испытаний на предприятии, оставляйте заявку.
В статье про лабораторные испытания читайте о работе наших флокулянтов еще в четырех различных областях производства.
Если хотите знать больше о промышленной очистке воды, сгущении осадков и устранении нефтяных разливов, читайте и другие статьи в нашем блоге.
