Флотация завтрашнего дня

Технологии флотации давно и прочно закрепились на обогатительных производствах всего мира. Флотация — это проверенный и во многом универсальный способ отделения мелких фракций полезного компонента от пустой породы. Но, как и любая технология, флотация эволюционирует, процессы совершенствуются.

О том, в каком направлении развивается эта технология, как и за счёт чего можно сделать секцию флотации более эффективной, мы поговорили с инженером-технологом по флотации ООО «ТЕМП» (TEM Partner) Константином Микитичем.

— Константин, по вашим оценкам, насколько сегодня в России популярны технологии флотации?

— Можно сказать, что примерно 45% общего объёма переработки всех ГОКов в РФ обогащают методом флотации.

Однако я бы сказал, что слово «популярность» здесь неуместно. Необходимость флотации определяется на этапе научно-исследовательских работ и изучения физико-химических свойств руды. Легкообогатимых руд почти не осталось, идёт ухудшение минерально-сырьевой базы. Предприятия разрабатывают месторождения с содержанием металлов, которые раньше считались забалансными.

Сростки минералов в добываемых рудах настолько мелкие, что в последнее время всё шире применяется флотация на продуктах крупностью ниже 40 микрон. И только эффективные технологии и оборудование для обогащения могут превратить добытое сырьё в полезный продукт. А флотация — проверенная, отработанная, эффективная технология обогащения.

— Но ведь при этом флотация — процесс сложный и затратный: требует больших объёмов воды, флотореагентов, пространства на фабрике. Есть ли альтернатива этой технологии?

— Флотация — это универсальный метод обогащения, и большинство добываемых минералов другими способами разделить невозможно. Одна из западных фирм продвигает идею того, что развитие традиционных методов обогащения пора прекратить, что им на смену якобы идёт новый «сухой» способ прямого разделения минералов. Я с этой точкой зрения не согласен, и до горизонта 2050 года альтернативы флотационным методам не видно.

Но стоит отметить, что конструктив флотационных машин постоянно совершенствуется, и сегодня у предприятий есть выбор компоновки различных технологических схем с применением скоростной и эжекторной флотации.

— Вы назвали флотацию универсальным методом обогащения, но всё же перечислите полезные ископаемые, для переработки которых эта технология является наиболее оптимальной.

— Флотацию применяют при обогащении различных цветных руд и драгоценных металлов, угля, апатитовых, фосфоритовых, графитовых, флюоритовых и других руд. На этапе НИР определяют оптимальную технологическую схему переработки и обогащения исследуемых руд. В том числе оценивают целесообразность применения флотации.

Выбор флотации обусловлен следующими причинами:

• обогащение минералов крупностью от 1-2 мм до менее 0,025 мм;
• обогащение продуктов с низким содержанием полезных компонентов;
• гибкий подбор операций флотации с учётом минерального и вещественного состава руд, подбора реагентного режима и селективности процесса;
• получение конечной товарной продукции (концентратов) требуемого качества с высоким извлечением полезного компонента.

— Флотацию в России применяют много десятилетий. Эволюционировала ли технология? В чем отличия современных проектов?

— Мы уже говорили о том, что в 2001-2022 году отечественные предприятия преимущественно делали выбор в пользу иностранного оборудования. Это было связано с доступными в ту пору дешёвыми и «длинными» европейскими кредитами, которые можно было получить, только купив импортное оборудование. В результате бывшие советские производители не выдержали конкуренции с зарубежными поставщиками.

В это время на многих действующих ОФ произошла замена советских флотомашин импортными. А новые проекты почти на 100% комплектовались импортом. То есть в России эволюция и развитие флотационных технологий совершились не в связи с развитием машиностроения в стране, а за счёт захвата рынка РФ западными производителями, у которых было более продвинутые решения и оборудование флотации.

Секции флотации на современных ОФ отличаются применением большеобъёмных флотомашин 160-630 м3, скоростной (песковой) флотации, внедрением технологии струйной флотации.
Сейчас в мире прослеживается тренд на применение технологии струйной или эжекторной флотации. Эта технология особенно хорошо зарекомендовала себя на «тонкоизмельчённых» продуктах, в частности на перечистных операциях флотации.

Технологию струйной флотации (Jameson Cell®, Concord Cell®) привезли в Россию зарубежные компании, и пока немногие российские производители могут её предложить. Наша компания планирует запустить в производство свою линейку эжекторных флотомашин под брендом TEMP JET.

— Часто ли современные фабрики модернизируют секцию флотации и с чем это связано?

— Обогатительные фабрики, построенные в советское время, были оснащены малообъёмными флотомашинами. Для решения задач, стоящих перед предприятиями сегодня, это оборудование уже не подходит.

В основном модернизация связана с переходом на большеобъёмные чановые машины, что влечёт за собой замену воздуходувок, отделения приготовления и дозирования реагентов, автоматизации. Одновременно в технологическую цепочку добавляются флотомашины скоростной флотации, эжекторные флотомашины на перечистке.

Также выходят сроки эксплуатации импортных флотомашин, поставленных в конце 1990-х годов, и это хороший шанс для компаний, занимающихся импортозамещением. Мы видим для себя это направление одним из перспективных.

В нашей компании есть сервисный департамент, который может провести аудит на предприятии и предложить решения по оптимизации и изменению технологический схемы с заменой или модернизацией оборудования.

— По вашим впечатлениям, насколько эффективно современные перерабатывающие предприятия используют флотационное оборудование?

— На сегодняшний день современные перерабатывающие предприятия сталкиваются со многими факторами, влияющими на эффективность процесса флотации. Но можно выделить ключевые из них.

• Ионный состав воды. Например, повышенное содержание остаточных реагентов в оборотной воде может влиять на процесс флотации и экономию расхода реагентов как положительно, так и отрицательно (например, на операции селективной флотации).
  
• Тип руд (минералогия). Например, многие предприятия из-за изменения крепости и вещественного состава руд вынуждены изменять производительность, реагентный режим и технологическую схему переработки.
  
• Крупность питания флотации (рудоподготовка). Задача рудоподготовки состоит в подготовке материала для флотации с определённым гранулометрическим составом для раскрытия зерен минералов.. В тех случаях, когда грансостав не выдержан, невозможно достичь требуемого уровня технологических показателей.
• Реагентный режим. Подобранный реагентный режим должен обеспечивать достижение требуемых технологических показателей.
  
• Флотационное оборудование. Именно от флотомашины зависит создание идеальных условий для флотации, в том числе прикрепление частиц к пузырькам и транспортировка концентрата в пенный жёлоб. От флотационного оборудования зависят такие важные параметры, как время флотации, перемешивание пульпы, подвижность пены, дисперсность воздуха, управление технологическим процессом. Важно, чтобы флотомашина была корректно подобрана, спроектирована для конкретных задач. Для подбора эффективного решения мы проводим лабораторные исследования по флотации и с 2024 года будем проводить полупромышленные испытания на пилотных установках собственного производства по скоростной и эжекторной флотации.
  
• Человеческий фактор. От опытных операторов-флотаторов и специалистов по техобслуживанию флотомашин в значительной степени зависит успешная работа флотационного комплекса. Поэтому важно проводить обучение после запуска оборудования. Мы предлагаем программы обучения и сервисного сопровождения. Стоит учитывать степень автоматизации передела флотации для повышения контроля и стабильности и снижения влияния человеческого фактора на технологический процесс.

Соответственно, когда предприятие не выходит на запланированный уровень технологических показателей, требуется определить, какой из факторов оказывает решающее влияние. После этого определяются пути дальнейшего решения проблем. Мы, как правило, предлагаем заказчикам провести аудит на предприятии, чтобы предложить решения по оптимизации флотационного контура.

— Приведите примеры из собственного опыта: как и за счёт чего удалось повысить производительность флотации?

— Таких примеров в моей практике достаточно. Заметный эффект может дать ввод дополнительного флотореагента. Так, на одном из золотодобывающих предприятий РФ дополнительно ввели в схему сульфидной флотации БТФ 1552 — собиратель со вспенивающими свойствами. Использование дополнительного реагента позволило снизить расход основных применяемых реагентов собирателя БКК и вспенивателя MIBC, повысить операционное извлечение и качество флотоконцентрата.

Я уже упоминал о возможностях эжекторных флотационных машин. Есть опыт замены ими флотационных машин традиционного типа в цикле перечистной флотации. Этот шаг позволил сократить эксплуатационные затраты на обслуживание, повысить извлечение полезного компонента на одном из предприятий центральной части России.

Ещё один пример — это применение скоростной флотации в цикле измельчения и классификации. Решение позволяет увеличить извлечение золота, сократить потери с хвостами, снизить циркуляционные нагрузки на последующие переделы флотации.

Беседовала Кира Истратова