Моделирование и моделирование системы флотореагентов при анионной обратной флотации оксида железа при различных температурах

May 09, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8117 (2023) Цитировать эту статью

174 доступа

Подробности о метриках

Удаление кварца из железной руды осуществлялось в промышленных масштабах методом анионной обратной флотации. Однако при таком виде флотации взаимодействие флотореагентов с компонентами пробы сырья делает флотацию сложной системой. Таким образом, подбор и оптимизация доз реагентов при различных температурах осуществлялись с использованием единой схемы эксперимента для оценки оптимальной эффективности разделения. Кроме того, полученные данные, а также система реагентов были математически смоделированы при различных температурах флотации, а также создан графический интерфейс пользователя MATLAB. Преимущество этой процедуры заключается в том, что пользовательский интерфейс, отображаемый в режиме реального времени, может управляться путем регулировки температуры при различных значениях для автоматического управления системой реагентов, а также прогнозирования выхода концентрата, общего содержания железа и общего извлечения железа.

Железные руды являются основным источником железа, которое имеет важное значение для черной металлургии в мире и служит основой для улучшения базовой инфраструктуры страны. Железные руды состоят из оксидов железа, преимущественно магнетита (Fe3O4) и гематита (Fe2O3). Однако среднее содержание этих руд в Китае ниже бортового содержания в 45%1. Таким образом, потребовалась разработка процесса обогащения для повышения содержания руд для удовлетворения потребностей черной металлургии. Обогащение было тщательно изучено2,3,4 и состоит из нескольких стадий, а анионная обратная флотация была обычным способом на перерабатывающих предприятиях для получения конечного концентрата5,6,7,8,9. С другой стороны, прямая флотация как альтернативный метод привела к частичной флотации кварца и, как следствие, к снижению качества конечного концентрата10. Однако анионную обратную флотацию проводят при значении pH 11,5, чтобы максимизировать электростатическую силу отталкивания между отрицательно заряженным оксидом железа (ценным) и частицами кварца (жильной породы). Кроме того, депрессор, такой как кукурузный крахмал, используется для ингибирования плавучести частиц оксида железа, а также для агрегирования мелких частиц оксида железа, чтобы они не переносились в зону пены11. Кроме того, активатор, такой как оксид кальция, используется для избирательной активации кварца путем изменения его поверхностного заряда на положительный. Затем анионный коллектор, такой как коммерческий TD-II, адсорбируется на положительно заряженном кварце, чтобы увеличить его гидрофобность и, как следствие, его плавучесть12,13,14. Таким образом, подходящая система реагентов при анионной обратной флотации очень важна и сложна, особенно при работе с низкосортными железными рудами в результате взаимодействия различных флотореагентов с различными компонентами исходной суспензии. Таким образом, выбор и оптимизация системы реагентов являются важным этапом исследования, который требует больших усилий и времени, поэтому авторами был проведен единый план эксперимента1. Некоторые из преимуществ единообразного планирования испытаний заключаются в очень быстром, высокоэффективном и экономичном методе планирования экспериментов, который сокращает время испытаний, сокращает циклы испытаний и позволяет быстро находить схемы многофакторной оптимизации15,16.

Анионную обратную флотацию оксида железа обычно проводят с автоматическим регулированием температуры пульпы 35 °С, 12, 14 или 30 °С1. В этой статье эксперименты по флотации сырья оксида железа были проведены с использованием единого метода планирования испытаний при различных температурах флотации от 20 ° C до 45 ° C для исследования и оптимизации влияния флотореагентов в зависимости от температуры флотации. .

В исследованиях такого типа можно быстро создать различные диаграммы с помощью графического пользовательского интерфейса на базе MATLAB. Это одно из самых быстрых и распространенных программ, используемых для анализа и визуализации данных, расчета алгоритмов и численного проектирования17.