[go: up one dir, main page]

EA048393B1 - REMOVAL OF SI FROM WATER STREAMS OF MINERAL PROCESSING PLANTS - Google Patents

REMOVAL OF SI FROM WATER STREAMS OF MINERAL PROCESSING PLANTS Download PDF

Info

Publication number
EA048393B1
EA048393B1 EA202293248 EA048393B1 EA 048393 B1 EA048393 B1 EA 048393B1 EA 202293248 EA202293248 EA 202293248 EA 048393 B1 EA048393 B1 EA 048393B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
flotation
aqueous stream
mineral
cleaning
coagulant
Prior art date
Application number
EA202293248
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кай ЯНССОН
Эйя СААРИ
Original Assignee
Метсо Ототек Финланд Ой
Filing date
Publication date
Application filed by Метсо Ототек Финланд Ой filed Critical Метсо Ототек Финланд Ой
Publication of EA048393B1 publication Critical patent/EA048393B1/en

Links

Description

Область техникиField of technology

Настоящее изобретение относится к способу и установке для удаления Si из водного потока (потоков) предприятия, перерабатывающего минеральное сырье. В частности, настоящее изобретение относится к способу и установке для удаления растворимых и/или коллоидных соединений Si из водного потока предприятия, перерабатывающего минеральное сырье.The present invention relates to a method and a device for removing Si from an aqueous stream(s) of a mineral processing plant. In particular, the present invention relates to a method and a device for removing soluble and/or colloidal Si compounds from an aqueous stream of a mineral processing plant.

Предшествующий уровень техникиPrior art

При выполнении различных технологических этапов переработки минерального сырья величина рН суспензии обычно снижается в результате окисления сульфидных минералов и отсутствия карбонатных минералов, которые являются эффективными буферами рН. Указанное окисление серы и сопутствующее снижение рН также продолжается во время обработки хвостов (отходов), что приводит к повышению концентраций растворенных ионов в жидкостной фазе, таких как SO4, Mg, Fe, Ni, Ca, K, Na. Кроме того, в результате растворения алюмосиликатных/силикатных минералов при низких значениях рН в жидкостную фазу высвобождаются Si и Al.During the various process steps of mineral raw material processing, the pH of the suspension usually decreases as a result of oxidation of sulphide minerals and the absence of carbonate minerals, which are effective pH buffers. This sulphur oxidation and the accompanying decrease in pH also continues during tailings (waste) processing, resulting in increased concentrations of dissolved ions in the liquid phase, such as SO 4 , Mg, Fe, Ni, Ca, K, Na. In addition, as a result of dissolution of aluminosilicate/silicate minerals at low pH values, Si and Al are released into the liquid phase.

Вода, получаемая в операциях обработки хвостов, а также другие подаваемые в систему водные потоки, такие как вода из отвалов пустой породы или открытой выработки (карьера), могут иметь значительные концентрации растворенных веществ, таких как Si и металлы. После смешивания различных водных потоков и их подачи в этап флотационной обработки с высоким рН, растворимость различных химических соединений изменяется. Соответственно, в зависимости от концентрации растворенного Si в поступающем потоке, а также в зависимости от профиля рН в способе, растворенные силикаты могут подвергаться полимеризации с образованием гелей и коллоидов, либо в результате полимеризации, либо в результате реакции с различными ионами металлов или твердыми поверхностями.The water produced in tailings treatment operations, as well as other feedwater streams to the system, such as waste rock dump or open pit water, may contain significant concentrations of dissolved substances such as Si and metals. When the various water streams are mixed and fed to the high pH flotation stage, the solubility of the various chemical species changes. Accordingly, depending on the concentration of dissolved Si in the feedstream, and depending on the pH profile in the process, the dissolved silicates may polymerize to form gels and colloids, either by polymerization or by reaction with various metal ions or solid surfaces.

Гели и коллоиды, образуемые силикатами, могут вызывать различные проблемы, которые в конечном итоге могут приводить к потерям ценных металлов, а также к снижению степени извлечения и качества конечных продуктов.Gels and colloids formed by silicates can cause a variety of problems that can ultimately lead to losses of valuable metals as well as reduced recovery rates and quality of final products.

Соответственно, имеется необходимость в разработке способа удаления соединений Si из водных потоков предприятия, перерабатывающего минеральное сырье.Accordingly, there is a need to develop a method for removing Si compounds from water streams of a mineral processing plant.

В частности, имеется необходимость в разработке способа удаления растворимых и/или коллоидных соединений Si из водных потоков предприятия, перерабатывающего минеральное сырье, и, таким образом, предотвращения образования гелей и коллоидов, содержащих силикаты, что позволит устранить создаваемые ими проблемы.In particular, there is a need to develop a method for removing soluble and/or colloidal Si compounds from water streams of a mineral processing plant and thus preventing the formation of gels and colloids containing silicates, which will eliminate the problems they create.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задача настоящего изобретения состоит в предоставлении способа и установки для удаления растворимых и/или коллоидных соединений Si из водного потока предприятия, перерабатывающего минеральное сырье, что позволит повысить степень извлечения и качество извлеченного продукта и, соответственно, общую эффективность работы предприятия.The objective of the present invention is to provide a method and apparatus for removing soluble and/or colloidal Si compounds from an aqueous stream of a mineral processing plant, which will increase the degree of extraction and the quality of the extracted product and, accordingly, the overall efficiency of the plant.

Одно из воплощений изобретения относится к способу удаления растворимых и/или коллоидных соединений Si из водного потока предприятия, перерабатывающего минеральное сырье. Способ включает добавление коагулянта (коагулянтов) и/или флоккулянта (флоккулянтов) и/или флотационного химического реагента (реагентов) в водный поток для обеспечения образования хлопьев, включающих по меньшей мере некоторое количество соединений Si, и для получения обработанного водного потока; проведение перечистной флотации обработанного водного потока для отделения по меньшей мере некоторого количества соединений Si в виде верхнего продукта перечистной флотации; и удаление верхнего продукта перечистной флотации. Перечистная флотация включает использование пузырьков газа, причем по меньшей мере 90% пузырьков газа имеют диаметр, составляющий от 0,2 до 250 мкм.One embodiment of the invention relates to a method for removing soluble and/or colloidal Si compounds from an aqueous stream of a mineral processing plant. The method comprises adding a coagulant(s) and/or a flocculant(s) and/or a flotation chemical reagent(s) to an aqueous stream to ensure the formation of flocs comprising at least some amount of Si compounds and to obtain a treated aqueous stream; performing a cleaning flotation of the treated aqueous stream to separate at least some amount of Si compounds as a top product of the cleaning flotation; and removing the top product of the cleaning flotation. The cleaning flotation comprises the use of gas bubbles, wherein at least 90% of the gas bubbles have a diameter of from 0.2 to 250 μm.

Одно из воплощений изобретения относится к установке для удаления растворимых и/или коллоидных соединений Si из водного потока предприятия, перерабатывающего минеральное сырье. Установка включает: смесительную систему, сконструированную для добавления в водный поток коагулянта (коагулянтов) и/или флоккулянта (флоккулянтов) и/или флотационного химического реагента (реагентов), и установку перечистной флотации, сконструированную для отделения по меньшей мере некоторого количества соединений Si от водного потока в виде верхнего продукта перечистной флотации и для получения остаточной производственной воды в виде нижнего продукта перечистной флотации.One embodiment of the invention relates to a plant for removing soluble and/or colloidal Si compounds from an aqueous stream of a plant processing mineral raw materials. The plant comprises: a mixing system designed to add a coagulant(s) and/or a flocculant(s) and/or a flotation chemical reagent(s) to the aqueous stream, and a cleaning flotation plant designed to separate at least some amount of Si compounds from the aqueous stream in the form of a cleaning flotation top product and to obtain residual process water in the form of a cleaning flotation bottom product.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1 схематично представлен пример технологической схемы способа согласно одному из воплощений изобретения;Fig. 1 schematically shows an example of a process flow diagram of a method according to one embodiment of the invention;

на фиг. 2 схематично представлен пример технологической схемы способа согласно одному из воплощений изобретения;Fig. 2 schematically shows an example of a process flow diagram of a method according to one embodiment of the invention;

на фиг. 3 схематично представлен пример технологической схемы способа согласно одному из воплощений изобретения; и на фиг. 4 схематично представлен пример технологической схемы способа согласно одному из воплощений изобретения.Fig. 3 schematically shows an example of a process flow chart of a method according to one embodiment of the invention; and Fig. 4 schematically shows an example of a process flow chart of a method according to one embodiment of the invention.

Изображения приведены схематично. Изображения приведены не в масштабе.The images are schematic. The images are not to scale.

- 1 048393- 1 048393

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Ниже техническое решение рассмотрено более подробно на примере некоторых воплощений, которые не следует рассматривать как ограничивающие.Below, the technical solution is considered in more detail using the example of some embodiments, which should not be considered as limiting.

Употребляемый в настоящем описании и в формуле изобретения термин включающий может иметь неограничивающее значение, однако, он также включает ограничивающий термин состоящий из.The term "including" as used in the present description and in the claims may have an open-ended meaning, however, it also includes the limiting term "consisting of".

В настоящем документе используются следующие числовые обозначения:The following numerical designations are used in this document:

100 водный поток100 water flow

101 обработанный водный поток101 processed water streams

102 установка перечистной флотации102 cleaning flotation unit

103 верхний продукт перечистной флотации103 top product of cleaning flotation

104 нижний продукт перечистной флотации104 bottom product of cleaning flotation

105 оборудование для обезвоживания105 dewatering equipment

200а водный поток200a water flow

201 обработанный водный поток201 treated water streams

202 установка перечистной флотации202 cleaning flotation unit

203 верхний продукт перечистной флотации203 top product of cleaning flotation

204 нижний продукт перечистной флотации204 bottom product of cleaning flotation

205а сгуститель хвостов205a tailings thickener

211 контур флотации минерального сырья211 mineral raw material flotation circuit

212 суспензия212 suspension

213 нижний продукт контура флотации минерального сырья213 bottom product of mineral raw material flotation circuit

214 верхний продукт контура флотации минерального сырья214 top product of mineral raw material flotation circuit

- 2 048393- 2 048393

215 нижний продукт из сгустителя хвостов215 tailings thickener bottom product

216 флотационная установка216 flotation plant

300а водный поток300a water flow

301 обработанный водный поток301 processed water stream

02 установка перечистной флотации02 Cleaning flotation unit

303 верхний продукт перечистной флотации303 top product of cleaning flotation

304 нижний продукт перечистной флотации304 bottom product of cleaning flotation

305а сгуститель хвостов305a tailings thickener

311а первый контур флотации минерального сырья311a first circuit of mineral raw material flotation

311b второй контур флотации минерального сырья311b Second circuit of mineral raw material flotation

312 суспензия312 suspension

313а нижний продукт первого контура флотации минерального сырья313a bottom product of the first circuit of mineral raw material flotation

313b нижний продукт второго контура флотации минерального сырья313b bottom product of the second circuit of mineral raw material flotation

314а верхний продукт первого контура флотации минерального сырья314a top product of the first circuit of mineral raw material flotation

314b верхний продукт второго контура флотации минерального сырья314b top product of the second circuit of mineral raw material flotation

315 нижний продукт из сгустителя хвостов315 tailings thickener bottom product

316 флотационная установка316 flotation unit

400b водный поток400b water flow

401 обработанный водный поток401 processed water stream

402 установка перечистной флотации402 cleaning flotation unit

403 верхний продукт перечистной флотации403 top product of cleaning flotation

404 нижний продукт перечистной флотации404 bottom product of cleaning flotation

405b сгуститель концентрата405b concentrate thickener

411 контур флотации минерального сырья411 mineral raw material flotation circuit

412 суспензия412 suspension

413 нижний продукт контура флотации минерального сырья413 bottom product of mineral raw material flotation circuit

414 верхний продукт контура флотации минерального сырья414 top product of mineral raw material flotation circuit

416 флотационная установка416 flotation plant

425 нижний продукт из сгустителя концентрата425 bottom product from concentrate thickener

В горнодобывающей промышленности термином обогащение обозначают способ, который позволяет повысить экономическую ценность руды за счет удаления минералов пустой породы; в результате выполнения такого способа получают продукт более высокого качества (концентрат) и поток отходов, т.е. хвосты. Примеры обогатительных способов включают, например, пенную флотацию и гравитационное разделение. Термин пустая порода относится к не имеющему коммерческой ценности материалу, который окружает целевой минерал или плотно перемешан с ним в рудном месторождении.In the mining industry, beneficiation is a process that increases the economic value of ore by removing gangue minerals, producing a higher-grade product (concentrate) and a waste stream, or tailings. Examples of beneficiation processes include froth flotation and gravity separation. The term gangue refers to the non-commercially valuable material that surrounds or is intimately mixed with the target mineral in an ore deposit.

Обогащение пенной флотацией обычно применяют для извлечения и обогащения сульфидных руд. Пенная флотация представляет собой способ, подходящий для отделения минералов от пустой породы за счет разности величин их гидрофобности. Разность величин гидрофобности ценных минералов и пустой породы повышается при использовании поверхностно-активных веществ и смачивающих агентов. Процесс флотации применяют для разделения различных сульфидов, карбонатов и оксидов перед последующим рафинированием.Froth flotation enrichment is commonly used to extract and enrich sulphide ores. Froth flotation is a method suitable for separating minerals from gangue by using the difference in their hydrophobicity. The difference in hydrophobicity between valuable minerals and gangue is increased by using surfactants and wetting agents. The flotation process is used to separate various sulphides, carbonates and oxides prior to subsequent refining.

Для проведения пенной флотации размолотую руду смешивают с водой, получая суспензию, и придают целевому минералу гидрофобные свойства добавлением поверхностно-активного вещества или химического коллектора. Тип добавляемого химического вещества зависит от природы извлекаемого минерала, но чаще всего - от природы нецелевых минералов. Суспензию, включающую гидрофобные частицы и гидрофильные частицы, направляют в резервуары, называемые флотационными камерами,To perform froth flotation, the ground ore is mixed with water to form a slurry and the target mineral is rendered hydrophobic by adding a surfactant or collector chemical. The type of chemical added depends on the nature of the mineral being extracted, but most often on the nature of the non-target minerals. The slurry, which includes hydrophobic particles and hydrophilic particles, is sent to tanks called flotation cells,

- 3 048393 которые снабжены аэрационными устройствами для получения пузырьков. Гидрофобные частицы захватываются пузырьками воздуха, которые поднимаются на поверхность, образуя пену. Пену извлекают из камеры, получая концентрат целевого минерала. Пенную флотацию обычно проводят в несколько этапов для достижения максимальной степени извлечения целевого минерала или минералов и максимальной концентрации этих минералов в концентрате.- 3 048393 which are equipped with aeration devices to produce bubbles. Hydrophobic particles are captured by air bubbles, which rise to the surface, forming foam. The foam is removed from the chamber, obtaining a concentrate of the target mineral. Froth flotation is usually carried out in several stages to achieve the maximum degree of extraction of the target mineral or minerals and the maximum concentration of these minerals in the concentrate.

Количество пустой породы в руде возрастает. В минералах пустой породы возрастает количество Si-содержащих минералов. Большинство таких Si-содержащих минералов могут находиться в виде полевого шпата (KAlSi3O8 - NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8) и кварца (SiO4/SiO2), которые представляют собой два наиболее распространенных минерала в континентальной коре Земли. Основная структура этих минералов обычно включает непрерывную решетку из тетраэдров, составленных атомами кремния и кислорода, обычно с включениями в структуру Fe, Al, Mn или Mg в виде примесей. Из-за наличия примесей структура, очень устойчивая во всех других отношениях, может быть неустойчивой по отношению к внешним условиям, таким как изменения рН. Соответственно, структура может распадаться на более мелкие части. Если это происходит во время выполнения способа, то силикаты могут солюбилизироваться или образовывать коллоиды. При повышении рН Si-содержащие частицы могут реагировать с различными соединениями, образуя таким образом новые структуры. При восстановлении структуры силиката могут образовываться, например, ленточные структуры. Эти структуры могут вызывать повышение вязкости, приводя, таким образом, к возникновению проблем при обогащении/концентрировании.The amount of gangue in the ore increases. The amount of Si-containing minerals in the gangue minerals increases. Most of these Si -containing minerals may be in the form of feldspar ( KAlSi3O8 - NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8 ) and quartz ( SiO4 / SiO2 ), which are the two most common minerals in the Earth's continental crust. The basic structure of these minerals typically includes a continuous lattice of silicon and oxygen tetrahedra, usually with Fe, Al, Mn or Mg included in the structure as impurities. Due to the presence of impurities, the otherwise very stable structure may be unstable to external conditions such as pH changes. Accordingly, the structure may disintegrate into smaller parts. If this occurs during the process, the silicates may solubilize or form colloids. When the pH increases, Si-containing particles can react with various compounds, thus forming new structures. When the silicate structure is restored, for example, ribbon structures can form. These structures can cause an increase in viscosity, thus leading to problems during beneficiation/concentration.

Обычно пустую породу, извлекаемую при обогащении, направляют в хвостохранилище, где, как ожидается, в течение длительного времени пребывания, обычно в течение 20-40 суток, должен образоваться осадок, а также должны разложиться остаточные флотационные химические реагенты, и твердые вещества должны отделиться от собранной и подходящей для повторного использования производственной воды. Собранная производственная вода затем может быть подана рециклом обратно в процесс обогащения. Качество рециркулируемой производственной воды играет определенную роль в достижении требуемых степеней извлечения и качества конечного продукта.Typically the waste rock recovered from beneficiation is sent to a tailings dam where it is expected that over a long residence time, typically 20-40 days, sediment will form, residual flotation chemicals will decompose and solids will separate from the collected and reusable process water. The collected process water can then be recycled back into the beneficiation process. The quality of the recycled process water plays a role in achieving the required recovery rates and end product quality.

В настоящее время нехватка воды, требования экологического контроля со стороны правовых органов и общественности, стоимость и требования к ограничению пространства, занимаемого при традиционной обработке производственной воды в способах обработки хвостов, предъявляют все большие требования к рециркуляции производственных вод, в результате чего основные способы обогащения проводят в системах, по меньшей мере частично замкнутых с точки зрения использования воды. В замкнутых системах иногда может происходить перенасыщение производственной воды силикатами. Было показано, что основная часть общего содержания Si присутствует в виде коллоидов, а не растворимых соединений.Nowadays, water shortages, environmental control requirements from legal authorities and the public, cost and space requirements of traditional treatment of process water in tailings treatment processes place increasing demands on the recycling of process water, resulting in the main beneficiation processes being carried out in systems that are at least partially closed with respect to water use. In closed systems, supersaturation of process water with silicates can sometimes occur. It has been shown that the majority of the total Si content is present as colloids rather than soluble compounds.

Как было отмечено выше, гели и коллоиды, образуемые силикатами, могут вызывать различные проблемы, которые в конечном итоге могут приводить к потерям ценных металлов, а также к снижению степени извлечения и качества конечных продуктов. Проблемы могут возникать, например, из-за адсорбции коллоидов на поверхностях минералов, что препятствует адсорбции коллектора на поверхностях минералов. Адсорбция коллекторов коллоидами препятствует адсорбции коллекторов на поверхностях минералов, которая необходима для осуществления флотации, и, таким образом, ухудшает кинетику флотации. Кроме того, матрицей геля могут захватываться ценные металлы, что приводит к снижению степени извлечения металла. Кроме того, гели и коллоиды могут приводить к проблемам, связанным с загустением (неосаждающиеся коллоиды, их рециркуляция обратно в процесс флотации), или даже к проблемам при фильтровании концентрата (более высокое содержание влаги в осадке на фильтре из-за образования водного геля). Известно, что силикаты образуют гидрофильные слои на поверхностях ценных минералов, что приводит к снижению флотационных свойств ценных минералов.As noted above, gels and colloids formed by silicates can cause various problems that can ultimately lead to losses of valuable metals, as well as to reduced recovery rates and final product quality. Problems can arise, for example, from the adsorption of colloids on mineral surfaces, which prevents the adsorption of the collector on the mineral surfaces. The adsorption of collectors by colloids prevents the adsorption of collectors on mineral surfaces, which is necessary for flotation, and thus impairs flotation kinetics. In addition, valuable metals can become entrapped in the gel matrix, which leads to reduced metal recovery. In addition, gels and colloids can cause problems related to thickening (non-settling colloids, their recirculation back into the flotation process) or even problems during concentrate filtration (higher moisture content in the filter cake due to the formation of an aqueous gel). It is known that silicates form hydrophilic layers on the surfaces of valuable minerals, which leads to a decrease in the flotation properties of valuable minerals.

Кроме того, в водных растворах Si склонен образовывать комплексы с Fe. Образовавшиеся комплексы могут представлять собой мелкие коллоидные частицы. Мелкие коллоидные частицы, содержащие Si и Fe, создают избыточную нагрузку тонкодисперсными материалами, что может негативно влиять на протекание пенной флотации. Совместно Si и Fe могут образовывать покрытия/слои на поверхности руды, изменяя, таким образом, флотационные свойства руды и, в конечном итоге, снижая степень извлечения руды. Комплексы, содержащие Si и Fe, могут вызывать изменение окислительно-восстановительных свойств руды, что приводит к изменению способности руды к вспениванию. Например, пентландит (сульфид железа-никеля) может окисляться под действием комплексов, содержащих Si и Fe. Способность окисленного пентландита к вспениванию отличается от его способности к вспениванию в неокисленном состоянии, что может негативно влиять на степень извлечения руды.In addition, Si tends to form complexes with Fe in aqueous solutions. The resulting complexes may be fine colloidal particles. Fine colloidal particles containing Si and Fe create an excessive fines load, which may adversely affect the froth flotation process. Si and Fe together may form coatings/layers on the ore surface, thereby changing the flotation properties of the ore and ultimately reducing the ore recovery. Complexes containing Si and Fe may cause changes in the oxidation-reduction properties of the ore, which leads to changes in the foaming ability of the ore. For example, pentlandite (iron nickel sulfide) can be oxidized by complexes containing Si and Fe. The foaming ability of oxidized pentlandite differs from its foaming ability in the unoxidized state, which may adversely affect the ore recovery.

Само железо (Fe) также может влиять на степень извлечения Ni при флотации. Избыток железа, содержащийся в производственной воде, может приводить к образованию покрытий на основе гидроксида Fe на пентландитовой руде, которую используют для извлечения Ni, что приводит к снижению степени извлечения Ni.Iron (Fe) itself can also affect Ni recovery in flotation. Excess iron in the process water can cause Fe hydroxide coatings to form on the pentlandite ore used to extract Ni, resulting in lower Ni recovery.

Количество растворимых и/или коллоидных соединений кремния в воде, используемой при переработке минерального сырья, может составлять более 100 частей на миллион, часто даже 300-400 частей на миллион. Растворимые соединения кремния также могут быть названы растворенными соединениямиThe amount of soluble and/or colloidal silicon compounds in water used in mineral processing can be more than 100 ppm, often even 300-400 ppm. Soluble silicon compounds can also be referred to as dissolved compounds.

- 4 048393 кремния. Существование растворимых и/или коллоидных соединений кремния в водных потоках предприятия, перерабатывающего минеральное сырье, в целом, ранее не было установлено. Обычно при выполнении анализов воды образцы воды подвергали фильтрованию перед проведением элементного анализа. Поскольку размер пор типичных фильтров составляет 0,45 мкм, коллоидные соединения кремния отфильтровывались из образцов. Кроме того, рассмотренные выше проблемы, создаваемые растворимыми и/или коллоидными соединениями кремния при переработке минерального сырья, не были осознаны в полной мере.- 4 048393 silicon. The existence of soluble and/or colloidal silicon compounds in water streams from a mineral processing plant has generally not been previously recognized. Typically, when performing water analyses, water samples were filtered prior to elemental analysis. Since typical filters have a pore size of 0.45 µm, colloidal silicon compounds were filtered from the samples. In addition, the problems posed by soluble and/or colloidal silicon compounds in mineral processing discussed above were not fully recognized.

Задачей настоящего изобретения является предоставление способа и установки для удаления растворимых и/или коллоидных соединений Si из водных потоков предприятия, перерабатывающего минеральное сырье, и, таким образом, предотвращения образования гелей и коллоидов, содержащих соединения Si, а также предотвращения вызываемых ими проблем. Кроме того, поскольку водные потоки обычно включают Fe в комплексе с Si, способ также обеспечивает удаление по меньшей мере некоторого количества железа, содержащегося в водных потоках предприятия, перерабатывающего минеральное сырье.The object of the present invention is to provide a method and apparatus for removing soluble and/or colloidal Si compounds from aqueous streams of a mineral processing plant and thus preventing the formation of gels and colloids containing Si compounds and the problems caused by them. Furthermore, since the aqueous streams typically include Fe in complex with Si, the method also ensures the removal of at least some of the iron contained in the aqueous streams of the mineral processing plant.

В контексте настоящего изобретения соединениями Si называются соединения, содержащие кремний и находящиеся в веществах, связанных с переработкой минерального сырья. Соединения Si включают силикаты. Термин силикат может относиться к любому члену класса анионов, состоящих из кремния и кислорода, к любой соли, включающей такие анионы, или к любому сложному эфиру, включающему такие анионы. Термин силикат также включает анионы, которые включают непрерывный каркас из тетраэдров SiO4, в структуру которого включены металлы, обычно Fe, Al, Mn или Mg, в виде примесей. Термин силикат также включает силикатные минералы, а также породы, включающие главным образом такие минералы. Силикаты также могут включать кварц (SiO2). Силикаты также включают минералы, в которых некоторые из атомов кремния замещены алюминием или другим четырехвалентным атомом (атомами), такие как алюмосиликаты.In the context of the present invention, Si compounds are compounds containing silicon and found in materials associated with the processing of mineral raw materials. Si compounds include silicates. The term silicate may refer to any member of the class of anions consisting of silicon and oxygen, to any salt including such anions, or to any ester including such anions. The term silicate also includes anions that include a continuous framework of SiO 4 tetrahedra in the structure of which metals, typically Fe, Al, Mn or Mg, are incorporated as impurities. The term silicate also includes silicate minerals, as well as rocks comprising primarily such minerals. Silicates may also include quartz (SiO2). Silicates also include minerals in which some of the silicon atoms are replaced by aluminum or another tetravalent atom(s), such as aluminosilicates.

В контексте настоящего изобретения коллоидная суспензия или коллоид представляет собой смесь, в которой вещество в виде диспергированных микроскопических нерастворимых или растворимых частиц суспендировано в другом веществе. Чтобы образовался коллоид, нерастворимые или растворимые частицы должны не осаждаться, или для заметного их осаждения должен требоваться очень длительный период времени. Таким образом, в настоящем документе термин коллоидные соединения Si относится к кремнийсодержащим соединениям, которые суспендированы в воде, образуя смесь, в которой нерастворимые или растворимые частицы не осаждаются, или для их осаждения требуется очень длительный период времени.In the context of the present invention, a colloidal suspension or colloid is a mixture in which a substance in the form of dispersed microscopic insoluble or soluble particles is suspended in another substance. In order to form a colloid, the insoluble or soluble particles must not precipitate, or a very long period of time must be required for their noticeable precipitation. Thus, in this document, the term colloidal Si compounds refers to silicon-containing compounds that are suspended in water, forming a mixture in which the insoluble or soluble particles do not precipitate, or a very long period of time is required for their precipitation.

В контексте настоящего изобретения удалением растворимых и/или коллоидных соединений Si может называться способ полного устранения указанных соединений или способ снижения количества указанных соединений, т.е. количество соединений Si в водном потоке, направляемом на обработку, превышает количество указанных соединений в потоке, полученном после выполнения способа, описанного в настоящем документе.In the context of the present invention, the removal of soluble and/or colloidal Si compounds may be referred to as a method for the complete elimination of said compounds or a method for reducing the amount of said compounds, i.e. the amount of Si compounds in the aqueous stream sent for treatment exceeds the amount of said compounds in the stream obtained after performing the method described in this document.

В способе согласно одному из воплощений, который показан на фиг. 1, коагулянт (коагулянты) и/или флоккулянт (флоккулянты) и/или флотационный химический реагент (реагенты) добавляют в водный поток 100 предприятия, перерабатывающего минеральное сырье. Это приводит к дестабилизации коллоидных частиц и суспендированных твердых веществ, которые собираются в более крупные агрегаты, которые могут быть отделены от водного раствора. Получают обработанный водный поток 101.In the method according to one of the embodiments, which is shown in Fig. 1, a coagulant(s) and/or a flocculant(s) and/or a flotation chemical reagent(s) are added to the aqueous stream 100 of the mineral processing plant. This leads to the destabilization of colloidal particles and suspended solids, which are collected into larger aggregates that can be separated from the aqueous solution. A treated aqueous stream 101 is obtained.

Обработанный водный поток 101 подвергают перечистной флотации в установке 102 перечистной флотации. Перечистная флотация включает использование пузырьков газа, причем по меньшей мере 90% пузырьков газа имеют диаметр от 0,2 до 250 мкм. По меньшей мере некоторое количество растворимых и/или коллоидных соединений Si может быть отделено в виде верхнего продукта 103 перечистной флотации. Нижний продукт 104 перечистной флотации включает остаточную производственную воду. Верхний продукт 103 перечистной флотации, включающий по меньшей мере некоторое количество растворимых и/или коллоидных соединений Si, может быть удален в виде хвостов. Нижний продукт 104 перечистной флотации может быть подан рециклом обратно в способ для использования в качестве производственной воды.The treated aqueous stream 101 is subjected to cleaning flotation in a cleaning flotation unit 102. The cleaning flotation includes the use of gas bubbles, wherein at least 90% of the gas bubbles have a diameter of 0.2 to 250 μm. At least some of the soluble and/or colloidal Si compounds can be separated as an overhead product 103 of the cleaning flotation. The bottom product 104 of the cleaning flotation includes residual production water. The overhead product 103 of the cleaning flotation, including at least some of the soluble and/or colloidal Si compounds, can be removed as tailings. The bottom product 104 of the cleaning flotation can be recycled back into the process for use as production water.

Водный поток, из которого необходимо удалить растворимые и/или коллоидные соединения Si, может включать воду из оборудования 105 для обезвоживания. Оборудование 105 для обезвоживания может включать осадительное устройство или фильтр. Осадительное устройство может представлять собой, например, сгуститель или осветлитель. Обрабатываемый водный поток 100 может включать по меньшей мере часть потока, полученного из оборудования 105 для обезвоживания. В альтернативном варианте или в дополнение, водный поток 100 может включать шахтные воды или воду, собранную из хвостохранилища.The aqueous stream from which soluble and/or colloidal Si compounds are to be removed may comprise water from dewatering equipment 105. Dewatering equipment 105 may comprise a settling device or a filter. The settling device may be, for example, a thickener or a clarifier. The aqueous stream 100 to be processed may comprise at least a portion of the stream obtained from dewatering equipment 105. Alternatively or in addition, aqueous stream 100 may comprise mine water or water collected from a tailings pond.

Согласно одному из воплощений, показанному на фиг. 2, водный поток 200а, полученный из оборудования для обезвоживания, в данном случае из сгустителя 205а хвостов, поступает из флотационной установки 216, включающей контур 211 флотации минерального сырья, сконструированный для обработки частиц руды, суспендированных в суспензии 212, посредством флотации с целью извлечения руAccording to one embodiment shown in Fig. 2, the aqueous stream 200a obtained from the dewatering equipment, in this case from the tailings thickener 205a, comes from a flotation plant 216 including a mineral flotation circuit 211 designed to process ore particles suspended in a suspension 212 by flotation to recover ore

- 5 048393 ды.- 5 048393 dy.

Контур 211 флотации минерального сырья сконструирован для разделения суспензии 212 на нижний продукт 213 контура флотации минерального сырья и верхний продукт 214 контура флотации минерального сырья. Верхний продукт 214 контура флотации минерального сырья включает извлеченный материал.The mineral flotation circuit 211 is designed to separate the suspension 212 into a mineral flotation circuit underflow 213 and a mineral flotation circuit overflow 214. The mineral flotation circuit overflow 214 includes the recovered material.

Флотационная установка 216 может быть сконструирована для извлечения Ni и/или Cu. Как показано на фиг. 3, флотационная установка 316 может включать первый контур 311а флотации минерального сырья, сконструированный для извлечения Cu, и второй контур 311b флотации минерального сырья, сконструированный для извлечения Ni.The flotation unit 216 may be designed to recover Ni and/or Cu. As shown in Fig. 3, the flotation unit 316 may include a first mineral flotation circuit 311a designed to recover Cu and a second mineral flotation circuit 311b designed to recover Ni.

Первый и второй контуры флотации минерального сырья могут иметь общие или раздельные контуры подачи воды.The first and second circuits of mineral raw material flotation can have common or separate water supply circuits.

Согласно одному из воплощений, оборудование для обезвоживания включает осадительное устройство, которое представляет собой сгуститель. Сгуститель сконструирован таким образом, что он функционирует как сепаратор твердого вещества и жидкости, чтобы отделять осадок, т.е. нижний продукт сгустителя, от надосадочной жидкости, т.е. верхнего продукта сгустителя. Нижний продукт сгустителя включает частицы, плотность которых превышает плотность жидкости, в результате чего они попадают в осадок.According to one embodiment, the dewatering equipment includes a settling device, which is a thickener. The thickener is designed in such a way that it functions as a solid-liquid separator to separate the sludge, i.e., the thickener underflow, from the supernatant, i.e., the thickener overflow. The thickener underflow includes particles whose density exceeds that of the liquid, causing them to fall into the sludge.

Сгуститель может представлять собой так называемый сгуститель 405b концентрата, как показано на фиг. 4. Верхний продукт 414 контура флотации минерального сырья может быть направлен в сгуститель 405b концентрата. В сгустителе 405b концентрата вода, абсорбированная частицами и тем самым повышающая плотность извлеченной руды, может быть удалена, что облегчает транспортировку концентрата и его дальнейшую обработку. В сгустителе 405b концентрата происходит обезвоживание верхнего продукта 414 контура флотации минерального сырья с образованием верхнего продукта 400b из сгустителя концентрата и нижнего продукта 425 из сгустителя концентрата. Нижний продукт 425 из сгустителя концентрата включает извлеченную руду, т.е. концентрат, который направляют из сгустителя 405b концентрата на дальнейшую обработку. Верхний продукт 400b из сгустителя концентрата может быть обработан способом, описанным в настоящем документе.The thickener may be a so-called concentrate thickener 405b, as shown in Fig. 4. The overhead product 414 of the mineral raw material flotation circuit may be directed to the concentrate thickener 405b. In the concentrate thickener 405b, the water absorbed by the particles and thereby increasing the density of the extracted ore may be removed, which facilitates the transportation of the concentrate and its further processing. In the concentrate thickener 405b, the overhead product 414 of the mineral raw material flotation circuit is dewatered to form an overhead product 400b from the concentrate thickener and a bottom product 425 from the concentrate thickener. The bottom product 425 from the concentrate thickener includes the extracted ore, i.e., concentrate, which is directed from the concentrate thickener 405b for further processing. The overhead product 400b from the concentrate thickener may be processed in the method described in this document.

В альтернативном варианте сгуститель может представлять собой так называемый сгуститель 205а, 305а хвостов, как показано на фиг. 2 и 3. Нижний продукт 213, 313b контура флотации минерального сырья может быть направлен в сгуститель 205а, 305а хвостов. В сгустителе 205а, 305а хвостов нижний продукт 213, 313b контура флотации минерального сырья подвергают обезвоживанию с образованием верхнего продукта 200а, 300а из сгустителя хвостов и нижнего продукта 215, 315 из сгустителя хвостов. Верхний продукт 200а, 300а из сгустителя хвостов может быть обработан способом, описанным в настоящем документе. Нижний продукт 215, 315 из сгустителя хвостов извлекают из сгустителя 205а, 305а хвостов. Нижний продукт 215, 315 из сгустителя хвостов обычно извлекают из сгустителя в виде хвостов (отходов). Содержание твердых веществ в нижнем продукте 215, 315 из сгустителя хвостов может составлять по меньшей мере 80% масс.In an alternative embodiment, the thickener may be a so-called tailings thickener 205a, 305a, as shown in Fig. 2 and 3. The underflow 213, 313b of the mineral flotation circuit may be directed to the tailings thickener 205a, 305a. In the tailings thickener 205a, 305a, the underflow 213, 313b of the mineral flotation circuit is dewatered to form a tailings thickener overflow 200a, 300a and a tailings thickener underflow 215, 315. The tailings thickener overflow 200a, 300a may be processed in the manner described herein. The tailings thickener underflow 215, 315 is recovered from the tailings thickener 205a, 305a. The underflow 215, 315 from the tailings thickener is typically recovered from the thickener as tailings (waste). The solids content of the underflow 215, 315 from the tailings thickener may be at least 80% by weight.

Согласно одному из воплощений, водный поток 100, 200а, 300а, 400b, из которого необходимо удалить растворимые и/или коллоидные соединения Si, включает верхний продукт из сгустителя. Верхний продукт из сгустителя может быть получен из сгустителя 405b концентрата и/или из сгустителя 205а, 305а хвостов. Верхний продукт из сгустителя включает производственную воду и растворимые и/или коллоидные соединения Si. Верхний продукт из сгустителя может дополнительно включать Siсодержащие частицы, а также другие нежелательные, загрязняющие или неизвлеченные материалы или соединения, такие как мелкие частицы и более крупные частицы, антиколлекторы на основе крахмала, микроорганизмы и т.д., суспендированные и/или растворенные в производственной воде.According to one embodiment, the aqueous stream 100, 200a, 300a, 400b, from which it is necessary to remove soluble and/or colloidal Si compounds, includes a thickener overhead product. The thickener overhead product can be obtained from the concentrate thickener 405b and/or from the tailings thickener 205a, 305a. The thickener overhead product includes process water and soluble and/or colloidal Si compounds. The thickener overhead product can further include Si-containing particles, as well as other unwanted, contaminating or unrecovered materials or compounds, such as fine particles and larger particles, starch-based anticollectors, microorganisms, etc., suspended and/or dissolved in the process water.

Перед обработкой способом перечистной флотации верхний продукт из сгустителя может быть направлен в резервуар для верхнего продукта из сгустителя для стабилизации верхнего продукта из сгустителя.Prior to processing by the cleaning flotation method, the thickener overflow may be sent to a thickener overflow tank to stabilize the thickener overflow.

Коагулянт (коагулянты) и/или флоккулянт (флоккулянты) может быть добавлен в водный поток 100, 200а, 300а, 400b любым подходящим способом, при условии обеспечения должного смешивания коагулянта (коагулянтов) и/или флоккулянта (флоккулянтов) с водным потоком 100, 200а, 300а, 400b. Например, коагулянт (коагулянты) и/или флоккулянт (флоккулянты) может быть добавлен в смесительной установке.The coagulant(s) and/or flocculant(s) may be added to the aqueous stream 100, 200a, 300a, 400b in any suitable manner, provided that the coagulant(s) and/or flocculant(s) are properly mixed with the aqueous stream 100, 200a, 300a, 400b. For example, the coagulant(s) and/or flocculant(s) may be added in a mixing unit.

Согласно одному из воплощений, перечистная флотация представляет собой флотацию растворенным воздухом (ФРВ). ФРВ представляет собой способ флотации, широко применяемый для осветления воды или отходящих потоков. Твердые частицы отделяют от жидкости с использованием мелких пузырьков флотационного газа, которые могут называться микропузырьками. Микропузырьки могут быть, например, образованы растворением воздуха или другого флотационного газа в жидкости под давлением. Пузырьки образуются при падении давления во время высвобождения дисперсии. Частицы твердого вещества прикрепляются к пузырькам и понимаются на поверхность. Образованный плавучий шлам может быть удален с поверхности жидкости в виде верхнего продукта ФРВ с помощью шламосборников.According to one embodiment, the cleaning flotation is dissolved air flotation (DAF). DAF is a flotation process widely used for clarifying water or waste streams. Solids are separated from the liquid using small bubbles of a flotation gas, which may be called microbubbles. Microbubbles may be formed, for example, by dissolving air or another flotation gas in the liquid under pressure. The bubbles are formed when the pressure drops during the release of the dispersion. The solid particles attach to the bubbles and rise to the surface. The resulting floating sludge may be removed from the surface of the liquid as a DAF overflow using sludge collectors.

Результатом проведения описанного способа может стать снижение мутности водного потока на 50- 6 048393The result of the described method can be a decrease in the turbidity of the water flow by 50- 6 048393

99%. Мутностью называют помутнение или дымчатость текучей среды, вызываемые присутствием больших количеств отдельных частиц, которые обычно невидимы невооруженным глазом. Мутность обусловлена суспендированным твердым веществом, состоящим из очень мелких частиц, которые очень медленно осаждаются или не осаждаются совсем, или коллоидными частицами.99%. Turbidity is the cloudiness or haze of a fluid caused by the presence of large quantities of individual particles that are normally invisible to the naked eye. Turbidity is caused by suspended solid matter consisting of very small particles that settle very slowly or not at all, or by colloidal particles.

Согласно одному из воплощений, нижний продукт 104, 204, 304, 404 перечистной флотации или по меньшей мере его часть подают рециклом обратно в процесс флотации или в процесс, предшествующий флотации. Нижний продукт 104, 204, 304, 404 перечистной флотации или по меньшей мере его часть можно подать рециклом, например, через размалывание, во флотацию. На фиг. 3 представлена установка, в которой нижний продукт 104, 204, 304, 404 перечистной флотации или по меньшей мере его часть подают рециклом обратно во флотационную установку 216, 316, 416 для применения во флотации минерального сырья. В том случае, когда воду для флотации или для процесса, предшествующего флотации, такого как размалывание, отбирают из области обработки хвостов, отобранная вода имеет низкий рН, поскольку рН хвостовой воды со временем снижается. Металлы, содержащиеся в хвостах, легче растворяются в воде с низким рН. Для проведения процесса флотации рН суспензии необходимо повысить, что вызывает осаждение ранее растворенных металлов. Однако осадки вызывают проблемы при флотации. Металлы и другие примеси, содержащиеся в использованной воде, также могут вызывать снижение качества поверхности минералов уже при размалывании. Таким образом, описанные выше проблемы могут быть устранены путем рециркуляции нижнего продукта перечистной флотации обратно во флотацию или даже в процесс, предшествующий флотации, такой как размалывание.According to one embodiment, the cleaner flotation bottom product 104, 204, 304, 404 or at least a portion thereof is recycled back into the flotation process or into a process preceding flotation. The cleaner flotation bottom product 104, 204, 304, 404 or at least a portion thereof can be recycled, for example via grinding, into flotation. Fig. 3 shows a plant in which the cleaner flotation bottom product 104, 204, 304, 404 or at least a portion thereof is recycled back into the flotation unit 216, 316, 416 for use in the flotation of mineral raw materials. In the case where water for flotation or for a process preceding flotation, such as grinding, is withdrawn from a tailings treatment area, the withdrawn water has a low pH, since the pH of the tailings water decreases over time. Metals contained in tailings dissolve more easily in water with a low pH. To carry out the flotation process, the pH of the suspension must be increased, which causes the previously dissolved metals to precipitate. However, precipitates cause problems during flotation. Metals and other impurities contained in the waste water can also cause a decrease in the surface quality of minerals already during milling. Therefore, the problems described above can be eliminated by recycling the underflow of the cleaner flotation back to flotation or even to a process preceding flotation, such as milling.

Коагулянт может быть выбран из группы, включающей: неорганические коагулянты, соли алюминия, соли железа, органические коагулянты. Предпочтительно коагулянт представляет собой соль алюминия или соль железа. Коагулянт подобран таким образом, чтобы он вызывал коагуляцию. Коагуляцией называется процесс дестабилизации коллоидных частиц и суспендированных твердых веществ, в результате которой они образуют микрохлопья, которые в подходящих условиях могут образовывать агломераты. Коагуляция представляет собой химический процесс, включающий нейтрализацию заряда. Коагуляция зависит от типа применяемого коагулянта, его дозировки и массы, рН и начальной мутности обрабатываемой воды, а также свойств присутствующих нежелательных веществ.The coagulant may be selected from a group comprising: inorganic coagulants, aluminum salts, iron salts, organic coagulants. Preferably, the coagulant is an aluminum salt or an iron salt. The coagulant is selected in such a way that it causes coagulation. Coagulation is the process of destabilization of colloidal particles and suspended solids, as a result of which they form microflakes, which under suitable conditions can form agglomerates. Coagulation is a chemical process involving charge neutralization. Coagulation depends on the type of coagulant used, its dosage and mass, pH and initial turbidity of the treated water, as well as the properties of the undesirable substances present.

В коллоидной суспензии частицы осаждаются очень медленно или не осаждаются совсем из-за электрических зарядов, имеющихся на поверхности коллоидных частиц, которые обеспечивают взаимное отталкивание частиц друг от друга. Поверхностный заряд можно оценить величиной дзетапотенциала (электрокинетического потенциала). Для инициирования коагуляции в воду добавляют коагулянт с противоположным зарядом, что позволяет снизить отталкивающий заряд и дестабилизировать суспензию. После нейтрализации отталкивающих зарядов частицы под действием Ван-дер-Ваальсовых сил начинают агломерироваться и образуют хлопья.In a colloidal suspension, particles settle very slowly or do not settle at all due to the electrical charges present on the surface of the colloidal particles, which provide mutual repulsion of the particles from each other. The surface charge can be estimated by the value of the zeta potential (electrokinetic potential). To initiate coagulation, a coagulant with an opposite charge is added to the water, which reduces the repulsive charge and destabilizes the suspension. After neutralization of the repulsive charges, the particles begin to agglomerate under the action of Van der Waals forces and form flakes.

Флоккулянт может представлять собой синтетический полимер или природный полимер или их производные. Флоккулянты представляют собой агенты, которые способствуют флоккуляции, вызывая агрегацию коллоидов и других суспендированых в жидкостях частиц, приводящую к образованию хлопьев. Флоккуляцией называется процесс, при котором дестабилизированные частицы объединяются в более крупные агрегаты, называемые хлопьями, которые могут быть отделены от воды осаждением или флотацией. Многие флоккулянты включают поливалентные катионы, такие как алюминий, железо, кальций или магний. Эти положительно заряженные молекулы могут взаимодействовать с отрицательно заряженными частицами и молекулами, снижая барьеры, препятствующие агрегации. Некоторые флоккулянты могут реагировать с водой, образуя нерастворимые гидроксиды, которые при осаждении соединяются друг с другом, образуя длинные цепочки или сетки, физически захватывающие мелкие частицы в более крупные хлопья. Природный полимер или его производное может включать, например, крахмал или модифицированный крахмал или полисахариды. Примеры синтетических полимеров включают, например, высокомолекулярные (с молекулярной массой более 500000) флоккулянты, такие как полиакриламиды (отрицательно или положительно заряженные или нейтральные) или продукты реакции Манниха (положительно заряженные), и низкомолекулярные (с молекулярной массой менее 500000) флоккулянты, такие как полиамины (положительно заряженные), полиэпиамин (сополимер диметиламина и эпихлоргидрина) (положительно заряженный), поли(диалилдиметилхлорид амония) (положительно заряженный), полиэтиленимины (положительно заряженные) или полиэтиленоксид (нейтральный).A flocculant may be a synthetic polymer or a natural polymer or derivatives of both. Flocculants are agents that promote flocculation by causing colloids and other suspended particles to aggregate in liquids, resulting in floc formation. Flocculation is the process by which destabilized particles combine to form larger aggregates called flocs, which can be separated from water by sedimentation or flotation. Many flocculants include polyvalent cations such as aluminum, iron, calcium, or magnesium. These positively charged molecules can interact with negatively charged particles and molecules, lowering the barriers to aggregation. Some flocculants can react with water to form insoluble hydroxides, which, upon sedimentation, combine with each other to form long chains or networks that physically entrap small particles into larger flocs. The natural polymer or derivative thereof may include, for example, starch or modified starch or polysaccharides. Examples of synthetic polymers include, for example, high molecular weight (with a molecular weight greater than 500,000) flocculants such as polyacrylamides (negatively or positively charged or neutral) or Mannich reaction products (positively charged), and low molecular weight (with a molecular weight less than 500,000) flocculants such as polyamines (positively charged), polyepiamine (copolymer of dimethylamine and epichlorohydrin) (positively charged), poly(diallyldimethyl ammonium chloride) (positively charged), polyethyleneimines (positively charged) or polyethylene oxide (neutral).

Флотационный химический реагент (реагенты), который может быть добавлен в водный поток для улучшения образования хлопьев, включающих по меньшей мере некоторое количество соединений Si, чтобы получить обработанный водный поток, может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей: коллекторы, активаторы, антиколлекторы, вспениватели, модификаторы. Коллекторы могут включать поверхностно-активные органические реагенты, такие как тиолы, алкилкарбоксилаты, алкилсульфаты, алкилсульфонаты, алкилфосфаты, амины, хелатирующие агенты и алкилфосфоновые кислоты. Активаторы могут включать, например, гидроксопроизводные металлов или сульфид натрия. Антиколлекторы могут включать, например, сульфид натрия или цианидные соли. Вспениватели могут включать, например, спирты, простые полиэфиры, этиленоксид и простые полигликолевые эфиры.The flotation chemical reagent(s) that can be added to the aqueous stream to improve the formation of flocs comprising at least some amount of Si compounds to obtain the treated aqueous stream can comprise at least one substance selected from the group consisting of: collectors, activators, anticollectors, frothers, modifiers. Collectors can comprise surface-active organic reagents such as thiols, alkyl carboxylates, alkyl sulfates, alkyl sulfonates, alkyl phosphates, amines, chelating agents and alkyl phosphonic acids. Activators can comprise, for example, metal hydroxy derivatives or sodium sulfide. Anticollectors can comprise, for example, sodium sulfide or cyanide salts. Frothers can comprise, for example, alcohols, polyethers, ethylene oxide and polyglycol ethers.

--

Claims (17)

Согласно одному из воплощений, до проведения перечистной флотации обработанного водного потока 101, 201, 301, 401 величину рН водного потока 100, 200а, 300а, 400b доводят до значений, находящихся в диапазоне от 4,5 до 10. Величина рН водного потока может быть отрегулирована до добавления в водный поток коагулянта (коагулянтов) и/или флоккулянта (флоккулянтов) и/или флотационного химического реагента (реагентов). Таким образом, перед проведением перечистной флотации обработанного водного потока 101, 201, 301, 401 величина рН обработанного водного потока 101, 201, 301, 401 находится в диапазоне от 4,5 до 10.According to one embodiment, before performing the cleaning flotation of the treated aqueous stream 101, 201, 301, 401, the pH value of the aqueous stream 100, 200a, 300a, 400b is adjusted to values in the range from 4.5 to 10. The pH value of the aqueous stream can be adjusted before adding the coagulant(s) and/or flocculant(s) and/or flotation chemical reagent(s) to the aqueous stream. Thus, before performing the cleaning flotation of the treated aqueous stream 101, 201, 301, 401, the pH value of the treated aqueous stream 101, 201, 301, 401 is in the range from 4.5 to 10. Согласно одному из воплощений, в качестве коагулянта применяют соль железа. В этом случае, для повышения эффективности коагуляции, перед проведением перечистной флотации обработанного водного потока 101, 201, 301, 401 величина рН водного потока 100, 200а, 300а, 400b может быть отрегулирована в диапазоне от 5 до 8. Диапазон рН от 5 до 8 может быть предпочтительным, поскольку известно, что в указанном диапазоне рН происходит осаждение гидроксида железа. Величина рН водного потока может быть отрегулирована любым подходящим способом. Величина рН может быть отрегулирована, например, в смесительной установке. Применение соли железа в качестве коагулянта выгодно, поскольку водный поток уже содержит Fe, и, таким образом, для достижения желательной коагуляции могут потребоваться меньшие количества коагулянта. Кроме того, хлопья, получаемые при использовании соли железа в качестве коагулянта, могут обладать более высокой стойкостью в условиях перечистной флотации, что повышает эффективность перечистной флотации.According to one embodiment, an iron salt is used as a coagulant. In this case, in order to increase the efficiency of coagulation, before carrying out the cleaning flotation of the treated aqueous stream 101, 201, 301, 401, the pH value of the aqueous stream 100, 200a, 300a, 400b can be adjusted in the range from 5 to 8. The pH range from 5 to 8 can be preferable, since it is known that precipitation of iron hydroxide occurs in the specified pH range. The pH value of the aqueous stream can be adjusted in any suitable way. The pH value can be adjusted, for example, in a mixing unit. The use of an iron salt as a coagulant is advantageous, since the aqueous stream already contains Fe, and thus, smaller amounts of coagulant may be required to achieve the desired coagulation. In addition, the flakes obtained by using iron salt as a coagulant can have higher stability under cleaning flotation conditions, which increases the efficiency of cleaning flotation. Результат проведения способа, описанного в настоящем документе, состоит в том, что обработанная производственная вода, т.е. жидкость, полученная из установки перечистной флотации, является чистой в том смысле, что она не содержит растворимых и/или коллоидных соединений Si, и обработанную производственную воду можно использовать повторно, и это не окажет негативного влияния на результат способа. В зависимости от состава обрабатываемого водного потока, показатель удаления Si может составлять от 55 до 90%.The result of the process described in this document is that the treated process water, i.e. the liquid obtained from the cleaning flotation unit, is clean in the sense that it does not contain soluble and/or colloidal Si compounds, and the treated process water can be reused without adversely affecting the result of the process. Depending on the composition of the treated water stream, the Si removal rate can be from 55 to 90%. Кроме того, поскольку водные потоки обычно включают Fe в комплексе с Si, способ также предоставляет возможность для удаления по меньшей мере некоторого количества железа, содержащегося в водных потоках предприятия, перерабатывающего минеральное сырье. Это позволяет избежать проблем, вызываемых комплексами, содержащими Si и Fe, а также избытком самого железа. В зависимости от дозировки коагулянта и состава водного потока, способом, описанным в настоящем документе, может быть удалено приблизительно 60-90% железа, содержащегося в водных потоках.In addition, since the aqueous streams typically contain Fe in complex with Si, the method also provides the possibility of removing at least some of the iron contained in the aqueous streams of the mineral processing plant. This avoids problems caused by complexes containing Si and Fe, as well as excess iron itself. Depending on the dosage of the coagulant and the composition of the aqueous stream, approximately 60-90% of the iron contained in the aqueous streams can be removed by the method described herein. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAUSE OF INVENTION 1. Способ удаления растворимых и/или коллоидных соединений Si из водного потока (100, 200а, 300а) установки, перерабатывающей минеральное сырье, включающий добавление коагулянта (коагулянтов) и/или флоккулянта (флоккулянтов) и/или флотационного химического реагента (реагентов) в водный поток (100, 200а, 300а) для обеспечения образования хлопьев, включающих, по меньшей мере, некоторое количество соединений Si, и для получения обработанного водного потока (101, 201, 301);1. A method for removing soluble and/or colloidal Si compounds from an aqueous stream (100, 200a, 300a) of a mineral processing plant, comprising adding a coagulant(s) and/or a flocculant(s) and/or a flotation chemical reagent(s) to the aqueous stream (100, 200a, 300a) to ensure the formation of flocs comprising at least some amount of Si compounds and to obtain a treated aqueous stream (101, 201, 301); проведение перечистной флотации обработанного водного потока (101, 201, 301) для отделения, по меньшей мере, некоторого количества соединений Si в виде верхнего продукта (103, 203, 303) перечистной флотации; и удаление верхнего продукта (103, 203, 303) перечистной флотации;performing a cleaning flotation of the treated aqueous stream (101, 201, 301) to separate at least some amount of Si compounds in the form of a cleaning flotation overhead product (103, 203, 303); and removing the cleaning flotation overhead product (103, 203, 303); где перечистная флотация включает использование пузырьков газа, причем по меньшей мере 90% пузырьков газа имеют диаметр, составляющий от 0,2 до 250 мкм, при этом водный поток (100, 200а, 300а) включает воду, полученную из оборудования (105) для обезвоживания, при этом для формирования водного потока (100, 200а, 300а) из оборудования (105) для обезвоживания используют нижний продукт (213, 313а, 313b) из флотационной установки (216, 316), включающей контур (211, 311а, 311b) флотации минерального сырья, сконструированный для обработки частиц руды, суспендированных в суспензии (212, 312), посредством флотации с целью извлечения руды, и контур (211, 311а, 311b) флотации минерального сырья сконструирован для разделения суспензии (212, 312) на нижний продукт (213, 313а, 313b) контура флотации минерального сырья и верхний продукт (214, 314а, 314b) контура флотации минерального сырья, и водный поток (200а, 300а), поступающий из флотационной установки (216, 316), представляет собой нижний продукт (213, 313b) контура флотации минерального сырья.wherein the cleaning flotation comprises the use of gas bubbles, wherein at least 90% of the gas bubbles have a diameter of from 0.2 to 250 μm, wherein the aqueous stream (100, 200a, 300a) comprises water obtained from dewatering equipment (105), wherein the underflow (213, 313a, 313b) from a flotation unit (216, 316) comprising a mineral flotation circuit (211, 311a, 311b) designed to process ore particles suspended in a suspension (212, 312) by flotation to recover ore is used to form the aqueous stream (100, 200a, 300a) from the dewatering equipment (105), and wherein the mineral flotation circuit (211, 311a, 311b) is designed to for separating the suspension (212, 312) into a bottom product (213, 313a, 313b) of the mineral raw material flotation circuit and an upper product (214, 314a, 314b) of the mineral raw material flotation circuit, and the water flow (200a, 300a) coming from the flotation unit (216, 316) is the bottom product (213, 313b) of the mineral raw material flotation circuit. 2. Способ по п.1, в котором оборудование (105) для обезвоживания включает осадительное устройство или фильтр.2. The method according to claim 1, wherein the equipment (105) for dewatering includes a settling device or filter. 3. Способ по п.2, в котором осадительное устройство представляет собой сгуститель (205а, 305а).3. The method according to claim 2, wherein the settling device is a thickener (205a, 305a). 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором водный поток (100, 200а, 300а) включает по меньшей мере часть потока, полученного из оборудования (105) для обезвоживания.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the aqueous stream (100, 200a, 300a) comprises at least a portion of the stream obtained from the dewatering equipment (105). 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором флотационная установка (216, 316) сконструирована для извлечения Ni и/или Cu.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the flotation unit (216, 316) is designed to extract Ni and/or Cu. - 8 048393- 8 048393 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором флотационная установка (216, 316) включает первый контур (311а) флотации минерального сырья, сконструированный для извлечения Cu, и второй контур (311b) флотации минерального сырья, сконструированный для извлечения Ni.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the flotation unit (216, 316) includes a first mineral flotation circuit (311a) designed to extract Cu and a second mineral flotation circuit (311b) designed to extract Ni. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что способ дополнительно включает рециркуляцию по меньшей мере части нижнего продукта (104, 204, 304) перечистной флотации обратно в процесс флотации или в процесс, предшествующий флотации.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the method further comprises recycling at least a portion of the underflow (104, 204, 304) of the cleaning flotation back into the flotation process or into the process preceding the flotation. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором коагулянт представляет собой соль алюминия.8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the coagulant is an aluminium salt. 9. Способ по любому из пп.1-7, в котором коагулянт представляет собой соль железа.9. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the coagulant is an iron salt. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором перед проведением перечистной флотации обработанного водного потока (101, 201, 301) величину рН водного потока (100, 200а, 300а) устанавливают в диапазоне от 4,5 до 10.10. The method according to any of the preceding claims, wherein before carrying out the cleaning flotation of the treated aqueous stream (101, 201, 301), the pH value of the aqueous stream (100, 200a, 300a) is set in the range from 4.5 to 10. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором водный поток (100, 200а, 300а) включает Fe в комплексе с Si, и способ включает удаление, по меньшей мере, некоторого количества Fe из водного потока (100, 200а, 300а).11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the aqueous stream (100, 200a, 300a) comprises Fe in a complex with Si, and the method comprises removing at least some amount of Fe from the aqueous stream (100, 200a, 300a). 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором перечистная флотация представляет собой флотацию растворенным воздухом.12. The method according to any of the preceding claims, wherein the cleaning flotation is dissolved air flotation. 13. Система для удаления растворимых и/или коллоидных соединений Si из водного потока (100, 200а, 300а) установки, перерабатывающей минеральное сырье, включающая смесительную систему, сконструированную для добавления в водный поток (100, 200а, 300а) коагулянта (коагулянтов) и/или флоккулянта (флоккулянтов) и/или флотационного химического реагента (реагентов); и установку (102, 202, 302) перечистной флотации, сконструированную для отделения, по меньшей мере, некоторого количества соединений Si от водного потока (100, 200а, 300а) в виде верхнего продукта (103, 203, 303) перечистной флотации и для получения остаточной производственной воды в виде нижнего продукта (104, 204, 304) перечистной флотации, при этом система дополнительно включает оборудование (105) для обезвоживания и флотационную установку (216, 316), включающую контур (211, 311а, 311b) флотации минерального сырья, сконструированный для обработки частиц руды, суспендированных в суспензии (212, 312), посредством флотации с целью извлечения руды, при этом контур (211, 311а, 311b) флотации минерального сырья сконструирован для разделения суспензии (212, 312) на нижний продукт (213, 313а, 313b) контура флотации минерального сырья и верхний продукт (214, 314а, 314b) контура флотации минерального сырья, и нижний продукт (213, 313b) контура флотации минерального сырья предназначен для подачи в оборудование (105) обезвоживания, сконструированное для обезвоживания нижнего продукта (213, 313b) контура флотации минерального сырья с образованием нижнего продукта (215, 315) из оборудования обезвоживания и верхнего продукта из оборудования обезвоживания, который образует указанный водный поток (100, 200а, 300а), предназначенный для подачи в него коагулянта (коагулянтов) и/или флоккулянта (флоккулянтов) и/или флотационного химического реагента (реагентов).13. A system for removing soluble and/or colloidal Si compounds from an aqueous stream (100, 200a, 300a) of a mineral processing plant, comprising a mixing system designed to add to the aqueous stream (100, 200a, 300a) a coagulant(s) and/or a flocculant(s) and/or a flotation chemical reagent(s); and a cleaning flotation unit (102, 202, 302) configured to separate at least some of the Si compounds from the aqueous stream (100, 200a, 300a) as a cleaning flotation overhead (103, 203, 303) and to obtain residual production water as a cleaning flotation underflow (104, 204, 304), wherein the system further comprises dewatering equipment (105) and a flotation unit (216, 316) comprising a mineral flotation circuit (211, 311a, 311b) configured to process ore particles suspended in the slurry (212, 312) by flotation to recover the ore, wherein the mineral flotation circuit (211, 311a, 311b) is configured to separate suspensions (212, 312) into the underflow (213, 313a, 313b) of the mineral raw material flotation circuit and the overflow (214, 314a, 314b) of the mineral raw material flotation circuit, and the underflow (213, 313b) of the mineral raw material flotation circuit is intended for feeding to dewatering equipment (105) designed for dewatering the underflow (213, 313b) of the mineral raw material flotation circuit to form the underflow (215, 315) from the dewatering equipment and the overflow from the dewatering equipment, which forms the specified aqueous stream (100, 200a, 300a), intended for feeding thereto a coagulant(s) and/or a flocculant(s) and/or a flotation chemical reagent(s). 14. Система по п.13, в которой оборудование (105) для обезвоживания включает осадительное устройство или фильтр.14. The system according to claim 13, wherein the dewatering equipment (105) includes a settling device or filter. 15. Система по п.14, в которой осадительное устройство представляет собой сгуститель (205а, 305а), при этом нижний продукт (213, 313b) контура флотации минерального сырья предназначен для подачи в сгуститель (205а, 305а), сконструированный для обезвоживания нижнего продукта (213, 313b) контура флотации минерального сырья с образованием верхнего продукта (200а, 300а) из сгустителя хвостов и нижнего продукта (215, 315) из сгустителя хвостов, где водный поток (200а, 300а) включает верхний продукт (200а, 300а) сгустителя.15. The system of claim 14, wherein the settling device is a thickener (205a, 305a), wherein the underflow (213, 313b) of the mineral raw material flotation circuit is intended to be fed to the thickener (205a, 305a) designed to dewater the underflow (213, 313b) of the mineral raw material flotation circuit to form an overflow (200a, 300a) from a tailings thickener and an underflow (215, 315) from a tailings thickener, where the aqueous flow (200a, 300a) includes the overflow (200a, 300a) of the thickener. 16. Система по любому из пп.13-15, в которой флотационная установка (216, 316) сконструирована для извлечения Ni и/или Cu.16. The system according to any one of claims 13-15, wherein the flotation unit (216, 316) is designed to extract Ni and/or Cu. 17. Система по любому из пп.13-16, в которой установка (102, 202, 302) перечистной флотации представляет собой установку флотации растворенным воздухом.17. The system according to any one of claims 13 to 16, wherein the cleaning flotation unit (102, 202, 302) is a dissolved air flotation unit. --
EA202293248 2020-06-17 REMOVAL OF SI FROM WATER STREAMS OF MINERAL PROCESSING PLANTS EA048393B1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA048393B1 true EA048393B1 (en) 2024-11-26

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2667933C (en) Method for dispersing and aggregating components of mineral slurries
EP0377603B1 (en) Clarification process
WO2019023057A2 (en) Treatment of phosphate tailings
DE69013904T2 (en) WASTEWATER PLANT.
CN113226557B (en) Process water treatment method and device
CN220564391U (en) Device for removing soluble and/or colloidal silicon compounds from an aqueous stream of a mineral processing plant
US20120018383A1 (en) Method for dispersing and aggregating components of mineral slurries
CN216396702U (en) Apparatus for improving a mineral flotation process
CN113438981A (en) Method and apparatus for treatment of process water
EA048393B1 (en) REMOVAL OF SI FROM WATER STREAMS OF MINERAL PROCESSING PLANTS
AU2009101351A4 (en) Treatment of hydrometallurgical process streams for removal of suspended fine particles
CN113573817B (en) Method and process unit for removing silicon-based compounds from leachate and use thereof
CN111704264A (en) A method for enhancing hydrophobic agglomeration of suspended clay minerals-fine-grained kaolinite in water
CN112723581B (en) Process water treatment method
US10662103B2 (en) Treatment of sludges and flocculants using insoluble mineral colloidal suspensions
US20230037949A1 (en) Removal of amines from aqueous streams
AU633305B2 (en) Clarification liquors
AU658875B2 (en) Clarification process
EA047268B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PURIFICATION OF PROCESS WATER
WO2021136867A1 (en) Removal of amines from aqueous streams
EA044280B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PURIFICATION OF PROCESS WATER
WO2021136868A1 (en) Removal of amines from aqueous streams