FI93317B

FI93317B - Method for producing a constant valuable mineral content in concentrate that is formed by flotation

Info

Publication number: FI93317B
Application number: FI932275A
Authority: FI
Inventors: Jouko Olavi Kallioinen
Original assignee: Outokumpu Mintec Oy
Priority date: 1993-05-19
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1994-12-15
Also published as: FI93317C; FI932275A0

Abstract

The invention relates to a method for adjusting the valuable mineral content in concentrate formed by floatation to a range such that the ratio between yield and content is optimized. The method of adjustment is intended for use in all types of flotation machines. The method serves to adjust the retention time of the froth bubbles in the froth bed to an optimum range and to adjust the thickness of the froth bed, the rate of increase of the floatation air or the froth area, either together or separately. The essential characteristic of the method is that the ratio between the adjusted parameters is determined by the value υ f, which denotes the air retention time in the froth bed. <IMAGE>

Description

9331793317

MENETELMÄ VAAHDOTUKSESSA SYNTYVÄN RIKASTEEN ARVOMINERAA-LIPITOISUUDEN VAKIOIMISEKSIMETHOD FOR ESTABLISHING THE VALUE MINERAL CONTENT OF FREQUENCY IN FOAMING

Keksintö kohdistuu menetelmään säätää vaahdotuksessa syntyvän rikasteen arvomineraalipitoisuutta sellaiselle alueelle, että saannin ja pitoisuuden suhde on optimissaan. Säätömenetelmä on tarkoitettu käytettäväksi kaikentyyppisissä vaahdotuskoneissa. Menetelmän avulla säädetään vaahtokuplien viipymisaika vaahtopatjassa opti-mialueelle säätämällä vaahtopatjan paksuutta, vaahdotus-ilman nousunopeutta tai vaahtopinta-alaa joko yhdessä tai erikseen. Oleellista on, että säädettävien suureiden suhde toisiinsa määritellään arvon xf avulla, joka kuvaa ilman viipymäaikaa vaahtopatjassa.The invention relates to a method for adjusting the value mineral content of a concentrate generated in flotation to such an area that the ratio of intake to concentration is at its optimum. The adjustment method is intended for use in all types of flotation machines. The method adjusts the residence time of the foam bubbles in the foam mattress to the optimum range by adjusting the thickness of the foam mattress, the rate of rise of the flotation air or the foam surface area, either together or separately. It is essential that the ratio of the adjustable quantities to each other is determined by the value xf, which describes the time without residence in the foam mattress.

Vaahdotuskennon fysikaalisten ilmiöiden säätö on yleensä suoritettu esim. siten, että sekä kennoon syötettävän malmilietteen että siitä poistuvan jätteen ja rikasteen arvomineraalipitoisuutta analysoidaan jatkuvatoimisella analysaattorilla ja analyysien perusteella säädetään kennoon syötettävää ilmamäärää tai lietepinnan korkeutta. Säätö kuitenkin tapahtuu tietyllä viiveellä, ja viive voi aiheuttaa taloudellisia menetyksiä, sillä jos esim. syötteen arvomineraalipitoisuus on noussut, vastaavasti myös rikasteen pitoisuus nousee, ja saanti vastaavasti tarpeettomasti huononee.The control of the physical phenomena of the flotation cell is usually performed e.g. by analyzing the value mineral content of both the ore sludge fed to the cell and the waste and concentrate leaving it, with a continuous analyzer and adjusting the amount of air fed to the cell or the slurry surface height. However, the adjustment takes place with a certain delay, and the delay can cause economic losses, because if, for example, the value of the mineral value of the feed has increased, the concentration of the concentrate increases accordingly, and the yield correspondingly deteriorates unnecessarily.

Vaahdotuskennoa on pyritty mallintamaan joko siellä tapahtuvien kemiallisten tai fysikaalisten ilmiöiden tutkimiseksi. Fysikaalisia ilmiöitä tutkittaessa on pääpaino usein asetettu lietefaasille ja vaahtokerroksen osuus on jäänyt pienemmäksi, sillä vaahtokuplan ja mineraalipartikkelin välisiä yhteyksiä koskevat tutkimukset ovat vain osa vaahtokerroksen olemuksen tarkastelusta. Viime aikoina monet tutkijat ovat tulleet käsitykseen, että vaahdotuksessa tulee käsitellä kahta 2 93317 eri faasia, nimittäin lietettä ja vaahtokerrosta oikeitten vaahdotusmallien saamiseksi ja kennon optimaaliseksi säätämiseksi.Efforts have been made to model the flotation cell to study either chemical or physical phenomena occurring there. In the study of physical phenomena, the main emphasis has often been placed on the sludge phase and the proportion of the foam layer has remained smaller, as studies of the connections between the foam bubble and the mineral particle are only part of the examination of the foam layer nature. Recently, many researchers have come to the realization that flotation must deal with two 2,93317 different phases, namely the sludge and the foam layer in order to obtain the correct flotation patterns and to optimally adjust the cell.

Kolonnivaahdotus poikkeaa monilta osin tämän keksinnön piiriin kuuluvasta vaahdotuksesta, joka tapahtuu mekaanisissa vaahdotuskoneissa, sillä ilman syöttö kolonniin tapahtuu pneumaattisesti ja kolonnin korkeus on moninkertainen sen halkaisijaan nähden. Kolonnivaahdotus-tekniikkaa on kuitenkin tutkittu hyvin paljon, mm. erilaisia viipymisaikoja τ, kuten x1# joka kuvaa nesteen viipymisaikaa ja xp, joka kuvaa partikkelin viipymisaikaa esim. lietevyöhykkeessä. Esimerkiksi viipymisaika x^ saadaan jakamalla lietevyöhykkeen korkeus h ilman nousunopeudella Jg.Column flotation differs in many respects from flotation within the scope of the present invention, which takes place in mechanical flotation machines, in that the air is fed to the column pneumatically and the height of the column is many times its diameter. However, the column flotation technique has been studied very much, e.g. different residence times τ, such as x1 # which describes the residence time of the liquid and xp which describes the residence time of the particle in e.g. the sludge zone. For example, the residence time x ^ is obtained by dividing the height h of the sludge zone by the rate of rise of the air Jg.

Jos lietefaasissa tapahtuvat toiminnot kuten sekoittimen kierrosnopeus, syötön ja ilman määrä pidetään vakioina, voidaan tutkia tapahtumia vaahtokerroksessa. Suoritetuissa tutkimuksissa on nyt kehitetty uusi termi xf, joka kuvaa ilman viipymisaikaa vaahtokerroksessa. Edulliseksi viipymisajaksi on todettu tilanteesta riippuen 5 - 15 s esim. esi- ja ripevaahdotuksissa.If operations in the slurry phase such as agitator speed, feed and air volume are kept constant, events in the foam bed can be studied. Studies have now developed a new term xf to describe air-free residence time in a foam layer. Depending on the situation, the preferred residence time has been found to be 5 to 15 s, e.g. in pre- and slotted flotation.

Xf saadaan seuraavasta kaavasta:Xf is given by the following formula:

Xf (s) = _h (..an) (l)Xf (s) = _h (..an) (l)

Jg (cm/s) jolloin h on vaahtokerroksen paksuus ja Jg on ilman nousunopeus vaahtokerroksessa. Suoritettujen tutkimusten perusteella on tultu johtopäätökseen, että vaahdotus- kennossa syntyvän rikasteen pitoisuus Y määräytyy yksiselitteisesti Xf:n mukaan kaavan Y = Y0 + a (l-e-stf) (2) perusteella.Jg (cm / s) where h is the thickness of the foam layer and Jg is the rate of rise of air in the foam layer. On the basis of the studies carried out, it has been concluded that the concentration Y of the concentrate generated in the flotation cell is unambiguously determined according to Xf on the basis of the formula Y = Y0 + a (l-e-stf) (2).

Il 3 9331 7Il 3 9331 7

Kaavassa Y = rikasteen pitoisuus Yo = syötteen pitoisuus a = syötteen pitoisuuden ja rikasteen teknil-lismineralogisen maksimipitoisuuden välinen ero s = erottumisen nopeuskerroin, joka on kokeellisesti laskettu vakio kussakin vaahdotusvaiheessa (esivaahdotus, ripevaahdotus, kertaus jne). Oikea s:n arvo haetaan sovitusohjelmalla kutakin vaahdotusvaihetta varten. Keksintöä kuvataan tarkemmin oheisten patenttivaatimusten avulla.In the formula Y = concentrate concentration Yo = feed concentration a = difference between the feed concentration and the techno-mineralogical maximum concentration of the concentrate s = separation rate factor, which is experimentally calculated constant for each flotation step (pre-flotation, flotation, repetition, etc.). The correct value of s is obtained with a fitting program for each flotation step. The invention is described in more detail by the appended claims.

Keksintöä on myös kuvattu oheisten kuvien avulla, jolloin kuvassa 1 on graafisesti esitetty kaava (2), ja kuva 2 esittää rikasteen pitoisuuden vakioimista suureen xf säädön avulla syötteen pitoisuuden muuttuessa.The invention is also illustrated by the accompanying figures, in which Figure 1 graphically shows formula (2), and Figure 2 shows the stabilization of the concentrate concentration with a large xf by adjusting the feed concentration.

Yhdistämällä xf-arvoon erottumiskerroin s, joka kuvaa päämineraalin erottumista muista mineraaleista vaahto-patjassa, saadaan tekijä Xf/s, jonka avulla voidaan tehdä rikastepitoisuuden vertailuja erilaisten vaahdotus- koneiden välillä ja vieläpä vertailuja vaahdotuskolon-neihin. xf on ainoa suure, joka on yhtäläinen, jopa yhtäsuuri vertailtavilla koneilla, ja siten laitteiden tehokkuutta voidaan punnita tämän vertailun avulla.Combining the separation factor s with the xf value, which describes the separation of the main mineral from other minerals in the foam bed, gives a factor Xf / s which allows comparisons of concentrate content between different flotation machines and even comparisons with flotation columns. xf is the only quantity that is equal, even equal, with the machines being compared, and thus the efficiency of the devices can be weighed by this comparison.

Kun käytetään ilman viipymisaikaa vaahtopatjassa Xf vaahdotuskennon säätöparametrina, voidaan todeta seuraa-via seikkoja, jotka on esitetty myös kuvan 2 avulla: Kun ilman nousunopeus vaahtopatjassa ja vaahtopatjän korkeus on vakio, myös xf on vakio ja syötteen arvomine-raalipitoisuuden ollessa Y0 saadaan ko. vaahdotusvaiheen rikasteen pitoisuudeksi Y, joka on todettu teknisesti ja taloudellisesti edullisimmaksi pitoisuudeksi ko. vaiheessa ja halutaan pitää vakiona. Kun syötteen pitoisuus nousee Y0 -> Y01, nousee rikasteen pitoisuus vastaavasti Y -> Yi, joka merkitsee tarpeettoman korkeaa rikasteen 4 93317 pitoisuutta, josta seuraa taloudellinen menetys, koska saanti samalla heikkenee. Kun rikasteen pitoisuuden säätö suoritetaan käyttäen säätöparametrina Xf-arvoa, säätö-yksikkö laskee uuden xf:n arvon Xfl, jolla vaahdotettavan rikasteen pitoisuus pysyy vakiona = Y.When the air residence time in the foam mattress Xf is used as a control parameter of the flotation cell, the following points can also be noted with reference to Fig. 2: When the air rise rate in the foam mattress and the foam mattress height is constant, xf is also constant and the input value is Y0. the concentration Y of the concentrate in the flotation step, which has been found to be the most technically and economically advantageous concentration in question. stage and is desired to be kept constant. As the feed concentration increases Y0 -> Y01, the concentration of concentrate increases correspondingly Y -> Yi, which means an unnecessarily high concentration of concentrate 4 93317, which results in an economic loss as the intake decreases at the same time. When the concentration of the concentrate is adjusted using the value Xf as the control parameter, the control unit calculates the value Xfl of the new xf, with which the concentration of the concentrate to be foamed remains constant = Y.

Arvon Xf säätöön voidaan käyttää jotain seuraavista suureista: vaahtopatjan paksuus, vaahdotusilman nousu- nopeus patjassa tai vaahtopinta-ala. Vaahtopatjan paksuutta voidaan säätää konventionaalisesti lietepinnan korkeutta säätämällä, tai esim. FI-patentissa 87 051 /* kuvatun säädettävän vaahtorännin avulla. Ilmakuplan nousunopeutta vaahtopatjassa voidaan säätää kennoon syötettävän ilman määrää tai vaahtopinta-alaa säätämällä. Vaahtopinta-alaa voidaan säätää esim. FI-patentissa 78 628 kuvattujen säätöelimien avulla.One of the following values can be used to adjust the value of Xf: the thickness of the foam mattress, the rate of rise of the flotation air in the mattress or the foam area. The thickness of the foam mattress can be adjusted conventionally by adjusting the height of the sludge surface, or e.g. by means of an adjustable foam gutter described in FI patent 87 051 / *. The rate of rise of the air bubble in the foam mattress can be adjusted by adjusting the amount of air supplied to the cell or the area of the foam. The foam area can be adjusted, for example, by means of the adjustment elements described in FI patent 78,628.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan se etu, että kun aikaisemmin on säädetty enemmän sormituntumalla, nyt suureen xf avulla saadaan tarkka, prosessitoiminnan mukainen säätöpiiri syötteen pitoisuudesta rikasteen pitoisuuteen = feed forward-säätö. xf:n arvoa säätävä analysaattori on esullista sijoittaa linjaan ennen vaahdotusvaihetta. Samaan yhteyteen voidaan sijoittaa myös raekokoanalysaattori. x£:n mukaan lasketaan tarkasti tarvittava muutos säätösuureisiin (ilman nousunopeus, vaahtopatjan paksuus, vaahtopinta-ala). Samalla toteutetaan pääperiaatetta: Rikaste pyritään koko ajan saamaan tarkasti halutun pitoisena (=asetusarvo), jolloin saanti on maksimissaan, eikä hetkellisten ylisuurten rikaste- pitoisuuksien takia synny tappioita tai hetkellisiä, pitoisuudeltaan kelvottomia rikasteita. xf:n eri vaikutusten perusteella valitaan aina oikea ohjaussuure säädön suorittamiseen.The method according to the invention has the advantage that when previously it has been adjusted more by finger feel, now the quantity xf gives an accurate, process-controlled control circuit from the feed concentration to the concentrate concentration = feed forward control. It is preferable to place the xf-adjusting analyzer in line before the flotation step. A grain size analyzer can also be placed in the same connection. x £ exactly calculates the required change in the control variables (air rise rate, foam mattress thickness, foam area). At the same time, the main principle is implemented: The aim is to obtain the concentrate at the exact desired concentration (= set value) at all times, in which case the intake is at its maximum, and no losses or momentary concentrates of invalid concentration are generated due to instantaneous excess concentrations. Based on the different effects of xf, the correct control variable is always selected for the adjustment.

Il 5 93317Il 5 93317

Kuten edellä todettiin, oleellista on myös se, että nyt tiedetään, mitä säätösuuretta on edullista kulloinkin käyttää säädössä. Esimerkiksi esivaahdotuksen ensimmäisissä kennoissa saanti on aina varsin hyvä, ja tällöin saadaan talteen pääosa arvomineraalista, joka on syötteen hienossa raeluokassa. Jos syötteen pitoisuus nousee, on säätö tässä vaiheessa edullista suorittaa ilmamäärää säätämällä, sillä korkea vaahtopatja ja ilman suuri nousunopeus edesauttaa hienojen rakeiden talteensaamista.As stated above, it is also essential that it is now known which control variable is preferably used in each case for control. For example, in the first cells of the pre-foaming, the yield is always quite good, in which case most of the value mineral, which is in the fine grain class of the feed, is recovered. If the concentration of the feed increases, it is advantageous to carry out the adjustment at this stage by adjusting the amount of air, since a high foam mattress and a high rate of rise of the air help to recover fine granules.

Vaahdotusvaiheen viimeisissä kennoissa pyritään ottamaan karkeampienkin rakeiden arvomineraalit mahdollisimman tarkkaan talteen. Tässä auttaa keksinnön mukainen havainto, jonka mukaan karkeiden rakeiden vaahdotuksessa on edullista, että vaahtokerroksen paksuus on pienempi kuin vaahdotettaessa hienompia jakeita ja että ilman nousu-nopeus on myös alempi kuin hienojen raeluokkien vaahdotuksessa. Tällöin syötteen arvomineraalipitoisuuden noustessa on rikasteen arvomineraalipitoisuuden vakioi-miseksi edullista säätää lopputulosta vaahtopatjan korkeutta säätämällä.In the last cells of the flotation stage, the aim is to recover the value minerals of even the coarsest granules as accurately as possible. This is aided by the finding that in the flotation of coarse granules it is advantageous that the thickness of the foam layer is less than in the flotation of finer fractions and that the rise rate of air is also lower than in the flotation of fine grain grades. In this case, when the value mineral content of the feed increases, it is advantageous to adjust the result by adjusting the height of the foam mattress in order to stabilize the value mineral content of the concentrate.

Käyttämällä keksinnön mukaista säätöä esimerkiksi ripevaahdotuksen viimeisissä kennoissa on mahdollista saada nostaa vaahdotuksen kokonaissaantia samalla kun rikasteen pitoisuus pysyy kuitenkin tasaisena. Erityisesti ripevaahdotuksen viimeinen kenno voidaan vielä varustaa FI patenttien 78628 ja 88 268 kuvaamilla säätöelimillä, jolloin ilman nousunopeutta voidaan säätää vaahtokerroksen poikkipinta-alaa säätämällä.By using the control according to the invention, for example in the last cells of the flotation flotation, it is possible to increase the total flotation intake while at the same time keeping the concentration of concentrate constant. In particular, the last cell of the slotted flotation can be further provided with the adjusting members described in FI patents 78628 and 88 268, whereby the rate of rise of the air can be adjusted by adjusting the cross-sectional area of the foam layer.

Claims

A method of controlling and maintaining a constant value mineral content in concentrates formed by flotation in a flotation machine, characterized in that the value of the concentrate's mineral value is regulated in an area where the ratio of yield to hait is optimal, and that at varying value mineral content in the feed. The control material regulates to the optimum range of the concentration in the concentrate by regulating the flotation air's holding time in the foam layer Zf.

Process according to claim 1, characterized in that the dependence ratio between the residence time Zf of the foam rising air and the value mineral content is expressed by the formula Y = Yq + A + a (1-β ~ ΞτΞ), where Y represents the formed concentrate. value mineral content, Yq feed mineral value mineral content, a difference between the contents of the feed material and the highest possible concentrate which can be recovered, and s is the experimentally obtained rate coefficient of separation which is constant in each flotation step.

Method according to Claim 1, characterized in that the residence time Zf of the foam rising in the foam layer is directly proportional to the thickness (h) of the foam bed and inversely proportional to the rise velocity of the air in the foam bed (Jg).

Method according to any of the preceding claims, characterized in that when controlling the value mineral content of the concentrate in the flotation step by means of the holding time Xf of the foam layer rising in the foam layer, the control is performed on the basis of the value mineral content of the feed material.

Process according to any of the preceding claims, characterized in that when controlling the value mineral content of the concentrate in the flotation step, the control is carried out by controlling the height of the foam layer.

Process according to any of the preceding claims, characterized in that when controlling the concentrate's value mineral content in the flotation step, the control is effected by controlling the rate of rise of the air in the bed.

Process according to claim 6, characterized in that the rate of rise of the air in the foam bed is controlled by controlling the amount of the floating air.

Method according to claim 6, characterized in that the rate of rise of the air in the foam bed is controlled by controlling the cross-section of the foam bed.

Method according to any of the preceding claims, characterized in that the ratio between the height of the foam bed and the rate of rise of the air is determined at the moment by Xf calculated according to the desired concentrate content.