НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Включает отделение научно-исследовательских, проектно-конструкторских и пуско-наладочных работ, а также техноло-гический центр патентования изобретений, промышленных образцов, полезных моделей и товарных знаков. Лабораторией запатентовано 19 собственных изобретений и опубликовано 39 научно-технических статей.

Область научных интересов НИОКР:

- флотационные технологии обогащения руд и нефтежироводоочистки.

Основные научные результаты:

1.     Построена методика информационной разведки объектов техники нового поколения, значительно сокращающая сроки и стоимость опытно-конструкторских и технологических разработок

При проведении научно-технических исследований по созданию объектов техники нового поколения первоначально из мировых источников информации выявляют объекты-аналоги и определяют, к какому поколению в сравнении с создаваемым объектом их отнести- к предшествующему (уже достигнутому) или новому.
В случае если удастся обнаружить у одной из конкурирующих фирм объект нового поколения, то, вне зависимости от стадии и этапа жизненного цикла объекта, рассматривая проблему создания объекта в целом, с помощью информационных исследований выявляют наиболее значимое техническое решение. При этом из всего массива патентной и другой научно-технической информации, составляющей тысячи, иногда десятки тысяч технических решений соответствующих рубрик МКИ, УДК, ГОСТ´ов, СНИП´ов и т.д., отбирают несколько сотен или десятков (чаще - от 100 до 200) технических решений, соответствующих теме поиска. Затем из них по критерию функциональной однородности создаваемому объекту отбирают от 10 до 100 технических решений, которые систематизируют по целям и средствам достижения этих целей. В результате экспертного исследования отобранной информации находят от 3 до 10 наиболее важных технических решения. Последние подвергают оценке значимости по ожидаемому экономическому эффекту или по одной из известных аналитических методик, например, на основе универсального идентификатора.
После выявления узлового, наиболее значимого, технического решения создаваемый объект и его составные части исследуют с учетом найденного решения, использование которого должно сократить сроки и уменьшить затраты на разработку объекта.

(Эпельман М.Л., Иваницкая И. С., Горелых А. С., Шведова В. В., Брюхов В.В. Методические принципы выбора варианта технического решения. Москва, "Цветные металлы", 1992, №12, с. 6-9).

2.     Поставлена проблема межобъемного усреднения руд перед их обогащением и создана технология межобъемного усреднения руд за пределами внутриобъемного

Традиционное усреднение руд перед их обогащением ограничено площадью усреднительного двора или производитель-ностью усреднительной установки и может быть отнесено к, так называемому, внутриобъемному усреднению. Проблема состоит в том, чтобы использовать эффективную систему селективной добычи руды на руднике и этим обеспечить, также, межобъемное усреднение руд. Это возможно с помощью ежегодного кор-реляционного анализа взаимосвязи извлечения и содержания металлов по участкам рудного месторождения.

(Эпельман М. Л., Ручкин И. И., Брюхов В. В., Пургина О. К. О целесообразности усреднения медно-цинковых руд. Санкт-Петербург, "Обогащение руд", 1976, №4, с. 18-20).

3.     Заложены основы магнитофлотации

Использование контрастности магнитных свойств пара- магнитных минералов позволяет улучшать селекцию при их фло- тационном разделении. Магнитная сила, направленно воздействуя, например, на частицы халькопирита, способна не только урав-новешивать гравитационную силу тяжести частиц, но и в значи- тельной степени может способствовать его извлечению, тогда как воздействие поля на частицы пирита и сфалерита весьма не значительно. Этот эффект начинает проявляться уже при индукции в 6 Тл, что соответствует напряженности поля 4,8 мегаампер/м.

(Эпельман М. Л., Башков Ю. Ф., Косиков Е. М. Способ обогащения полезных ископаемых. А. с. СССР №1572704; Эпельман М. Л., Брюхов В. В., Башков Ю. Ф. Флотационная машина. Патент СССР №1836835; Эпельман М. Л. Магнитофлотационное обогащение сульфидных руд. Екатеринбург, "Уральский геологический журнал", 1998, №5, с.76-78).

4.     Расширены границы использования электрофлотации

Газонасыщение флотационной суспензии тонкодиспергированными электролитическими пузырьками в процессе электромехани-ческой флотации - одно из основных направлений эффективного аэрационного кондиционирования рудной суспензии. По аналогии с гидростатическими пузырьками вакуумной флотации тонкодиспергированные электролитические пузырьки кислорода и водорода проникают извне в микротрещины минеральных частиц и благодаря значительной поверхности контакта с последними достаточно прочно адсорбируют на твердой поверхности, в последствии коалесцируя с воздушными пузырьками. Кроме того, в результате контактного заряжания частиц минералов от электродов электролизной системы электролитические пузырьки образуются и непосредственно на поверхности минералов.
Электромеханическая токотепловая флотация включает преимущества аэрационного и теплового кондиционирования суспензии. Селективность процесса повышается за счет тонкодис- пергированного газонасыщения суспензии и интенсификации окислительно-восстановительных реакций на поверхности минеральных частиц.

(Эпельман М. Л. Флотационная машина. А. с. СССР №900866; Эпельман М. Л., Елданова И.А. Флотационная машина. А. с. СССР №1003907; Эпельман М. Л. Елданова И. А., Григорьева Т. П. Флотационная машина. А. с. СССР №1007738; Эпельман М. Л., Смирнов Б. Н., Елданова И. А. Способ флотации. А. с. СССР №1010759; Эпельман М. Л., Елданова И. А. Повышение извлечения сульфидов меди и цинка при электрофлотации. Москва, "Цветные металлы", 1982, №2, с.91-93; Эпельман М. Л., Елданова И. А., Исакова Н. М. Эффективность использования процесса электрофло-тации при обогащении сплошных медно-цинковых руд. Москва, "Цветные металлы", 1982, №9, с.19-20; Эпельман М. Л. Исследования электрохимического кондиционирования рудных пульп. Москва, "Цветные металлы", 1982, с.95-97; Эпельман М. Л. Разработка и испытание усовершенствованной электрофлотацион-ной машины. Алма-Ата, "Комплексное использование минерального сырья", 1982,№9, с.20-23; Эпельман М. Л. Электрохимический метод аэрационно-теплового кондиционирования пульпы. Екатеринбург, "Совершенствование технологии добычи и обогащения руд цветных металлов", 1983, с.167-171).

5.     Впервые исследованы минералургические свойства металлургического техногенеза

При степени измельчения медных выломок отражательных печей около 45% класса минус 74 мкм, достигаемом на существующем в металлургической отрасли промышленности оборудовании, извлечение меди в концентрат составляет 63-64%. Повышение тонины помола даже на 5% дает прирост извлечения меди на 7-8%.

(Эпельман М. Л. Флотационная переработка отходов металлургического производства. Екатеринбург, ЦНТИ, 1983, №549; М.Л. Эпельман, Н.С, Снисарь. Техногенные отложения Кармета. Екатеринбург, "Уральский геологический журнал", 2002, №1, с.161).

6.     Использованы собственные НОУ-ХАУ при промышленном освоении четырехстадиальной коллективно-селективной, прямой и обратной технологий флотации сплошных сульфидных и вкрапленных медно-цинковых руд

Определение количественных связей результатов флотации с вещественным составом обогащаемой руды и управляемыми параметрами технологического процесса методом корреляционного анализа данных работы обогатительной фабрики позволяет выявить возможности повышения технологических показателей при шести-стадиальной схеме переработки медно-цинковых руд. При переработке сложного сульфидного сырья по схеме коллективно-селективной флотации доизмельчение коллективного, грубых медного, цинкового, пиритного концентратов и концентрата первой медной перечистки позволяет поднять извлечение металлов до уровня проектных показателей.
При переработке вкрапленных руд с высоким содержанием теннантита лучшая селекция достижима по схеме прямой стадиальной селективной флотации. Однако, для вкрапленных руд с повышенным содержанием блеклых минералов, добытых из старых залежей, технологические показатели селекции которых высоко коррелируют с таким параметром суспензии, как рН среды, наиболее приемлемы схемы обратной флотации.

(Филимонов В. Н., Бочаров В. А., Эпельман М. Л., Мансуров Ф. И., Лебедев И. М. О выборе рациональной схемы измельчения руд на Учалинской фабрике. Москва, "Цветные металлы", 1971, №12, с.68-69; Филимонов В. Н., Бочаров В. А., Эпельман М. Л., Лебедев И. М., Селезнев Ю. Л. Повышение технологических показателей работы Учалинской фабрики при внедрении схемы селективной флотации. Москва, "Цветная металлургия", 1972, №21, с.9-10; Эпельман М. Л. Условия оперативного управления процессом бесцианидной флотации медно-цинковых руд. Екатеринбург, "Комплексная механизация, электрификация и автоматизация горного производства", 1972, с.132-135; Филимонов В. Н., Эпельман М. Л., Лебедев И. М., Селезнев Ю. Л., Хамидуллина Ф. Г. Схема извлечения цинка их труднообо-гатимых руд. Москва, "Цветные металлы", 1974, №2, с.77-79; Филимонов В. Н., Эпельман М. Л., Бочаров В. А. Выбор потребного количества операций на основе теории разделительных каскадов. Новосибирск, "Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых", 1974, №3, с.98-104; Эпельман М. Л., Филимонов В. Н., Брюхов В. В. Сравнительные промышленные испытания и внедрение технологий извлечения цинка из труднообогатимых руд. Санкт-Петербург, "Всесоюзная научно-техническая конференция по проб-лемам обогащения и окускования полезных ископаемых", 1975, №1, с.69-71; Н.И. Елисеев, А.Н. Долженкова, М.Л. Эпельман, Е.М. Косиков, Г.Б. Неклюдова. Исследование кислородного режима при обогащении медно-цинковых руд. "Обогащение руд", Л., 1980, № 1, с.11-14; Эпельман М. Л., Взаимосвязь между крупностью минералов и их флотоактивностью на примере южно-уральских колчедано-полиметаллических руд. Новосибирск, " Физико-технические пробле-мы разработки полезных ископаемых", 1980, №2, с.107-113; Эпельман М. Л., АржанниковГ.И. Промпродуктовая технологическая доводка медных и цинковых концентратов. Алма-Ата, "Комплексное использование минерального сырья", 1980, №9, с.12-16; Эпельман М. Л., Коркина Н. Г. Повышение эффективности перечисток медного концентрата. Москва, "Цветная металлургия", 1981, №4, с.13-14; Эпельман М. Л., Елданова И. А. Повышение комплексности использования колчедано-медно-цинковых руд. Екатеринбург, ЦНТИ, 1981, №427; Эпельман М. Л. Эффективность применения четырехстадиальной схемы селективной флотации медно-цинковой колчеданной руды. Екатеринбург, "Совершенствование технологии добычи руд цветных металлов открытым способом и методов их обогащения", 1981, с.91-97; Эпельман М. Л., Елданова И. А. Результаты дофлотации меди и цинка из пиритных хвостов. Екатеринбург, "Эффективность разработки месторождений цветных металлов и методов их обогащения", 1984, с.120-124; Эпельман М. Л., Брюхов В. В. Пилотные испытания на обогатимость вкрапленых руд Юго-Западного медно-цинкового месторождения. Екатеринбург, информационный вестник "Минерал-Пресс", 1995, №2-1996, №3; М. Л. Эпельман, В. В. Брюхов. Обогатимость вкрапленных руд Юго-Западного медно-цинкового месторождения. Екатеринбург, "Уральский геологический журнал", 2000, №3 (15), с. 165-176. М. Л. Эпельман, В. В. Брюхов. Некоторые направления развития науки в ХХI веке. Екатеринбург, в сб. "Роль инноваций в экономике Уральского региона", УГТУ-УПИ и Фонд ЦИБ, 2000, ч. 2, с. 31-34).

7.     Создана технология промпродуктовой нефтежироводоочистки

Использование развитых флотационных схем нефтежироводоочистки с переработкой промпродуктов в отдельных циклах, более чем 90%-ым водооборотом и практическим применением выделяемых концентратных продуктов, обеспечивает полную самоокупаемость соответствующих локальных очистных сооружений.

(Эпельман М. Л., Брюхов В. В. Устройство для очистки воды. Патент РФ №2032628; Эпельман М. Л., Брюхов В. В. Способ очистки жиросодержащих сточных вод. Патент РФ №2034790; Эпельман М. Л., Токарева А. А., Брюхов В. В. Трехстадиальная схема очистки зажиренных стоков. Екатеринбург, ЦНТИ, 1992, №307; Эпельман М. Л., Токарева А. А., Брюхов В. В. Внедрение трехстадиальной схемы очистки зажиренных вод. Екатеринбург, "Проблемы большого Екатеринбурга", 1992, ч. 1, с.25-27).

8.     Впервые разработана модель флотомашины с горизонтальным расположением агитационного и флотационного отделений

Новое поколение флотационных машин, в отличие от прежних с вертикальным расположением агитационного и флотационного отделений, разделенных лишь стабилизирующей решеткой, имеют расположение отделений по горизонтали, соединенных параболи-ческими каналами, обеспечивающими эффективное гашение турбу-лентных потоков. В сочетании с соответствующим рабочим органом в виде шнека такая система позволяет резко увеличить скорость вращения рабочего органа и приблизить продолжитель-ность технологической операции флотации к времени собственно акта флотации.
Другим преимуществом горизонтальных флотомашин является перенос разгрузочного пескового устройства из агитационного во флотационное отделение, что позволяет после агитационной обработки суспензии всю ее массу перенести во флотационное отделение и подвергнуть собственно флотированию, при этом пески проникают в полость специального обтекателя и уходят через его торец в разгрузочное отверстие, регулируемое вертикальным шибе- ром. Такое устройство разгрузки исключает прохождение части потока суспензии по дну камеры в качестве песков, не подвергнутых флотации.

(Эпельман М. Л., Юрьев А. В., Григорьева Т. П. Флотационная машина. А. с. СССР №1142957; Брюхов В. В., Эпельман М. Л. Флотационная машина. Патент РФ №2070098).

9.     Осуществлена лабораторная разработка способа центробежного обезвоживания суспензии с использованием инертной жидкости

Центробежное обезвоживание материалов может быть применимым при освоении автоматической разгрузки через систему клапанов и использовании органической легко возгоняемой жидкости в качестве промежуточного слоя с повышенной по сравнению с водной плотностью

(Эпельман М. Л., Елданова И. А. Способ обезвоживания суспензии. А. с. СССР №933112).

10. Введено понятие показателя консистенции суспензий, благодаря чему создана единая графотабличная методика расчетов консистенций суспензий для лабораторных и промышленных целей и компьютерная программа ее электронной версии

Компьютерные программы консистентного счисления позволяют оперативно осуществлять как аналитический, так и табличный расчеты консистенций различных суспензий, в том числе массы навески для лабораторного эксперимента, дебита суспензии в промышленном процессе, продолжительности технологических операций, потребного количества флотокамер различных марок.
Использование компьютерных программ значительно сокра-щает трудозатраты соответствующих расчетов при обработке результатов опробований технологических процессов в условиях развитых флотационных схем, многосортности руд и использования флотомашин разных типоразмеров.
Данные программы, также, эффективно могут быть использованы мастерами-технологами смен для оптимизации технологического процесса.

(Эпельман М. Л. Единая методика расчета навески для лабораторного эксперимента и дебита пульпы в промышленном процессе. Новосибирск, "Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых", 1981, №2, с.102-104; Эпельман М. Л. Оперативный контроль производительности флотационных машин. Екатеринбург, ЦНТИ, 1984, №78).

(Эпельман М.Л., Брюхов В.В. Брошюра "Выбор и расчет флотационных камер". Свердловск, "Уралмеханобр", 1974, 28с.)

  

УДК 347.77; 622.765

М. Л. Эпельман, В. В. Брюхов (ЗАО "Минерал Лтд")*

НЕКОТОРЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ НАУКИ В XXI ВЕКЕ

(тезисы доклада 2-ой региональной научно-практической конференции "Роль инноваций в экономике Уральского региона", г. Екатеринбург, УГТУ - УПИ и Фонд ЦИБ, апрель 2000г.)

1.      Информационная разведка объектов техники нового поколения.

При проведении научно-технических исследований по созданию объектов техники нового поколения первоначально из мировых источников информации выявляют объекты-аналоги и определяют, к какому поколению в сравнении с создаваемым объектом их отнести - к предшествующему (уже достигнутому) или новому.
  В случае если удастся обнаружить у одной из конкурирующих фирм объект нового поколения, то, вне зависимости от стадии и этапа жизненного цикла объекта, рассматривая проблему создания объекта в целом, с помощью информационных исследований выявляют наиболее значимое техническое решение. При этом, из всего массива патентной и другой научно-технической информации, составляющей тысячи, иногда десятки тысяч технических решений соответствующих рубрик МКИ, УДК, ГОСТ´ов, СНИП´ов и т. д., отбирают несколько сотен или десятков (чаще - от 100 до 200) технических решений, соответствующих теме поиска. Затем из них по критерию функциональной однородности создаваемому объекту отбирают от 10 до 100 технических решений, которые систематизируют по целям и средствам достижения этих целей. В результате экспертного исследования отобранной информации находят от 3 до 10 наиболее важных технических решения. Последние подвергают оценке значимости по ожидаемому экономическому эффекту или по одной из известных аналитических методик, например, на основе универсального идентификатора.
  После выявления узлового, наиболее значимого, технического решения создаваемый объект и его составные части исследуют с учетом найденного решения, использование которого должно сократить сроки и уменьшить затраты на разработку объекта.

     (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 1 к тезисам).

2. Межобъемное усреднение руд. Традиционное усреднение руд перед их обогащением ограничено площадью усреднительного двора или производительностью усреднительной установки и может быть отнесено к, так называемому, внутриобъемному усреднению. Проблема состоит в том, чтобы использовать эффективную систему селективной добычи руды на руднике и этим обеспечить, также, межобъемное усреднение руд. Это возможно с помощью ежегодного корреляционного анализа взаимосвязи извлечения и содержания металлов по участкам рудного месторождения.

     (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 2 к тезисам).

3. Магнитофлотация. Использование контрастности магнитных свойств парамагнитных минералов позволяет улучшать селекцию при их флотационном разделении. Магнитная сила, направленно воздействуя, например, на частицы халькопирита, способна не только уравновешивать гравитационную силу тяжести частиц, но и в значительной степени может способствовать его извлечению, тогда как воздействие поля на частицы пирита и сфалерита весьма не значительно. Этот эффект начинает проявляться уже при индукции в 6 Тл, что соответствует напряженности поля 4,8 мегаампер/м.

     (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 3 к тезисам).

4. Электрофлотация. Газонасыщение флотационной суспензии тонкодиспергированными электролитическими пузырьками в процессе электромеханической флотации - одно из основных направлений эффективного аэрационного кондиционирования рудной суспензии. По аналогии с гидростатическими пузырьками вакуумной флотации тонкодиспергированные электролитические пузырьки кислорода и водорода проникают извне в микротрещины минеральных частиц и благодаря значительной поверхности контакта с последними достаточно прочно адсорбируют на твердой поверхности, в последствии коалесцируя с воздушными пузырьками. Кроме того, в результате контактного заряжания частиц минералов от электродов электролизной системы электролитические пузырьки образуются и непосредственно на поверхности минералов.
  Электромеханическая токотепловая флотация включает преимущества аэрационного и теплового кондиционирования суспензии. Селективность процесса повышается за счет тонкодиспергированного газонасыщения суспензии и интенсификации окислительно-восстановительных реакций на поверхности минеральных частиц.

          (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 4 к тезисам).

5.      Минералургия металлургического техногенеза. При степени измельчения медных выломок отражательных печей около 45% класса минус 74 мкм, достигаемом на существующем в металлургической отрасли промышленности оборудовании, извлечение меди в концентрат составляет 63-64%. Повышение тонины помола даже на 5% дает прирост извлечения меди на 7-8%.

           (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 5 к тезисам).

6.      Пяти - и более стадиальные коллективно-селективные, прямые и обратные технологические схемы. Определение количественных связей результатов флотации с вещественным составом обогащаемой руды и управляемыми параметрами технологического процесса методом корреляционного анализа данных работы обогатительной фабрики позволяет выявить возможности повышения технологических показателей при шестистадиальной схеме переработки медно-цинковых руд. При переработке сложного сульфидного сырья по схеме коллективно-селективной флотации доизмельчение коллективного, грубых медного, цинкового, пиритного концентратов и концентрата первой медной перечистки позволяет поднять извлечение металлов до уровня проектных показателей.
   При переработке вкрапленных руд с высоким содержанием теннантита лучшая селекция достижима по схеме прямой стадиальной селективной флотации. Однако, для вкрапленных руд с повышенным содержанием блеклых минералов, добытых из старых залежей, технологические показатели селекции которых высоко коррелируют с таким параметром суспензии как рН среды, наиболее приемлемы схемы обратной флотации.

     (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 6 к тезисам).

7. Промпродуктовая нефтежироводоочистка. Использование развитых флотационных схем нефтежироводоочистки с переработкой промпродуктов в отдельных циклах, более чем 90%-ым водооборотом и практическим применением выделяемых концентратных продуктов, обеспечивает полную самоокупаемость соответствующих локальных очистных сооружений.

     (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 7 к тезисам).

8. Флотомашины с горизонтальным расположением агитационного и флотационного отделений. Новое поколение флотационных машин, в отличие от прежних с вертикальным расположением агитационного и флотационного отделений, разделенных лишь стабилизирующей решеткой, имеют расположение отделений по горизонтали, соединенных параболическими каналами, обеспечивающими эффективное гашение турбулентных потоков. В сочетании с соответствующим рабочим органом в виде шнека такая система позволяет резко увеличить скорость вращения рабочего органа и приблизить продолжительность технологической операции флотации к времени собственно акта флотации.
 Другим преимуществом горизонтальных флотомашин является перенос разгрузочного пескового устройства из агитационного во флотационное отделение, что позволяет после агитационной обработки суспензии всю ее массу перенести во флотационное отделение и подвергнуть собственно флотированию, при этом пески проникают в полость специального обтекателя и уходят через его торец в разгрузочное отверстие, регулируемое вертикальным шибером. Такое устройство разгрузки исключает прохождение части потока суспензии по дну камеры в качестве песков, не подвергнутых флотации.

     (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 8 к тезисам).

9.      Центробежное обезвоживание суспензий. Центробежное обезвоживание материалов может быть применимым при освоении автоматической разгрузки через систему клапанов и использовании органической легко возгоняемой жидкости в качестве промежуточного слоя с повышенной по сравнению с водной плотностью.

     (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 9 к тезисам).

10. Компьютеризация консистентного счисления. Компьютерные программы консистентного счисления позволяют оперативно осуществлять как аналитический, так и табличный расчеты консистенций различных суспензий, в том числе массы навески для лабораторного эксперимента, дебита суспензии в промышленном процессе, продолжительности технологических операций, потребного количества флотокамер различных марок.
 Использование компьютерных программ значительно сокращает трудозатраты соответствующих расчетов при обработке результатов опробований технологических процессов в условиях развитых флотационных схем, многосортности руд и использования флотомашин разных типоразмеров.
 Данные программы, также, эффективно могут быть использованы мастерами-технологами смен для оптимизации технологического процесса.

  (Развернутые материалы по данному научному направлению даны в Приложении 10 к тезисам).

Приложение 1

Методические принципы выбора варианта технического решения

При проведении научно-технических исследований по созданию объекта техники нового поколения первоначально из мировых источников информации выявляют объекты-аналоги и определяют, к какому поколению в сравнении с создаваемым объектом их отнести - к предшествующему (уже достигнутому) или новому.

В случае, если удастся обнаружить у одной из конкурирующих фирм объект нового поколения, то, вне зависимости от стадии (этапа) жизненного цикла объекта, рассматривая проблему создания объекта в целом, из мировых источников информации выявляют наиболее значимое техническое решение (т. р.), использование которого позволит заинтересованной организации сократить сроки и уменьшить затраты при создании объекта нового поколения.

После выявления узлового, наиболее значимого, технического решения создаваемый объект и его составные части исследуют, используя общие требования поиска и отбора информационных материалов [1].

По предлагаемой методике [1] выявления наиболее значимого т. р. из всего массива патентной и другой научно-технической информации, составляющей тысячи, иногда десятки тысяч т. р. соответствующих классификационных рубрик МКИ и УДК, отбирают несколько сотен или десятков (чаще - 200-100) т. р., соответствующих теме поиска. Затем из них по критерию функциональной однородности создаваемому объекту отбирают 100-10 т. р. и осуществляют экспертные исследования отобранной информации, одной из целей которых может быть выбор от 10 до 3 наиболее важных т. р. Последние подвергают оценке значимости по ожидаемому экономическому эффекту или по одной из известных аналитических методик, например на основе универсального идентификатора (у. и.)

Экспертное исследование может быть проведено в 6 этапов с использованием некоторых форм ГОСТа 15.011-82 (см. рисунок). По предлагаемой схеме отобранные на 2-й стадии по функциональной однородности создаваемому объекту т. р. систематизируют по целям изобретений и средствам достижения этих целей (техническим решениям).

Наиболее простой и наглядной формой систематизации изобретений является построение двухмерной таблицы "цель - средства достижения цели" [2]. В пересечении вертикальных столбцов таблицы, каждый из которых соответствует определенной цели изобретения, с горизонтальными строками, соответствующими разновидностям технических решений, т. е. средствами достижения целей, помещают данные об изобретении. Таким образом, каждое средство достижения цели может иметь место в одном или нескольких изобретениях, так же, как каждое изобретение может содержать средства для достижения нескольких целей.

Рисунок. Схема экспертного исследования

(I, II, V стадии -традиционные, III, IV - разработки авторов статьи)

Любая из выявленных целей с указанием средств её достижения характеризует одно из направлений совершенствования объекта исследований (макроанализ).

Выявленные зависимости являются тенденциями, обозначенными предварительно, поэтому систематизировать отобранный массив информации необязательно в табличной форме. При этом систематизации массива должен способствовать профессиональный опыт разработчика или консультанта, позволяющий сформулировать основные функции создаваемого и известных объектов путем интерполяции и укрупнения целей известных т. р., с последующим отбором тех технических решений, в которых реализованы основные функции создаваемого объекта (микроанализ).

Процесс развития техники находит отражение, прежде всего, в показателях роста потребительских свойств, которые представляют собой количественные данные социальной, технической и экономической эффективности объектов техники данного вида. Преимущественное внимание следует уделять наиболее часто встречающимся в рекламных публикациях технико-экономическим характеристикам, входящим в отраслевую номенклатуру показателей. Все выявленные объекты-аналоги вносят в форму 1.1. ГОСТа 15.011-82.

Технико-экономические показатели (ТЭП) объектов-аналогов могут обладать разной степенью весомости. Для построения ряда весомостей ТЭП весомость каждого показателя определяют по формуле:

, (1)

где m - число показателей; z - критерий значимости;

, (2)

где a и b- показатели зависимости.

ТЭП= , (3)

где t - год выпуска объекта-аналога.

После выявления наиболее весомого и последующих технико-экономических показателей необходимо из объектов-аналогов выявить базовый образец по суммарным относительным ТЭП.

, (4)

где V₁, V₂, :, V_i -относительные ТЭП одного объекта-аналога;

, (5)

где ТЭП a_i и ТЭП р_i - показатели объекта-аналога и перспективного образца соответственно.

Уравнение (5) используют в положительной степени, если рост данного ТЭП повышает потребительские свойства объекта и в отрицательной степени,- если снижает.

За базовый образец принимают тот объект-аналог, у которого наибольший суммарный относительный ТЭП. После того как определены технические решения, направленные на повышение основных ТЭП, и выявлены из предварительно обозначенных тенденций основные тенденции, развивающие наиболее весомые ТЭП, приступают к анализу объекта-аналога с наибольшим суммарным относительным ТЭП (базового образца) на наличие т. р., участвующих в основных тенденциях и, прежде всего, направленных на развитие наиболее весомого ТЭП. Для удобства анализа основные тенденции представляют в форме 1.3 ГОСТа 15.011-82.

Ведущие фирмы-разработчики в данной области определяются по наличию у каждой из них не менее 3 технических решений, формирующих основные тенденции (форма 1.2 ГОСТа 15.011-82). Все ведущие фирмы анализируют на наличие у них патентов-аналогов по форме 2.3, а также на участие в лицензионных соглашениях (форма 2.4).

Из использованных в базовом объекте технических решений отбирают те, которые разработаны ведущими фирмами, запатентованы в наибольшем числе стран и использованы в лицензионных соглашениях. Таким образом выявляют несколько узловых наиболее важных т. р. (от 3 до 10), подлежащих завершающей оценке значимости по критериям ожидаемого экономического эффекта от использования их в создаваемом объекте или по эмпирическим коэффициентам, например, универсального идентификатора.

В результате может быть найдено наиболее важное в данной области техники техническое решение, определяющее отношение использующего его базового образца к изделию нового поколения. Найденное т. р. может быть рекомендовано заинтересованной организации, создающей свой объект данного поколения для сокращения сроков и стоимости разработки.

Изложенную методику рассмотрим на условном примере, взятом из минералургии. На I стадии отбора т. р. по критерию соответствия теме поиска из нескольких десятков тысяч отобрали около 300 т. р.

На II стадии отбора по критерию функциональной однородности создаваемому объекту было отобрано несколько десятков т. р. для обезвоживания продуктов обогащения влажностью 55 - 99% и крупностью 40 - 90% по классу - 43 мкм.

Объединив III и IV стадии отбора в так называемые экспертные исследования, выявили около 10 т. р., исходя из критерия их участия в основных тенденциях развития данной области техники и использования в базовом объекте-аналоге и (или) частоты обнаружения на них патентов-аналогов у ведущей фирмы-разработчика. Для этого проводили предварительный микроанализ по блокам укрупненных зависимостей (цель-средства), где каждому блоку соответствуют одна из основных функций создаваемого объекта и набор средств реализации этой функции.

Далее были определены основные потребительские свойства выбранных объектов-аналогов и произведено ранжирование их по весомости, рассчитанной по формуле (1):

q>S>Р,

где q - удельная производительность; S - полезная площадь; Р - общая производительность.

При этом для расчета критерия значимости каждого из ТЭП [см. формулу (2)] использовали показатели 3 функций (3):

q=7,8 ехр (0,260i);

S=45,3 ехр (-0,340i);

Р=353,7 ехр (-0,140i).

Затем уточняем основные тенденции развития создаваемого объекта, интерполируя и укрупняя ранее определенные функции объекта в последовательности, соответствующей весомости основных потребительских свойств (q, S, Р).

На IV стадии отбора т. р., или во 2-й половине экспертного исследования, рассчитали ТЭП перспективного образца на год выпуска создаваемого объекта и с учетом того, что рост q и Р повышает потребительские свойства объекта, а рост S - снижает (5), определили по формуле (4) суммарные относительные ТЭП каждого из объектов-аналогов.

При этом по возрастанию суммарного относительного ТЭП выпускаемых объектов-аналогов (от 0,47 до 1,5) машиностроительные фирмы изготовители расположились в следующий ряд: "Аксель Джонсон Инжениринг А.В." (Швеция) < Механический завод НПО "Северовостокзолото" < Механический завод Лениногорского ГМК < "Инвайро-Клиэр" (США) < "Ратзингер" (ФРГ). Т. е. объект фирмы "Ратзингер" является лучшим (базовым) образцом.

При анализе патентно-лицензионной ситуации в данной области техники статистически определили ведущего разработчика исследуемых устройств - фирму "Пилкинрууд-Винитекс Н. В." (Нидерланды), запатентовавшую 15 т. р. и имеющую на большинство из них от 10 до 16 патентов-аналогов в различных странах мира, а также ряд лицензионных соглашений.

Сопоставительный анализ этих т. р. с составными частями базового образца показал, что несколько из них, причем имеющих патенты-аналоги, использованы в нем.

Таким образом, в 4 стадии (из них III и IV стадии проводятся в три этапа каждая) осуществлен отбор 3 т. р. из нескольких десятков тысяч т. р. по указанным выше критериям. На V стадии отбора из 3 отобранных т. р. определили наиболее значимое: одно из изобретений Нидерландской фирмы "Пилкинрууд-Винитекс", использовав методику универсального идентификатора [3]. Использование данного технического решения (пластин гофрированной формы с экранирующими перегородками) должно сократить сроки и уменьшить затраты на разработку создаваемого объекта.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Методические рекомендации по проведению патентных исследований. -190; М.: ГКИ, ВНИИПИ, 1988. -190; С. 18.

2. Скорняков Э.П. // Вопросы изобретательства. 1981. № 7. С. 48-52.

3. Определение уровня техники и научно-технические производства. -190; М.: ЦИПК, 1977.

   Приложение 2

   УДК 622.765

   М.Л. Эпельман, И.И. Ручкин, В.В. Брюхов, О.К. Пургина

   О целесообразности усреднения медно-цинковых руд

   Анализ взаимосвязи содержания и извлечения металлов выполнен по данным сменных [ 1] показателей работы медно-цинковой обогатительной фабрики в 1969, 1972, и 1974 гг.*

   В результате статистической обработки получен ряд взаимно не коррелированных [ 4] уравнений с корреляционными отношениями выше доверительного уровня, в том числе по данным 1974 г.:

   (1)

   (2)

   (3)

   Исследуемый период отличает значительная амплитудная изменчивость сырья и показателей обогащения (табл. 1).

   Таблица 1

   Статистические показатели работы фабрики

   ПАРАМЕТР		ХАРАКТЕРИСТИКИ*
   		1969 г.		1972 г.		1974 г.
   		G	V	G	V	G	V
   Содержание в руде	меди	0,35	39,80	0,10	10,20	0,10	10,80
   	цинка	0,62	18,80	0,60	17,30	0,69	23.40
   Извлечение в одноименный концентрат	меди	6,84	9,40	1,90	2,40	8,16	12.60
   	цинка	9,70	15,20	3,30	4,60	11,20	19,20

   * G - среднеквадратичное отклонение (СКО); V - коэффициент вариации, %.

   Регрессионные кривые (рис.1 - 3) получены по машинным уравнениям регрессии. Связь между извлечением меди и цинка в одноименные готовые концентраты и содержанием в руде - прямая криволинейная, что соответствует технологическим представлениям. Однако при приближении содержания металлов в руде к максимальным значениям фактических колебаний рост извлечения металлов прекращается, что можно объяснить недостатком реагентов в процессе или отсутствием корректировки технологического режима (рис. 1).

   

   Рис. 1. Зависимость от :

   1 - 1972 г.; 2 - 1969 г.; 3 - 1974 г.

    

   В условиях возрастающих объёмов переработки исключение операции доизмельчения грубого цинкового концентрата в 1974 г. отразилось на увеличении циркулирующих нагрузок в цинковом цикле флотации и способствовало дополнительным механическим потерям (рис. 2) при обогащении руды с завышенным содержанием цинка.

   

   Рис. 2. Зависимость от :

   1 - 1972 г.; 2 - 1969 г.; 3 - 1974 г.

   Наибольшему извлечению меди соответствует содержание цинка в руде несколько выше среднего значения (рис. 3), что частично можно объяснить неоптимальным расходом сернистого натрия и цинкового купороса в селективной флотации и говорит об определённом резерве в повышении извлечения металлов.

   

   Рис. 3. Зависимость извлечения меди от содержания цинка в руде:

   1 - 1972 г.; 2 - 1974 г.

   В свою очередь, в пределах объёма сменной переработки представляет интерес проследить частотную изменчивость качества сырья.

   В результате обработки соответствующих нормированных автокорреляционных функций часовых анализов были получены кривые спектральной плотности дисперсии (СПД) содержания меди и цинка в руде и хвостах одноименных технологических циклов флотации (рис. 4). Ордината на графике представляет собой среднюю плотность дисперсии, соответствующую данной частоте и периоду колебаний. Суммарная площадь под кривой СПД определяет дисперсию функции содержания меди и цинка в руде (рис. 4, а, б) и хвостах (рис. 4, в, г).

   Сравнивая графики нормированных СПД (соответствующая размерность на оси ординат) содержания меди и цинка, наблюдаем различную картину. По меди значения частот изменчивости содержания в хвостах лежат на оси абсцисс слева (т.е. ниже) от значений частот содержания в руде; хвосты медной флотации с технологической точки зрения более стабильны по содержанию металла, чем руда, за счёт частичного усреднения сырья в схеме цепи аппаратов медного цикла флотации. Значения частот изменчивости содержания цинка в хвостах находятся на шкале справа (т.е. выше) от значений частот содержания в руде; в этом случае хвосты цинковой флотации технологически менее стабильны по содержанию металла, чем руда, по всей вероятности, за счёт неритмичной циркуляции промпродуктов в цинковом цикле флотации.

   

   Рис. 4. Спектральная плотность содержания меди и цинка - в руде (а, б) и хвостах (в, г).

   Максимальное значение СПД содержания в руде меди приходится на период колебаний в 1,1 - 1,2 часа и для содержания цинка - около 4 часов.

   Если принять недоизвлечение металлов из-за колебаний содержания в руде внутри одной смены равными нулю, то по причине дисперсии полезных компонентов между сменами в 1974 году потеря извлечения составит 0,99% по меди и 2,48% по цинку (табл. 2).

   Таблица 2

   Недоизвлечение металлов из-за колебаний содержания в руде

   Недоизвлечение, %		Причинный параметр
   меди	цинка
   0,47	-
   0,52	2,48
   0,99	2,48	,

   На недоизвлечение меди в значительной степени оказывает влияние колебание содержания меди и цинка, а на недоизвлечение цинка - колебание содержания цинка в руде.

   

   Рис. 5. Зависимость недоизвлечения металла от среднеквадратичного отклонения в руде:

   1 - ; 2 - ; 3 -

   

   Рис. 6. Зависимость между различными объёмами переработанной руды.

   С целью построения графика зависимости недоизвлечения металлов от СКО колебаний качества руды аналогичным образом были рассчитаны потери извлечения меди и цинка в различные периоды 1969 и 1972 гг., при этом каждому значению недоизвлечения металлов из-за колебаний содержания в руде соответствовал свой уровень СКО качества сырья. Анализом нескольких этапов работы фабрики было установлено, что недоизвлечение меди и цинка возрастает с увеличением СКО содержания металлов в руде между сменами (рис. 5). Наибольшая связь наблюдается между СКО содержания меди в руде и её недоизвлечением (экспонента), что подтверждает необходимость усреднения руды по содержанию меди.

   По данным сменных показателей работы фабрики определена криволинейная зависимость среднеквадратичных отклонений содержания металлов между различными объёмами переработки руды (рис. 6), путём нахождения СКО средних значений для групп исходного массива информации, разбитого по 1, 2, 3, 7, 11, 14, 21 и 30 смен в группе. Производительность секции при этом оставалась практически неизменной.

   Сопоставляя кривые на рис. 5 и 6, можно сделать вывод о том, что влиянием колебания качества руды между объёмами, превышающими десятидневную норму переработки, можно пренебречь (недоизвлечение металлов менее 0,2%). При уменьшении сравниваемых по качеству сырья объёмов руды до уровня сменной переработки на 1 секции фабрики постепенно усиливается отрицательное влияние колебаний содержания металлов на степень извлечения меди и цинка в одноименные концентраты.

    

   Выводы

   1. Оптимальный объём исходных проб руды для усреднения приблизительно равен часовой переработке секции обогащения.

   2. При усреднении руды по содержанию меди и цинка в течение десяти дней работы фабрики эффект может достигнуть 0,8% прироста извлечения меди и 2,5% цинка.

   * Обработка исходных данных, заданных в виде двух одинарных совокупностей (х) и (у), произведена на ЭЦВМ "Проминь-М" по программе парной корреляционной зависимости. Количество текущих значений показателей (проб) в массиве обработанной исходной информации по годам составляло от 100 до 150. Доверительные корреляционные отношения рассчитаны с вероятностью 95% [ 2] .

   Для расчёта недоизвлечения металлов за счёт колебания содержания основных элементов в руде использована формула, выведенная из уравнения регрессии второго порядка через математическое ожидание случайной величины (e ) как математическое ожидание функции случайного аргумента (a ) [ 3] .

   ЛИТЕРАТУРА

   1. Барский Л.А. Статистическое исследование процессов обогащения полезных ископаемых. Автореферат диссертации. М., ИГИ, 1968, с. 32.

   2. Козин В.З., Келина И.М. и др. Тр. СГИ им. В.В. Вахрушева, вып. 52, Свердловск, 1968.

   3. Жаксыбаев Н.К., Куляшов Ю.Г. и др. - "Цветные металлы", 1969, №8.

   4. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., "Наука", 1969.

Приложение 3

Страница патента 1	Страница патента 2
Страница патента 3	Страница патента 4
Сульфидные руды. Описание страница 1.	Сульфидные руды. Описание страница 2.

Приложение 4 

УДК 622.765

М. Л. Эпельман

РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ  ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОЙ МАШИНЫ

 Одним из направлений совершенствования флотационных машин является обеспечение аэрации пульпы пузырьками высокой дисперсности и равномерное распределение их по всему объему. Этому требованию отвечает использование во флотомашинах наряду с воздушной аэрацией пульпы принципа электролитической флотации, т. е. газонасыщения пульпы пузырьками водорода и кислорода, полученными в результате разложения водной части пульпы под воздействием электрического тока (способ Рывкина-Олофинского) [1].

 Тонкодиспергированное газонасыщение пульпы при флотации тонкоизмельченной руды с большой удельной поверхностью минеральных частиц обеспечивает максимальную вероятность встречи твердых частиц с газовыми пузырьками [2] и аналогично пузырькам, которые возникают при выделении из раствора на подготовленных минеральных поверхностях, обладающих недостаточной подъемной силой для самостоятельного извлечения минералов в пену, облегчает прилипание более крупных пузырьков, коалесцируя с ними и ускоряя так называемую <коагуляционную> стадию элементарного акта флотации и тем самым всю флотацию [3].

 В основном варианте известных электрофлотационных машин в качестве противоэлектрода электролизной ячейки ранее использовалась металлическая сетка, прикрепленная на изоляторах к боковым стенкам камеры. Недостатком таких устройств являлось налипание в процессе работы части пузырьков на поверхность электрода-сетки, что вело к постепенному росту сопротивления среды между анодом и катодом и дополнительным потерям электроэнергии. Кроме того, наличие электрода-сетки, как дополнительного конструктивного элемента в объеме флотационной камеры нежелательного с точки зрения сохранения стабильности гидродинамических условий работы флотомашин.

 С целью снижения энергозатрат на электролиз жидкой части пульты при длительной эксплуатации за счет улучшения очистки противоэлектрода от пузырьков газа потоками пульповоздушной смеси было предложено один из электродов электролизной ячейки закрепить на импеллере электрофлотационной машины [4], а нижний электрод закрепить на дне камеры в виде плоской металлической пластины. Электроды желательно изготавливать из нержавеющей стали высококачественных марок.

 При работе машины в подимпеллерном пространстве происходит перемешивание и аэрация пульпы поступающим в камеру воздухом с помощью аэратора механического или пневмомеханического типа, включающего вал с закрепленным на его нижнем конце импеллером. Крупность диспергации воздушных пузырьков не тоньше 0,8 мм.

 При подводе тока к электродам в результате электролиза жидкой фазы пульпы происходит аэрация пульпы пузырьками водорода и кислорода крупностью на 1-2 порядка меньше, чем у воздушных пузырьков. В результате вращения верхнего электрода вместе с импеллером вращающийся электрод, заменяющий решетку, в процессе работы очищается от пузырьков газа турбулентными потоками пульповоздушной смеси, чем и объясняется пониженный расход электроэнергии на пропускание тока между электродами в процессе длительной эксплуатации системы электродов.

 Лабораторные испытания машины проводились на вкрапленной сульфидной медно-цын-ковой руде текущей добычи в следующем технологическом режиме: 

Результате испытаний, проведенных в коллективном цикле, представлены в таблице.

Результаты испытаний (коллективный цикл)

 Из данных таблицы следует, что медно-цинковый концентрат с содержанием меди 10,00-10,07% и цинка 7,57-7,95% получают флотацией продолжительностью 5 мин с извлечением меди 88,1 и цинка 81,4% или электрофлотацией продолжительностью 9 мин с извлечением меди 97,0 и цинка 94,1%. В случае продолжительности флотации также 9 мин извлечение меди возрастет до 97,0 и цинка 93,8% , однако содержание в концентрате меди и цинка снижается до 7,69 и 6,09% соответственно.

 Низкое содержание меди и цинка в коллективном концентрате в конечном итоге отрицательно скажется на уровне извлечения меди и цинка в одноименные готовые концентраты. Подтверждается это результатами корреляционного анализа, выполненного для сплошной сульфидной руды. Так, зависимость извлечения меди в готовый медный концентрат от ее содержания в коллективном концентрате выражается следующим уравнением: 

S= 1,1b + 75,43 - 0,062b2;

с корреляционным отношением 0,23, превышающим уровень значимости для массива из 270 наблюдений; извлечение цинка в готовый цинковый концентрат зависит от содержания цинка в коллективном концентрате как S= 62,77 + b с коэффициентом корреляции и корреляционным отношением равной величины (+0,45).

 Рассмотрим данные математической статистики для случая вкрапленной сульфидной медно-цинковой руды, на которой проводились испытания электрофлотационной машины. Для используемой девятый год технологии селективной флотации труднообогатимых межозерных руд характерна <:тесная зависимость между качеством медно-цинкового концентрата, с одной стороны, и медного и цинкового (готовых) - с другой> [5].

 Исходя из сказанного, для получения готового медного концентрата с содержанием меди не менее 12% необходимо взять коллективный концентрат флотации с извлечением меди 88,1 и цинка 81,4% или электрофлотации с извлечением меди 97,0 и цинка 94,1% (см. табл.).

 По данным промышленного опробования, из медно-цинкового концентрата с содержанием меди 10,5, цинка 12,1% и извлечением меди 79,5, цинка 81,4% получают после основной, контрольной и двух перечистных медно-пиритных операций флотации медный концентрат с извлечением меди 73,8% и цинковый концентрат с извлечением цинка 57,3%, т. е. потери в результате этих четырех операций составляют: меди 5,7 и цинка 24%. Исходя из этого, можно предположить, что в результате получения медно-цинкового концентрата электрофлотационным методом и последующего его разделения флотацией извлечение меди в медный концентрат достигнет 90-91 и цинка 70%, тогда как при получении медно-цинкового концентрата флотацией извлечение меди и цинка в одноименные концентраты составит 82,4 и 57,4%.

 К таким же выводам приводит рассмотрение возможной одно- или двукратной перечистки бедного медно-цинкового концентрата флотации с содержанием меди 7,69 и цинка 6,09% (см. табл.) из-за потерь в этих операциях металла, по данным промышленной практики, до 9% меди и12% цинка.

 Разработанная электрофлотационная машина в лабораторных условиях использовалась в следующем электрохимическом режиме: плотность тока (средняя) на электродах - 3,6 А/дм2;, внешнее напряжение - 15В. Расход электроэнергии на электролиз жидкой фазы пульпы составлял 0,09 кВт-ч. Соответствующие замеры расхода электроэнергии в случае достаточно длительного использования в качестве противоэлектрода стальной решетки показали расход электроэнергии 0,13 кВт-ч или на 44% больше, чем в предлагаемом варианте. 

 Таким образом, применение усовершенствованной электрофлотационной машины дает снижение расхода электроэнергии на электролитическое газонасыщение пульпы по сравнению с базовым устройством на 30-32% и обеспечивает значительное повышение извлечения металлов в коллективном цикле обогащения вкрапленной сульфидной медно цинковой руды.

ЛИТЕРАТУРА

Приложение 5

Примечание: щелочность пульты - 28 г/м³ св. СаО;

Золото извлекают из выломок на 86,5%, серебро - на 94,9%. В классе - 74 мкм сульфидная медь раскрыта на 79%, металлическая медь - на 52,5% и окислы меди (Cu₂O) - на 46,6%. В выломках содержится цинка на 1,50% в сульфидной форме и 0,60% - в окисленной. Более половины цинка при флотоподготовке выломок переходит в камерный продукт без применения модификаторов, депрессирующих цинк. Это можно объяснить тем, что в классе - 74 мкм распределение меди в 1,3 раза выше, чем цинка.

Техногенные образования Кармета

Количество железосодержащих шламов и окалины, выделяемых системами гидросмыва, газоочистки и вентиляции составляет 580 тыс. тонн в год, в том числе по производствам:

- прокатное - 310 тыс. т;
- агломерационное - 175 тыс. т;
- плавильное - 95 тыс. т.

Утилизации подвержено 195 тыс. тонн железосодержащих шламов и 280 тыс. тонн железной окалины.

Предстоит организовать утилизацию 105 тыс. тонн в год железосодержащих шламов, в том числе:

- конвертерного цеха - 43 тыс. т;
- обжимного цеха - 24 тыс. т;
- доменного цеха - 23 тыс. т;
- мартеновского цеха - 9 тыс. т;
- цеха горячей прокатки - 5 тыс. т;
- цеха холодной прокатки - 1 тыс. т.

Схема движения шламов по Карметкомбинату приведена на рисунке.

Приложение 6

Пилотные испытания на обогатимость вкрапленных руд Юго-западного медно-цинкового месторождения*

Задачей испытаний являлось сравнение коллективно-селективной и прямой селективной схем флотации руд исследуемого типа.**

В целом ряде предшествующих кратковременных промышленных испытаний наиболее удовлетворительная селек-ция медных и цинковых минералов достигалась по схеме прямой селективной флотации, в то время как разделение коллективного медно-цинкового концентрата вызывало значительные трудности, причем, на рядовых рудах (основном типе руд) разделить коллективный концентрат вообще не представлялось возможным.

Опытная установка включала: операции рудного измель-чения и доизмельчения, которые производились в шаровых мельницах размером 480 х 520 мм, 24 об/мин., работающих в замкнутом цикле со спиральными классификаторами с длиной спирали 1200 мм, диаметром спирали 165 мм, 24 об/мин.

 Флотация осуществлялась на пяти четырехкамерных флотомашинах "Механобр", с объемом каждой камеры 12 литров.

 Объектом исследования являлась проба, составленная на смеси руд, гарантирующая представительность пробы.

По рациональному составу количество вторичных ми-нералов меди - 12,7%, окисленных - 0,6%, сульфатной меди - следы. Первичных минералов меди - 86,7%, из которых 84,7% представлено халькопиритом и 2,0% - труднофлотируемыми блеклыми рудами, в состав которых входят мышьяк и сурьма. 

Минералогическим анализом установлено присутствие в пробе целой гаммы медных минералов: халькопирит, блек-лые руды (теннантит и др.), борнит, халькозин, ковеллин, куприт, малахит и хальконтит.*** Цинк в руде представлен сфалеритом; золото, в основном, изоморфно связано с пиритом.

Следует отметить, что ковеллин встречается исключи-тельно редко и представляет лишь минералогический ин-терес. Что касается борнита, то он в подавляющем большинстве является гипогенным, о чем свидетельствуют хар-актерные формы его выделений и взаимоотношения с дру-гими сульфидами. Гипергенный борнит встречается очень редко, обычно в тесной ассоциации с халькопиритом, обр-азуя в последнем тончайшие, волосовидные прожилки, приурочиваясь к трещинам.

 Структуры распада твердых растворов и эмульсионные встречаются в единичных случаях. Свободные зерна сфа-лерита и халькопирита имеют преимущественно размеры в пределах 10 - 20 микрон (достигая иногда 80 - 90 микрон). Однако, заметна в своей массе более тонкая вкрапленность халькопирита, нежели сфалерита.

Сростки в основном типа: пирит - халькопирит, пирит - сфалерит и сфалерит - блеклая руда. Наиболее крупные сростки - сложные по составу.

Сравнительная измельчаемость руд испытываемой пробы и Учалинского месторождения показана на рис. 1.

Плотность руды в пробе - 3,2 т/м³.

  _______________  

* Статья перепечатана с разрешения авторов и редакции из информационного вестника "Минерал-пресс", 1995г., №2, 3. 
** В испытаниях принимали участие Т.С. Гвоздева, А.М. Веренкова, З.М. Крутикова и Ю.С. Родионов.
*** Минералогические исследования выполнены  В.Н. Ослоповских.

Рисунок 1

Сравнительная измельчаемость руд

 ?, % кл. - 0,074 мм 

5 10  15  20 25

Время измельчения, минут

 I - руда Северного участка Учалинского месторождения

 II -руда Южного участка Учалинского месторождения

 III - руда исследуемой пробы 

Схема цепи аппаратов коллективно-селективной флота-ции с измельчением коллективного и грубого медного кон-центратов дана на рис. 2. 

Тонкость измельчения руды в сливе классификатора со-ставляла 82,0% кл. минус 0,074 мм, коллективного концен-трата - 87,0% кл. минус 0,043 мм, грубого медного концен-трата - 98,0% кл. минус 0,043 мм, что соответствует возмож-ностям измельчительного оборудования Учалинской фабрики.

Оптимальные показатели обогащения по данной схеме были получены при щелочности пульпы в питании коллективной флотации 400 г/м³ св. СаО, при последующей фло-тации на остаточной щелочности. В питании цинковой фло-тации содержание св. СаО составляло 800 г/м³.

Увеличение расхода сернистого натрия, сульфита натрия и цинкового купороса свыше 700, 300 и 1400 г/т соответст-венно, вело к значительному снижению извлечения меди. Уменьшение расхода бутилового ксантогената и флотомасла в медном цикле ниже 30 и 10г/т соответственно, не пред-ставлялось возможным ввиду вялой флотируемости минер-алов меди во второй половине фронта медной флотации.

Качественная схема коллективно-селективной флотации показана на рис. 3.

Тонкость измельчения руды в сливе классификатора со-ставляла 88,0% кл. минус 0,074 мм, грубого медного кон-центрата II-ой основной медной флотации- 95,0% кл. минус 0,043мм.

Оптимальные показатели обогащения по данной схеме были получены при щелочности пульпы в питании 1-й мед-ной флотации 150-250 г/м³ св. СаО, при последующей флотации на остаточной щелочности. В питании цинковой фло-тации содержание св. СаО составляло 700 г/м³.

Рисунок 2

Схема цепи аппаратов коллективно-селективной флотации

 Общий расход сернистого натрия, цинкового купороса и сульфита натрия составил 900,1400 и 500 г/т, соответст-венно.

Схема аппаратов прямой стадиальной селективной фло-тации дана на рис.4.

 Плотность пульпы по операциям составляла:

Таблица 1

Плотность пульпы по операциям схемы прямой стадиальной

селективной флотации

Качественная схема прямой стадиальной селективной флотации с доизмельчением грубого медного концентрата II-ой медной флотации дана на рис. 5.

Продолжительность флотации по операциям дана в табл.2.

Таблица 2

Продолжительность флотации по операциям схемы прямой стадиальной селективной флотации

Минералогическими исследованиями установлено, что раскрытие рудных минералов достигается на 80-90% лишь в продукте минус 0,043 мм.

Лучшие показатели достигаются при измельчении руды до 95% минус 0,074 мм или 70-75% минус 0,043 мм. С увели-чением тонины помола потери меди в хвостах 1-й медной флотации снижаются незначительно, но резко увеличива-ется ошламование сфалерита.

Оптимальная степень измельчения хвостов I-ой медной флотации составляет 98,5% минус 0,043 мм, при этом ми-нералы меди и сфалерит, в основном, в свободных зернах. Редко, но встречается эмульсионная связь медных минера-лов со сфалеритом и пиритом.

При проведении полупромышленных испытаний тони-на помола составляла в питании I-ой и II-ой основных мед-ных флотаций, соответственно, 82% и 93% класса минус 0,074 мм, что соответствовало возможностям измельчительного оборудования Учалинской фабрики.

Оптимальное содержание св. СаО в питании I-ой медной флотации составляло 30-80 г/м³, а в питании II-ой медной флотации -10-30 г/м³. С увеличением расхода извести резко повышается флотируемость цинковых минералов.

Ввиду присутствия растворимых солей тяжелых метал-лов и частичной окисленности поверхности сульфидов сум-марная дозировка сернистого натра достигает 1,0 кг/т руды. Повышение расхода сильно депрессирует медные минералы.

 С повышением суммарного расхода цинкового купоро-са свыше 1,0 кг/т депрессия сфалерита несколько увеличи-вается, но при этом заметно снижается извлечение меди.

Применение сульфита натрия до 1,0 кг/т позволяет сни-зить извлечение цинка в грубый медный концентрат, но ка-чество медного концентрата также снижается за счет более активной флотации пирита. Дальнейшее повышение расх-ода сульфита натрия ведет к снижению содержания и из-влечения меди в концентрат.

При высокой степени измельчения руды в пульпе присутствует некоторое количество переизмельченных рудных и нерудных минералов. Первичные и вторичные шламы покрывают пленкой сульфиды и делают затруднительным воздействие на них, применяемых реагентов. При рН = 8,0 не исключена возможность коагуляции минералов.

Необходимый расход бутилового ксантогената состав-ляет в I-ую медную флотацию 25 г/т и во II-ую медную флотацию -35 г/т.

 С увеличением расхода селекция нарушается. Так, например, при расходе, соответственно, 50 и 40 г/т из-влечение меди в готовый медный концентрат повышалось до 87,8% при извлечении цинка в готовый медный концент-рат 53,2%. Соответственно, селекция готового медного кон-центрата составляла: меди - 12,67%, цинка -5,60%.

 В лабораторных исследованиях было отмечено, что при-менение изопропилового и амилового ксантогенатов не улучшает селективности процесса, а расход их достигает, соответственно, 60 и 20 г/т.

  Рисунок 3

Схема коллективно-селективной флотации с доизмельчением коллективного концентрата

 При относительно высоком расходе сернистого натрия, цинкового купороса и сульфита натрия депрессия цинко-вой обманки протекает, все же, неэффективно.

  После пяти минут скорость флотации сфалерита значи-тельно выше, чем минералов меди. Так, во II-ой медной фло-тации извлечение цинка в два раза превышает извлечение меди. Концентрат II-ой медной флотации в значительной степени представлен теннантитом, затем - халькопиритом и борнитом. Степень раскрытия медных минералов здесь достигает 90%. Максимальный размер зерен халькопирита около 30 мкм, сфалерита - не менее 20мкм. Преобладают зерна минералов размером 5-10 мкм. Материал, в целом, тоньше, чем готовый медный концентрат 1-ой медной флотации.

Сфалерит раскрыт в 1-ом медном концентрате на 60-70%, во II-ом - на 50-55%. Сростки минералов меди и сфалерита, в основном, с пиритом, реже - между собой.

Удовлетворительные показатели в перечистных опера-циях достигаются только при доизмельчении грубого мед-ного концентрата II-ой медной флотации не менее 95-98% минус 0,043 мм с дозировкой сернистого натрия, цинково-го купороса и сульфита натрия по - 200 г/т руды. При отсут-ствии операции доизмельчения потери цинка в готовом медном концентрате увеличиваются до 46,0% при ухудшении селекции готового медного концентрата, при этом содер-жание меди составляет 18,7%, а цинка - 8%. В лаборатор-ных условиях установлена оптимальная степень доизмель-чения грубого медного концентрата до 98% класса минус 0,030 мм. Доведение до такой степени измельчения непосред-ственно руды не улучшает показателей флотации, поскольку приводит к значительному переизмельчению (ошламованию) отдельных минералов, особенно, сфалерита, колломорфного пирита и вторичных медных минералов.

В хвостах II-ой основной медной флотации, полученных на полупромышленной установке, минералы меди и сфале-рит на 90-95% в виде свободных зерен. Встречаются сростки халькопирита и сфалерита с пиритом и другими минералами. 

Питание цинковой флотации подвергалось контактиро-ванию с известью и медным купоросом (500 г/т) в течении 5-6 минут. Смесь ксантогената и аэрофлота в соотношении 1:1 дозировалась в цинковом цикле фракционно по ходу процесса.

Рисунок 4

Схема цепи аппаратов прямой стадиальной селективной флотации с доизмельчением грубого медного концентрата 

Раскрытие минералов в готовом цинковом концентрате достигает 98-99%. Исключительно редко встречаются сростки халькопирита со сфалеритом и пиритом, сфалерита с пиритом и блеклой рудой. Материал исключительно мелкий, около 5 мкм. Максимальные свободные зерна сфалерита до 20-25 мкм.

В лабораторных условиях установлено, что вследствие исключительно тонкого прорастания сфалерита в пирите промпродукт цинковой флотации требует доизмельчения до 80-85% минус 0,043 мм. В хвостах цинковой флотации зерна халькопирита и сфалерита исключительно тонкие. Хотя последний встречается в сростках с пиритом значительно чаще халькопирита. Встречаются сростки пирита с нерудными минералами. Размер их достигает 60 мкм. Количество нерудных минералов в материале около 40-50%. Свободные зерна халькопирита менее 5 мкм. Встречается блеклая руда.

Причины потерь металлов в продуктах обогащения

Соотношение меди и цинка в руде является неблагопри-ятным для селекции (I: 0,75%). Руда и концентраты требуют стадиального исключительно тонкого измельчения ввиду преобладания пойкилитовых, эмульсионных структур рас-пада твердых растворов (борнита с халькопиритом и сфалерита с халькопиритом).

Необходима строгая селективная добыча каждого типа руд с последующим усреднением по содержанию основных компонентов. В противном случае, любая смесь обогащена вторичной, окисленной и сульфатной медью, что усложняет получение кондиционных концентратов.

Потери цинка в медном концентрате происходят как за счет активированной части сфалерита, так и за счет частичного ошламования сфалерита. Потери меди в хвостах медной флотации происходят за счет частичного недораскрытия минералов, а также наличия окисленных и вторичных минералов меди. Не исключена возможность коагуляции ми-нералов из-за наличия первичных и вторичных шламов.

Потери меди в цинковом концентрате весьма значитель-ны - до 5,8%, Наличие в руде целой гаммы труднофлотируемых медных минералов приводит к концентрации их в готовом цинковом концентрате. Это затрудняет получение кондиционного цинкового концентрата.

Кроме того, при компоновке схемы пилотной установки в наличии имелись лишь флотокамеры объемом 12 литров. Это предопределило компоновку как в I-ой перечистке цинкового концентрата, так и во II-ой и III-ей перечистках, по одной такой флотокамере. В результате не было выдержано соотношение времени флотации в перечистных операциях.

По результатам лабораторных исследований готовый цинковый концентрат мог быть получен после трех-четы-рех перечисток при благоприятном соотношении продол-жительности флотации в отдельных перечистках.

Потери цинка в хвостах цинковой флотации весьма значительны - 18,2%, что является резервом извлечения цинка. Эти потери происходят в основном за счет сростков сфале-рита с пиритом и нерудными, особенно в классе минус 0,020 мм, а также за счет частичного ошламования материала.

  Таблица 3

Рисунок 5

Схема прямой стадиальной селективной флотации с доизмельчением грубого медного концентрата

Выводы

Результаты полупромышленных испытаний даны в табл.3.

Анализ показателей обогащения по трем видам схем показал, что лучшая селекция достигнута по схеме прямой стадиальной селективной флотации, где содержание в мед-ном концентрате меди 18,0%, цинка 5,0%. Безвозвратные потери цинка в медном концентрате наименьшие по схеме прямой селективной флотации - 30,0%, и по схеме прямой стадиальной селективной флотации - 31,0%, в то время как по схеме коллективно-селективной флотации эти потери составляют 51,7%.

  Таким образом, для данного типа труднообогатимых руд извлечение в цинковый цикл по схемам прямой селективной или стадиальной селективной флотации на 15-20% цинка больше, чем по схеме коллективно-селективной флотации.

Приложение 7

Описание технологии промпродуктовой нефтежироводоочистки

Проектом очистки зажиренных вод одного из Екатеринбургских предприятий предусматривалась двухстадиальная схема, включавшая в 1-й стадии гравитационное осаждение зажиренных стоков и во 2-й стадии - флотационную очистку в четырех последовательно соединенных пневматических флотаторах.

Внедрение трехстадиальной схемы очистки зажиренных вод позволило повысить производительность линии очистки с 30 до 50 м³/час и довести влажность выделяемого из стоков технического жира с 75%, предусмотренных проектом, до 25% или 750 г/л, что привело к существенному снижению (в 3 раза) числа потребных цистерн при отгрузке технического жира на предприятия других областей железнодорожным транспортом. При этом улучшилось качество очищенной воды при росте извлечении технического жира из неё с 55 до 90% (см. схему).

Повышение показателей очистки достигнуто за счет того, что промежуточный слой эмульсии с содержанием от 490 мг/

о 260 г/л, выделенный после шестичасового расслоения усредненных стоков в буферной емкости, затем продолжает гравитационное расслоение в течение не менее суток в циклонах (р/п № 91).

Кроме того, ряд изменений внесено в конструкцию установок. Сегментные шибера гидрозатворов флотаторах, установленные на болтовых соединениях, заменены на регулируемые по высоте сливные пороги из накладных планок. Это значительно повысило оперативность регулировки качества сливаемого с флотаторов технического жира и их производительность при колебаниях качества и количества исходного сырья (р/п № 90).

Гидростатические манометры - трубки контроля отрицательного давления в эжекторах, часто выходящие из строя из-за значительной длины обслуживающих их переходников (2-3 м), заменены на мембранные вакуометры, установленные непосредственно над всасывающими отверстиями эжекторов с помощью жестких переходных трубок длиной в несколько сантиметров с всасывающим отверстием сбоку диаметром не более 10 мм. При зажатии отверстия одной рукой, другой осуществляется регулировка развиваемого эжектором отрицательного давления входным и выходным вентилями по показаниям вакуометра. Последний установлен на переходнике на резьбовом соединении, также как и переходник на эжекторе, что делает устройство легко разборным в случае засорения каналов переходника или эжектора (р/п № 79).

В свою очередь, напорные баки, снабжающие флотаторы растворённым воздухом, были снабжены дополнительной запорной арматурой, что позволило выдерживать на них стабильное номинальное давление в части (р/п № 92). Четыре промежуточных пеносборника, обслуживаемые восемью спаренными насосами, заменены одной ёмкостью для сбора флотационного жира, установленной на нулевой отметке, куда материал поступает самотёком (р/п № 91). Штуцерные продукты остальных перекачивающих насосов выведены в приёмную буферную ёмкость-нефтеловушку (р/п № 92).

Таким образом, внедрение комплекса мероприятий, усовершенствовавших технологию очистки зажиренных вод, позволило более чем в 1,5 раза от проектной увеличить производительность линии очистки и значительно повысить извлечение технического жира при достижении ПДК посторонних веществ в очищенных стоках предприятия.

Защита интеллектуальной собственности

(21) 5043287/26

(22) 25.05.92

(46) 10.05.95 Бюл. № 13

(71) Акционерное научно-техническое общество закрытого типа "Минерал ЛТД"

(72) Эпельман М.Л., Брюхов В. В.

(73) Акционерное научно-техническое общество закрытого типа "Минерал ЛТД"

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИРОСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИРОСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД, включающий стадии отстаивания с выделением жировой фракции, флотации, декантации жира и флотошлама с возвратом декантированной воды на стадию отстаивания, отличающийся тем, что на стадии отстаивания выделяют промежуточный продукт с пониженным содержанием жира и осуществляют его отстаивание в течение времени, превышающего более чем в три раза время отстаивания исходных стоков, при этом объединяют потоки осветленной воды и жировых фракций обеих стадий отстаивания.

(21) 5051609/26

(22) 25.05.92

(46) 10.04.95 Бюл. № 10

(71) Акционерное общество "Минерал Лтд"

(72) Эпельман М.Л., Брюхов В.В.

(73) Акционерное общество "Минерал Лтд"

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ от жиропродуктов, включающее корпус с коаксиально расположенной в нем флотационной камерой, кольцевой желоб отвода осветленной воды с переливной стенкой и отверстием для водослива в нижней его части, карман для сбора жиропродуктов с регулируемым шибером, образующим переливную кромку жирослива, размещенную выше кромки переливной стенки желоба отвода осветленной воды, отличающееся тем, что желоб отвода осветленной воды расположен по периметру корпуса устройства с внешней стороны и снабжен регулируемым шибером, установленным на переливной стенке, в которой выполнены прямоугольные отверстия и пазы, в боковой стенке кармана для сбора жиропродуктов выполнены отверстия прямоугольной формы и пазы, при этом шиберы выполнены в виде нескольких перекрывающих прямоугольные отверстия накладных планок, устанавливаемых в пазах с образованием переливных кромок желоба отвода осветленной воды и жирослива.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в переливной стенке желоба отвода осветлённой воды отверстия выполнены по периметру и длина каждого составляет 10-15% от ее диаметра.

Область применения продукта/технологии.

Масложировая промышленность, мыловаренная отрасль, очистка водоемов, рек, морских шельфов от загрязнения нефтепродуктами

Техническое функционирование

6 технических параметров, по которым можно оценить технологию:

·   содержание и извлечение технического жира;

·   содержание и извлечение нефтепродуктов;

·  содержание и извлечение взвешенных веществ;

·  влажность, производительность;

·  продолжительность по времени технологического процесса;

·  количество единиц технологического оборудования

Преимущества имеющейся на сегодняшний день технологии

ДИАГРАММА ДОСТИЖЕНИЯ ПДК

СРАВНЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

СРАВНЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ СГУЩЕНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

СРАВНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ СФЛОТИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ

Лицензионные усилия до настоящего времени

А. Дата начала - январь 2000г.

В. Дата прекращения - февраль 2000г.

С. Компании, к которым обращались, представители, с которыми связывались

Minemet Industrie, 1, av. Albert Einstein, BP 124, 78194 Trappes cedex.

D. Текущее состояние

Из очень краткого ответа французской фирмы какой-либо определенный вывод сделать нельзя, но, предположительно, все материалы для них лучше бы подать на французском языке.

Е. Если прекращены, то укажите причины.

Переговоры приостановлены, т. к. собственные возможности разработчиков в организации потребной рекламной компании на европейском уровне ограничены.

Предлагаемые лицензиаты

Конкретные наименования отсутствуют, но лицензиатами могут быть все фирмы, использующие классические технологии нефтежироводоочистки, а также все машиностроительные предприятия, выпускающие машины и аппараты для осуществления этой технологии.

Приложение 8

Р О СС И ИСК А Я Ф ЕД ЕР А Ц И Я
КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ПАТЕНТАМ
и товарным знакам (РОСПАТЕНТ)

ПАТЕНТ

№ 2070098

на ИЗОБРЕТЕНИЕ

"Флотационная машина"

Патентообладатель (ли): Акционерное общество "Минерал Лтд"
Автор (авторы): Брюхов Владимир Валентинович и Эпельман Михаил Леонидович
Приоритет изобретения 13 октября 1992 г. 
Дата поступления заявки в Роспатент; 13 октября 1992 г.
Заявка № _5065657
Зарегистрирован в Государственном  реестре изобретений 10 декабря 1996г.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ РОСПАТЕНТА
(19) RU (11)2070098(13) С1

(51) 6 В 03 D 1/16

Комитет Российской Федерации   по патентам и товарным знакам

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

к патенту Российской Федерации

(21) 5065657/03 (22) 13.10.92
(46) 10.12.96 Бюл. № 34
(72) Брюхов В.В., Эпельман М.Л.
(71) (73) Акционерное общество "Минерал Лтд."
(56)  1.Авторское свидетельство СССР №
610562, кл. В 03 D 1/16, 1976 2. Авторское
свидетельство СССР № 735304, кл. В 03 D
1/16, 1977.
(54) ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА

(57) Использование: обогащение  полезных
ископаемых, флотация руд. Сущность изобретения: флотационная машина включает камеру с агитационным (АО) и флотацион-ным отделениями (ФО), сообщенными между собой  каналом с размещенным в нем обтекателем (О), вал с импеллером и разгрузочное отверстие (РО). О выполнен полым, с шибером (Ш) и продольной щелью в верхней части, обращенной к центру ФО. Полость О сообщена через один из торцов с РО. Ш установлен вертикально с возмож-ностью перекрытия РО. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в конструкциях аппаратов, разделяющих минералы полиметаллических, кремнемагниевых, калийных и других руд.

Известна флотационная машина, включающая камеру с агитационным и флотационным отделениями, сообщенными между собой, вал, импеллер и разгрузочное отверстие [1 ].

Недостатком, снижающим извлечение минералов и скорость флотации, в таком устройстве является проникновение турбулентных потоков пульпы /жидкости и газа/ из агитационного отделения во флотационное через верхнее циркуляционное отверстие в плоской вертикальной перегородке, что повышает деминерализацию пузырьков в пульпе и пене, приводит к дополнительному осыпанию частиц из пенного слоя в объем камеры.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является флотационная машина, включающая камеру с агитационным и флотационным отделениями, сообщенными между собой каналом с размещенным в нем обтекателем, вал, импеллер и разгрузочное отверстие [2 ].

Такое исполнение машины позволяет достаточно интенсивно перемешивать и аэрировать пульпу камере без проникновения турбулентных потоков во флотационное отделение. Однако  высокая интенсивность перемешивания приводит к проскакиванию части песков в следующую камеру через отверстие в боковой стенке и межкамерный карман без обработки  во флотационном отделении. Это влечет за собой снижение эффективности использования флотационной камеры, в частности и флотомашины  в целом.

В основу предлагаемого технического решения положено обеспечение разгрузки песков из флотационного отделения камеры.

Поставленная задача решается тем, что во флотационной машине, включающей камеру с агитационным и флотационным отделениями, сообщенными между собой каналом с размещенным в нем обтекателем, вал с импеллером и разгрузочное отверстие, обтекатель выполнен полым, с шибером и продольной щелью в верхней части, обра-щенной к центру флотационного отделения, полость обтекателя сообщена через один из торцов с разгрузочным отверстием, при этом шибер установлен вертикально с возможно-стью перекрытия разгрузочного отверстия.

Перенос разгрузочного пескового устрой-ства из агитационного во флотационное отделение позволил после агитационной обработки пульпы всю ее массу перенести во флотационное отделение камеры и подвергнуть собственно флотированию, при этом полезный продукт переходит в концен-трат флотации, снимаемый в верхней части флотационного отделения, а пески проника-ют через продольную щель, обращенную к центру флотационного отделения, в полость обтекателя и уходят через один из его торцов в разгрузочное отверстие, регулируемое вертикальным шибером и, далее в соседнюю камеру или хвостовой трубопровод. В результате повышается эффективность ис-пользования флотомашины, тогда как при традиционной разгрузке песков через отвер-стие в боковой стенке придонной части агитационного отделения часть пульпы из-за повышенной турбулентности, создаваемой импеллером с винтовой поверхностью, ухо-дит в соседнюю камеру, не подвергаясь флотированию, и в этом случае возникает необходимость увеличения фронта флотации при равных с предлагаемым устройством технологических показателях.

Наличие вертикального шибера, установ-ленного с возможностью перекрытия разгру-зочного отверстия, позволяет осуществлять грубую регулировку уровня заполнения камеры пульпой.

Таким образом, технический результат, достигаемый в заявленном техническом решении, выражается в обеспечении повы-шенной эффективности использования фло-тационной машины, что позволяет сократить потребное число флотокамер для получения равных с прототипом результатов флотации.

На фиг.1 представлен общий вид флота-ционной машины в плане и разрезе. А-А; на фиг.2 - сечение флотационного отделения по Б-Б.

Флотационная машина содержит камеру 1 с агитационным 2 и флотационным 3 отделениями, сообщенными между собой каналом 4 с размещенным в нем обтекателем 5 и вертикальным шибером 6, установленным с возможностью перекрытия канала 4 между отделениями 2 и 3, вал 7, импеллер 8 с косыми отверстиями 9 вдоль его винтовой поверхности 10, причем обтекатель 5 выполнен полым с продольной щелью 11 в своей верхней части, обращенной к центру флотационного  отделения 3, и с вертикаль-ным шибером 12, установленным с возмож-ностью перекрытия  разгрузочного отверстия 13 в одном из торцов обтекателя 5, при этом полость обтекателя 5 сообщена через один из торцов с разгрузочным отверстием 13, а в противоположном торце обтекателя 5 установлен вогнутый отражатель песков 14.

Машина работает следующим образом. В надимпеллерное пространство агитационного отделения 2 камеры 1 поступает пульпа и реагенты для перемешивания и аэрации.

При вращении вала 7 поступающая пульпа нагнетается в подимпеллерное пространство под повышенным давлением. Через слой пульпы по всему объему агитационного отделения 2 с помощью системы косых отверстий, расположенных вдоль винтовой поверхности 10 импеллера 8, нисходящие потоки эжектируют воздух из окружающей атмосферы. Достаточное диспергирование воздуха и аэрация пульпы происходят в процессе интенсивного перемешивания пуль-повоздушной смеси в агитационном отделе-нии 2 камеры 1.

Подготовленная таким образом пульпа через нижнюю часть канала 4 выбрасывается во флотационное отделение 3, при этом происходит значительное гашение турбулентных потоков в горловине нижней части канала 4; несфлотированный продукт час-тично циркулирует через верхнюю часть канала 4 в агитационное отделение 2, причем мощность циркуляции регулируют шибером 6, а частично уходит через продольную щель 11 и полый обтекатель 5, не создавая заиливания его внутренней полости флота-ционными песками благодаря вогнутому отражателю 14, в разгрузочное отверстие 13, регулируемое вертикальным шибером 12, и далее в разгрузочный трубопровод или в соседнюю камеру /так как отдельные камеры могут быть скомпонованы в прямоточные звенья/.

Прогнозируемые технические характери-стики известной и предлагаемой флотацион-ных машин приведены в таблице.

Таким образом, при равных основных технических характеристиках предлагаемая флотационная машина имеет на 60 - 65 % большую производительность.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Флотационная машина, включающая ка-меру с агитационным и флотационным отделениями, сообщенными между собой каналом с размещенным в нем обтекателем, вал с импеллером и разгрузочное отверстие, отличающаяся тем, что обтекатель выпол-нен полым, с шибером и продольной щелью в верхней части, обращенной к центру флотационного отделения, полость обтекате-ля сообщена через один из торцов с разгрузочным отверстием, при этом шибер установлен вертикально с возможностью перекрытия разгрузочного отверстия.

Сравнительные характеристики флотомашин

Примечание: * ФМШ-1,2-флотомашина шнековая (шнековая-термин, применяемый в техдокументации с 1980).

Приложение 9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А. С. №933122

ЗАЯВЛЕНО 19.11.1980г. М. Кл.³ В 03 В 5/32 Опубликовано 07.06.1982.

УДК 622.79.25(088.8)

 АВТОРЫ И ЗАЯВИТЕЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ: М. Л. ЭПЕЛЬМАН и И. А. ЕЛДАНОВА

(54) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СУСПЕНЗИИ

 Изобретение относится к области обезвоживания суспензий, в частности к обезвожива- нию флотационных концентратов, и может быть использовано в цветной и черной металлургии, угольной, химической и атомной промышленности.

 Широко известен способ обезвоживания флотационных концентратов, по которому материал подвергается последовательно сгущению, фильтрации и сушке.

 Недостатком такого способа является сложность процесса, значительные капитальные и эксплуатационные затраты [1]

 Наиболее близким к изобретению по технической сущности достигаемому эффекту является способ обезвоживания суспензии, включающий смешение суспензии с органической жидкостью, расслоение смеси с образованием слоя воды и слоя органической жидкости с твердой фазой, разделение образованных слоев и возгонку органической жидкости [2]

 Недостатком такого способа является относительно низкая его эффективность, сложность отделения и регенерации органической жидкости и повышение температуры от гонки воды.

 Целью изобретения является повышение качества обезвоживания и снижение энергоемкости процесса,

 Поставленная цель достигается тем, что суспензию смешивают с органической жидкость, удельный вес которой больше единицы, а температура возгонки ниже 100º С, при этом разделение слоев осуществляют центрифугированием.

 Способ заключается в том, что суспензию подвергают смешению с органической легковозгоняемой жидкостью, повышенной по сравнению с водной плотностью в центрифуге, а затем отделяют воду и регенерируют возгонкой и конденсацией органическую жидкость из ее смеси с частицами твердого. В качестве рабочей жидкости повышенной плотности могут быть использованы труднорастворимые легколетучие фторорганические соединения типа хлодонов, имеющие плотность около 2,15 г/см³ и температуру возгонки порядка 46-49˚ С.

 Описанный пример был испытан в лабораторных условиях в фильтрующей центрифуге периодического действия со скоростью вращения 500 об/мин.

 В качестве исходного материала был взят флотационный пиритный концентрат (пиритсодержащие хвосты), полученный при обогащение руд Учалинского месторождения, с содержанием влаги 85% и ситовой характеристикой 85% класса минус 43 мкм. Оптимальное весовое соотношение твердого и рабочей жидкости было определено как 1:0,57 (навеска твердого 7,5 г воды 42,5 мл, рабочей жидкости около 2 мл).

 По описанному способу удается снизить содержание водной влаги в сгущенном продукте с 44 до 6% при значительном снижении энергозатрат.

Формула изобретения

 Способ обезвоживания суспензии, включающий смешение суспензии с органической жидкостью, расслоение смеси с образованием слоя воды и слоя органической жидкости твердой фазой, разделение образованных слоев и возгонку органической жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обезвоживания энергоемкости процесса, суспензию смешивают с органической жидкостью, удельный вес которой больше единицы, а температура возгонки ниже 100˚С, при этом разделение слоев осуществляют центрифугированием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

 1. Карамзин В.И. Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых. М., <Недра>, 1974, с.409-434.

 2. Патент ФРГ № 1241381, кл.1а, 19 опублик. 1967 (прототип).

Приложение 10

 Дополнительная информация/комментарии

Для осуществления технологии использовано несколько НОУ-ХАУ фирмы.

Предлагаем приобрести компьютерную программу "Консистентный счислитель".

В процессе разработки программы силами технологов и программистов были выполнены следующие этапы работы:

1. разработка алгоритмов программы:

1.1. разработка коэффициента разбавления суспензии;

1.2. систематизация аналитического расчета консистенций суспензий;

1.3. построение единой графотабличной методики расчета навески для лабораторного эксперимента и дебита суспензии в промышленном процессе;

1.4. развитие методики на построение зависимостей продолжительности флотации от дебита пульпы для различных типоразмеров флотомашин;

2. собственно разработка компьютерной программы.

Данная программа позволяет оперативно осуществлять как аналитический, так и табличный расчёты консистенций различных суспензий, в том числе массы навески для лабораторного эксперимента, де- бита пульпы в промышленном процессе, времени флотации, потребного количества флотокамер четырех наиболее распространенных типоразмеров.

Использование данной компьютерной программы значительно сокращает трудозатраты соответствующих расчетов при обработке результатов опробований технологических процессов в условиях развитых флотационных схем, многосортности руд и использования флотомашин разных типоразмеров.

Данная программа, также, может быть эффективно использована мастерами-технологами смен для оптимизации технологического процесса флотации.

Стоимость программы состоит из стоимости основной её части, стоимости разветвленной части программы, связанной с разновидностями типоразмеров флотокамер и стоимости установочных работ на компьютере Заказчика с ОЗУ не менее 18 Мб, с обучением персонала, включая основные командировочные расходы.

Наша медицинская деятельность