Благотворное воздействие полисахарида

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 6502 (2022) Цитировать эту статью

1162 Доступа

2 цитаты

Подробности о метриках

Авторская поправка к этой статье была опубликована 5 апреля 2023 г.

Эта статья была обновлена

Измельчение является наиболее энергоемкой стадией в процессах обогащения полезных ископаемых. Использование вспомогательных средств для измельчения (GA) может стать инновационным решением для снижения высокого энергопотребления, связанного с измельчением. Удивительно, но мало что известно о влиянии ГА на последующие процессы обогащения полезных ископаемых, такие как флотационное разделение. Использование экологически чистых ГА, таких как материалы на основе полисахаридов, поможет многократно снизить экологические проблемы на предприятиях по переработке полезных ископаемых. В качестве практического подхода в этой работе исследовалось влияние новой добавки для измельчения на основе полисахаридов (PGA) на измельчение магнетита и его обратную флотацию. Испытания периодического измельчения показали, что PGA улучшил производительность измельчения за счет снижения энергопотребления, сужения гранулометрического состава продуктов и увеличения их площади поверхности по сравнению с измельчением без PGA. Флотационные испытания чистых образцов показали, что PGA оказывает благотворное влияние на депрессию магнетита (с незначительным влиянием на плавучесть кварца) посредством обратной флотационной сепарации. Флотация измельченной пробы искусственной смеси в присутствии PGA подтвердила преимущества, обеспечив максимальное извлечение Fe и содержание железа 84,4 и 62,5% соответственно. В отсутствие крахмала (депрессанта) PGA привел к эффективности разделения 56,1% по сравнению с 43,7% без PGA. Механизм адсорбции PGA осуществлялся в основном за счет физического взаимодействия, основанного на УФ-ВИД спектрах, тестах на дзета-потенциал, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR) и анализе стабильности. В целом, возможность использования PGA, природного зеленого полимера, была полезна как для измельчения, так и для эффективности разделения обратной флотацией.

Установки измельчения (дробление и измельчение) на цементных и обогатительных заводах потребляют до 4% мировой электроэнергии, производимой ежегодно1. Измельчение, особенно в шаровой мельнице как наиболее распространенной измельчительной машине, представляет собой достаточно случайный процесс, и лишь 1–2 % затраченной энергии идет на получение продукта требуемых размеров2. В цементной промышленности использование вспомогательных средств для измельчения (ГА) рассматривалось как многообещающая альтернатива решению этих проблем3,4. Химическими добавками или ГА будут считать любое вещество (менее 0,25 мас.%), добавляемое в мельницу для снижения энергопотребления5,6,7. ГА в основном изучались в цементной промышленности и до сих пор не получили широкого применения на обогатительных предприятиях. Основываясь на результатах процесса измельчения в цементной промышленности, ГА могут улучшить измельчаемость, снизить потребление энергии и увеличить удельную поверхность8,9,10,11,12. Однако измельчение на цементных заводах осуществляется на последней стадии производства, а измельчение является начальным этапом переработки минерального сырья. Таким образом, основные проблемы на обогатительных предприятиях включают высокую стоимость ГА, потенциальное загрязнение продуктов измельчения (предполагаемое негативное воздействие на последующий процесс) и экологические проблемы.

Конструкция и выбор GA почти исключительно основаны на их характеристиках измельчения. В цементной промышленности в качестве ГА использовалось множество химикатов. Они варьируются от чистых химикатов, таких как триэтаноламин (ТЭА), до недавно появившихся полимеров с высоким зарядом6,7,9,13. Полимеры являются наиболее коммерчески существующими ГА. В основном они основаны на этиленгликоле, пропиленгликоле, триизопропаноламине (ТИПА), триэтаноламине (ТЕА) и тетраэтиленпентамине (ТЕПА)6,7,14. Некоторые из этих ГА, такие как TEPA (на основе аминов), не поддаются биологическому разложению и вызывают экологические проблемы15. Потоки отходов, содержащие алканоламины, могут увеличить концентрацию аммиака, нитритов и нитратов, которые могут проникнуть в недра и источники воды15.