Лаборатория №4
Ръководител на лаборатория Анатолий Афанасиевич Лавриненко Доктор на инженерните науки
Област на научна дейностОсновното направление на научната дейност на лабораторията е обосноваването и разработването на нови високоефективни методи и апарати за разделяне, които осигуряват селективно извличане на ценни компоненти от трудни за обогатяване природни и техногенни минерални суровини, основаващи се на изследването на технологичните свойства на минералните компоненти и межфазните процеси при различни физични, физикохимични и химични въздействия.
Лабораторните изследвания включват:
— теоретично и експериментално обосноваване на избора на енергийно ефективни методи за селективно разпадане на трудни за разделяне минерални комплекси, включително използване на метода на обемно компресиране;
– развитие на теорията на флотацията, изследване на механизма на действие на колекторите и свойствата на взаимодействащите фази, изследване на закономерностите и моделиране на образуването на междинни наноасоциати и макроагрегати при условия на енергийни въздействия: електрохимични, ултразвукови и нискочестотни – с цел разработване на високоефективни методи за селективна флокулация, флотация на фино диспергирани компоненти и създаване на рационални технологии за преработка на сложни руди и нетрадиционни минерални ра w материали;
– научно обосноваване и разработване на принципи, методи и технологии за извличане на наноразмерни и фино диспергирани частици от благородни метали, редки и микроелементи, получаване на висококачествени технологични продукти от въглища, пепелни и шлакови отпадъци и димни емисии от изгаряне на въглища;
– развитие на информационните технологии и използването на компютърни химически програми за прогнозиране на свойствата и избор на флотационни реагентивъз основа на квантово-механичните аспекти на химичните връзки и междумолекулните взаимодействия на реагенти и минерали;
Лабораторията изучава и анализира историята на развитието на минната наука и техника в България, както и формирането и развитието на родните минни научни школи.
Основни научни резултати.
С помощта на разработената техника за приготвяне на златосъдържащи проби с въглеродна матрица за определяне на съдържанието на злато по инструментален метод е получена надеждна информация за търговското съдържание на злато в кафяви въглища и е обоснована целесъобразността на извличането му. Въз основа на термодинамични изчисления е разкрит механизмът на поведение на златото в процеса на изгаряне на въглища при различно съдържание. Теоретично и експериментално обосновава основната технологична схема за извличане на злато от летлива пепел в процеса на изгаряне на въглища с помощта на твърдофазна кондензация.
Влияние на температурата на горене на кафяви въглища върху добива на злато в газовата фаза.
Установени са квантово-механични представи за флотация на антимонови минерали от руди. Механизмът на взаимодействие между вода, минерални активатори и колектори се определя чрез квантово-химичен метод, като се отчита енергийното ниво на молекулярните орбитали, степента на прехвърляне на електронен заряд от донорни молекули към акцепторни молекули с образуването на метални комплекси с различни конформации. Създадени са модели на молекули за редица обещаващи флотационни реагенти.
Монодентна структура на платинов диизобутилдитиофосфинат
Въз основа на ван дер Ваалсови и диполни взаимодействия на съединението е разработена прогноза за използването на ефективен бинарен състав на флотационни реагенти, което допринася за избора на съединения с предварително известни технологични свойства на насочено действие.Препоръчителни флотационни реагенти на базата на меркаптохинолин и натриев (тиоксинато)ацетат, които повишават извличането на благородни метали.
Използването на натриев ацетат като допълнителен колектор при флотацията на руди на благородни метали (тиоксинато) позволява да се увеличи извличането на злато с 9,4% и сребро с 6,1%.
(тиоксинато)натриев ацетат
Изследван е комплексът от физикохимични процеси, отговорни за образуването и еволюцията на хидрофобен слой върху повърхността на сулфидни минерали. Установени са нови физични и химични закономерности на образуване на междуфазови асоциати във флотационни системи. Анализът на двойната енергия на взаимодействие на минералните частици от твърдата фаза на суспензията и въздушния мехур се извършва, като се вземе предвид енергията на хидрофобното взаимодействие, която зависи от ъгъла на намокряне на частиците от дисперсната фаза от дисперсионната среда. Оценката на силата и обхвата на хидрофобните взаимодействия е завършена. Силни взаимодействия на дълги разстояния между хидрофобни повърхности са използвани за флокулиране на сулфиди с хидрофобни полимери и за увеличаване на селективността на флотацията. Определят се условията за селективна флокулация на сулфиди от остаряла хвостна утайка. FPP флотационните машини са успешно тествани при флотацията на силвинитни, медно-никелови, полиметални, апатитни и други руди. В резултат на работата на пневмопулсационната флотационна машина FPP-14m в OAO Uralkali, извличането на KCl се увеличава с 1,5% от първоначалната руда при получаване на кондициониран концентрат и енергийните разходи се намаляват с 30% поради намаляване на броя на операциите по почистване.
Разработена е техника за оценка на селективността на отваряне на руда по време на дезинтеграция. Предложен е числен критерий за оценка на селективността на смилане за сравнение и избор на методи.дезинтеграция, която се тества по време на работа на различни устройства за смилане на различни видове руди. Разработена е комбинирана технология за комплексна преработка на хвостовете от обогатяване на медно-цинкова руда с получаване на висококачествен пиритен концентрат и цинков промпродукт чрез флотация. Реагентен режим на флотация на сулфиди и платиноиди от декоративните опашки за обогатяване на Cu-ni руди на фабриката за обогатяване на Talnah, използвайки състав от реагенти, който ви позволява да извлечете 94% сулфидна сяра, 60% паладий и 45% платина в сулфиден продукт, съдържащ 2,1 g/t PD и 0,7 g/t pt , което ви позволява да използвате опашки за препарати за препарати за препарати Бродирането на фиксираната смес в разработеното пространство на подпочвата.
Разработени са основните теоретични положения на флотацията във вертикално осцилираща среда с променлива скорост на издигане на мехурчета, което направи възможно създаването на оригинални високопроизводителни колонни пневмопулсационни апарати (FPP) и промишлен процес на пулсационна флотация, който, докато обогатява минералните суровини, едновременно повишава възстановяването и качеството на концентрата. Флотационните машини FPP са успешно тествани при флотация на силвинитни, медно-никелови, полиметални, апатитни и други руди. В резултат на работата на пневмопулсационната флотационна машина FPP-14m в OAO Uralkali, извличането на KCl се увеличава с 1,5% от първоначалната руда при получаване на кондициониран концентрат и енергийните разходи се намаляват с 30% поради намаляване на броя на операциите по почистване. Разработена е техника за оценка на селективността на отваряне на руда по време на дезинтеграция. Предложен е числен критерий за оценка на селективността на смилане за сравнение и избор на методи за разпадане, който е проверен по време на работа на различни устройства за смилане на различни видове руди.
Обща формапулсираща пневматична флотационна машина (ППМ) 1 - пулсатор; 2 - тяло; 3 — аератор; 4 - улей за пяна; 5 - изходна мощност; 6 — успокоителни; 7 - диспергатори; 8 - дробилка.
Разработена е комбинирана технология за комплексна обработка на хвостовете от обогатяване на медно-цинкова руда с получаването на висококачествен пиритен концентрат и цинков промпродукт чрез флотация.
Разработен е реагентен режим за флотация на сулфиди и платиноиди от отпадъците на Cu-Ni рудите на обогатителната фабрика Талнах с помощта на група реагенти, което позволява извличането на 94% сулфидна сяра, 60% паладий и 45% платина в сулфиден продукт, съдържащ 2,1 g/t Pd и 0,7 g/t Pt.
Съвместно с МИСиС е разработена технология за извличане на антимон от бедни антимон-арсено-златосъдържащи руди с отделяне на кондициониран антимонов концентрат (патент на България № 2432407). Разработени са препоръки за купно излугване на антимон (патенти на България за изобретението: № 2425159, № 2429304, № 2412264).