ROLE OF SIMPLEX EXPERIMENTAL PLANNING IN ENHANCING THE PREDICTION AND OPTIMIZATION OF MULTICOMPONENT SYSTEM COMPOSITIONS OF REAGENT-MODIFIERS IN THE FLOTATION OF COPPER-ZINC ORES
Keywords:
flotation, copper-zinc ores, recovery, copper, zinc, iron, reagents-modifiers, simplex planning, optimizationAbstract
The potential enhancement of valuable metal extraction from copper-zinc pyrite ores through flotation, using compositions comprising copper sulfate, zinc sulfate, and sodium sulfide, has been studied. The paper presents an approach aimed at enhancing the flotation technology of copper-zinc pyrite ores through the application of simplex experimental design and subsequent mathematical modeling of reagent-modifiers mixtures. The effect of the compositions of the selected modifiers on the floatability of copper, iron and zinc minerals in the concentrate has been established. The results of experimental studies on copper-zinc ore flotation are presented, and the obtained data are compared across various experiments. Additionally, calculations of regression equation coefficients are provided for the development of mathematical models. Mathematical models have been formulated to determine the optimal compositions of reagent modifiers in the process. These models facilitate the prediction of optimal mixtures, aiming to maximize the recovery of copper and zinc while concurrently minimizing the recovery of pyrite in the concentrate. The proposed approach offers a systematic framework for enhancing the technological parameters of the copper-zinc pyrite ore flotation process and increasing its efficiency.
References
Мамонов С.В., Дресвянкина Т.П., Зиятдинов С.В., Ершов А.А., 2020. Технологические решения переработки медных и медно-цинковых руд колчеданного место-рождения Урала. Глобус: геология и бизнес, № 3 (62), С. 140–144.
Бочаров В.А., Рыскин М.Я., Поспелов Н.Д., 1979. Развитие технологии переработки медно-цинковых руд Урала. Цветные металлы, № 10, C. 105–107.
Заварухина Е.А., Орехова Н.Н., 2017. Влияние дополнительного собирателя на селективность флотационного разделения сульфидов меди и цинка. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 3, С. 305–311.
Чантурия В.А., 2015. Инновационные процессы комплексной и глубокой переработки минерального сырья природного и техногенного происхождения. Горный журнал, № 7, С. 29–37. DOI: http://dx.doi. org/10.17580/gzh.2015.07.05.
Зимин А.В., Немчинова Л.А., 2014. Интенсификация селективной флотации медно-цинковых руд термомеханическим модифицированием поверхности цинковых минералов. Горный журнал, № 11, С. 56–60.
Чантурия В.А., 2009. Инновационные процессы в технологиях переработки минерального сырья сложного вещественного состава. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 15, С. 9–25.
Васильева А.А., Бодуэн А.Я., 2023. Минералогические особенности и способы переработки медных цинксодержащих концентратов. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, Т. 334, № 3, С. 61–72. DOI: 10.18799/ 24131830/2023/3/3956.
Зай Яа Чжо, Чжо Чжо Пье, Копылов А.Б., Ковалев Р.А., 2021. Совершенствование реагентных режимов флотации сфалерита и пирита из месторождений колчеданных медно-цинковых и полиметаллических руд. Известия ТулГУ. Науки о Земле, № 2, С. 374–388. DOI 10.46689/2218-5194-2021-4-1-374-388
Чжо Зай Яа, Хтет Зо У, Шехирев Д.В., Горячев Б. Е., 2023. Влияние сульфата железа, сернистого натрия и их смеси на флотацию сфалерита в щелочной среде. Устойчивое развитие горных территорий, Т. 15, № 1, С. 122–133. DOI: 10.21177/1998- 4502-2023-15-1-122-133.
Карасов Ю.К., Ягудина Ю.Р., 2021. Совершенствование технологии флотации медно-цинковых руд, перерабатываемых на обогатительной фабрике Актюбинской медной компании. Горная промышленность, № 5 (2), С. 29–32.
Горбатова Е.А., Емельяненко Е.А., Ожогина Е.Г., 2019. Целесообразность прогнозной оценки обогатимости колчеданных руд. Журнал «Разведка и охрана недр», № 3, С. 63–66.
Афонин Ю.С., Дубровин В.И., 2004. Моделирование составов смесей методом симплексных решеток. Радиоэлектроника. Информатика. Управление, № 2, С. 60–63.
Duangjit S., Mehr L.M., Kumpugdee-Vollrath M., Ngawhirunpat T., 2014. Role of simplex lattice statistical design in the formulationand optimization of microemulsions for transdermal delivery. Biological & Pharmaceutical Bulletin, Vol. 37, No. 12, pp. 1948–1957.
Хтет Зо У, Чжо Зай Яа, Горячев Б.Е., 2023. Действие композиций из железного, цинкового купоросов и сернистого натрия на флотацию медно-цинковых колчеданных руд. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 12, С. 139–151. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_12_0_139.
Новик Ф.С., 1985. Планирование эксперимента на симплексе при изучении металлических систем. Москва: Металлургия, 256 c.
Oguaghamba O.A., Mama B.O., 2018. Generalized Scheffe’s second degree mathematical methods approach in engineering mixture design. Conference paper: 16th In-ternational Conference and Annual General Meeting, Nigerian Institute of Civil Engineers, No. 6, pp. 32–44.
K. C. Nwachukwu, D. A. Okodugha, I. S. Akosubo, F.K. Atulomah., 2022. Optimization of Compressive Strength of Steel Fibre Reinforced Concrete (SFRC) Using Scheffe’s Third-Degree Regression Model. Iconic Research and Engineering Journals, Vol. 5, No. 11, pp. 168–183.
Пье Чжо Чжо, Чжо Зай Яа, Горячев Б. Е., 2023. Действие композиций металлосодержащих модификаторов поверхности сульфидных минералов цветных тяжелых металлов при флотации медно-цинковых руд. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 11, С. 128–142. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_11_0_128.
Okafor F.O., Oguaghamba O.A., 2009. Procedure for optimization using Scheffe's models. Journal of Engineering Science and Application (JESA), Vol. 7, No. 1, pp. 36–47.
Obam S.O., 2006. The accuracy of Scheffe’s third degree over second-degree, optimization regression polynomials. Nigerian Journal of Technology, Vol. 25, No. 2, pp. 1–10.
Зедгинидзе И.Г., 1976. Планирование эксперимента для исследования много-компонентных систем. Москва: Наука, 390 c.
