Optimization of molybdenite flotation using response surface method

Abstract

Purpose. The paper is aimed to study the molybdenite flotation from a low-grade uranium ore containing 0.2% of Mo. Methods. Three control parameters including frother (MIBC) dosage, collector (gasoline) dosage and pH, each in five levels, were investigated. Response surface methodology (RSM) was performed for statistical design and analysis of experiments and process modeling. Four quadratic mathematical models were derived for prediction of Mo recovery and Mo grade. Findings. Analysis of variance showed that frother and collector dosage were the most significant factors affecting Mo recovery and grade. In process optimization, maximum values of Mo recovery and grade were achieved as 79.13% and 2.93%, respectively. Optimum frother concentration of 78.93 g/t, gasoline dosage of 507.70 g/t, and pH of 9.77, for Mo recovery were obtained. However, in optimization studies, a case proposed the model in which the same consumption of reagents is used. Originality. There is a recognized need for type of uranium ore which contains Molybdenite, therefore working on molybdenite removing from this ore helps to recover uranium in the next steps. This research provides a novel approach to gain the optimum recovery and grade to extract uranium so easily. Practical implications. This study showed that response surface methodology could be effectively used for flotation process modeling as well as finding an optimum condition to achieve maximum recovery and grade under minimum consumption of flotation reagents.

Мета. Дослідження особливостей процесу флотації молібденіту з низькозбагаченої уранової руди, що містить 0.2% молібдену. Методика. Проаналізовано три контрольних параметра флотації – дозу спінювача (метил-ізобутил-карбінол), колекторне (газолінове) дозування і ph (кожен – у п’яти різницях рівнів). Для статистичного розрахунку, аналізу експериментів і моделювання процесу флотації застосовано метод поверхневого відклику (МПВ). Були розроблені чотири квадратичні математичні моделі для розрахункових даних отримання Мо і визначення його якості. Результати. Встановлено, що спінювач і колекторне дозування є найбільш впливовими факторами при отриманні Мо та його якості. У процесі оптимізації максимальні рівні отримання Мо та якості були, відповідно, 79.13% і 2.93%. Виявлено наступну оптимальну концентрацію для Мо: спінювач – 78.93 г/т, газолінове дозування – 507.70 г/т, pH – 9.7, що підтверджено моделюванням. Наукова новизна. Запропоновано інноваційний підхід для отримання легкого й оптимального способу відновлення і ступеня вилучення урану до високої якості. Практична значимість. Метод поверхневого відклику може ефективно застосовуватися для моделювання процесу флотації з метою визначення оптимальних умов досягнення максимальної рекуперації та якості при мінімальних витратах флотаційних реагентів.

Цель. Исследование особенностей процесса флотации молибденита из низкообогащенной урановой руды, содержащей 0.2% молибдена. Методика. Проанализированы три контрольных параметра флотации – доза вспенивателя (метил-изобутил-карбинол), коллекторная (газолиновая) дозировка и pH (каждый – в пяти разностях уровней). Для статистического расчета, анализа экспериментов и моделирования процесса флотации применен метод поверхности отклика (МПО). Были разработаны четыре квадратичные математические модели для расчетных данных получения Мо и определения его качества. Результаты. Установлено, что вспениватель и коллекторная дозировка являются наиболее влияющими факторами при получении Мо и его качества. В процессе оптимизации максимальные уровни получения Мо и качества были, соответственно, 79.13% и 2.93%. Выявлена следующая оптимальная концентрация для Мо: вспениватель – 78.93 г/т, газолиновая дозировка – 507.70 г/т, pH – 9.7, что подтвержденно моделированием. Научная новизна. Предложен инновационный подход для получения легкого и оптимального способа восстановления и степени извлечения урана до высокого качества. Практическая значимость. Метод поверхностного отклика может эффективно применяться для моделирования процесса флотации с целью определения оптимальных условий достижения максимальной рекуперации и качества при минимальном расходе флотационных реагентов.