Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения



Яндекс.Метрика

Флотационное обогащение

Сущность обогащения твердого минерального сырья методом флотации состоит в следующем.
Предназначенное для флотации сырье предварительно измельчают до пылевидного состояния (размером частиц не более 0,1— 0,3 мм), т. е. механически раздробляют на отдельные составляющие его минералы, после чего при помощи струи воздуха или мешалки при одновременном пропускании воздуха взмучивают в воде (образуют пульпу или суспензию). При этом гидрофобные минеральные частицы, не смачиваемые или плохо смачиваемые водой, прилипают к пузырькам воздуха и увлекаются ими к поверхности воды. Пузырьки газа с прилипшими к ним минеральными частицами образуют на поверхности жидкости пену, которую собирают в специальные сосуды (желоба, камеры). В этих сосудах пена самопроизвольно разрушается (пузырьки лопаются), оставляя на дне их увлеченные пузырьками газа смачивающиеся минеральные частицы. Полученный таким образом осадок минеральной части, извлеченный из состава руды в концентрированном виде, называется флотационным концентратом.
Гидрофильные, смачивающиеся водой частицы минерального сырья не прилипают к пузырькам воздуха, а остаются в жидкости во взвешенном состоянии. С течением времени эти частицы оседают на дно флотационного аппарата и здесь собираются в виде осадка, который носит название флотационных хвостов. Схематическое изображение флотационной машины дано на рисунке 5.
Следует отметить, что если пену при флотации создавать только за счет струи воздуха, пропускаемого через суспензию, то такая пена очень неустойчива и, образуясь на поверхности жидкости, она быстро разрушается. Следовательно, если такая пена и будет выносить на поверхность воды, не смачивающиеся минеральные частицы, то эти частицы в большинстве своем будут освобождаться от пузырьков воздуха на поверхности воды до выхода их в сборник концентрата. При этом, они будут снова погружаться в пульпу (за счет взмучивания суспензии) и тем самым замедлять процесс флотации. Для создания более устойчивой пены в пульпу вводят специальные реагенты — пенообразователи. В качестве пенообразователей служат различного рода масла и смолы, например сосновое и пихтовое масло, буковая смола, древесный и каменноугольный деготь, некоторые высокомолекулярные спирты ит. п. При флотации руд цветных металлов и других полезных ископаемых наиболее широкое распространение имеют сосновое масло, крезол и тяжелый пиридин. В настоящее время в СССР разработаны высокоэффективные синтетические пенообразователи ИМ-68 и ОПС. Первый из них представляет собой смесь алифатических спиртов с 6—8 атомами углерода в молекуле, второй (ОПС) — смесь моно эфиров полипропилен гликолевой кислоты СН3—[ОСН2—СН(СН3)]—ОН.
Роль собирателей сводится к тому, что они, адсорбируясь поверхностью флотируемых минеральных частиц, создают на ней гидрофобную пленку, в результате чего эти частицы водой не смачиваются и тем самым создаются условия для прилипания их к пузырькам газа. В качестве собирателей служат олеиновая кислота (С17Н33СООН) и ее соли, нафтеновые кислоты, ксантогенаты, дитиофосфаты1 и другие поверхностно-активные вещества.
Для флотации сульфидных руд цветных металлов, а также благородных металлов и самородной меди наиболее распространенными являются этиловый, изопропиловый, бутиловый и амиловый ксантогенаты калия (ROCSSK). Для флотации свинцово-цинковых и медных руд наиболее широкое применение находят крезиловый, ксиленоловый и этиловый дитиофосфаты (RO)2 PSSH. При флотации многих не сульфидных минералов (апатитов, барита, кальцита, флюорита и т. п.) достаточно эффективными собирателями являются нафтеновые и карбоновые кислоты и мыла, таловое (сульфатное) масло, торфяные смолы и другие, а при флотации углей — окисленный или сульфированный керосин. Если флотации подвергаются полиметаллические руды, то применение при этом только коллекторов и пенообразователей будет, как правило, оказывать флотирующее действие не на какой-либо один минерал, а на группу минералов, входящих в состав руды. Например, при флотации медно-цинковой руды состава с добавкой в пульпу ксантогенатов и соснового масла в пену переходят все сульфиды этой руды и не флотируется (отходит в хвосты) только пустая порода.
Поэтому для того чтобы из состава полиметаллической руды отфлотировать какой-либо один минерал и задержать флотацию другого минерала, в пульпу добавляются, кроме пенообразователей и собирателей, так называемые реагенты-регуляторы. Роль этих реагентов сводится к тому, что они регулируют взаимодействие собирателей с отдельными минералами в сторону усиления или ослабления гидрофобизации их поверхности. Реагенты-регуляторы, повышающие гидрофобное действие собирателя на поверхность минерала, называют в технике активаторами, а регуляторы, способствующие повышению гидрофильности, — депрессорами или подавителями.
В качестве регуляторов применяются главным образом некоторые минеральные кислоты, их соли и углеводы. Так, например, медный купорос, обладая свойством восстанавливать или усиливать гидрофобизацию поверхности минеральных зерен FeS2 и ZnS, широко используется в качестве активатора для пирита и цинковой обманки; аналогичным свойством обладает пирофосфат натрия по отношению к самородной сере, а растворимые в воде соли щелочноземельных металлов (СаС12 и др.) — к многим не сульфидным минералам (кварцу и т. п.). Наоборот, цианиды по отношению к пириту, цинковой обманке, халькопириту и некоторым другим сульфидным рудам проявляют довольно высокую эффективность как депрессоры. Снижение или подавление гидрофобизации оказывают также: а) хромат и бихромат калия на свинцовый блеск (галенит — PbS); б) жидкое стекло на кварц и пустую породу; в) крахмал, декстрин и т. п. на многие не сульфидные минералы; г) известь на железосодержащие сульфиды; д) сульфит и бисульфит натрия на цинковую обманку (избирательно) и т. д. Следует заметить, что один и тот же реагент-регулятор в зависимости от природы минерала одновременно может быть активатором для одних и депрессором для других минералов. Так, например, сернистый натрий, являясь для многих сульфидных минералов депрессором, по отношению к окисленным минералам тех же металлов проявляет активизирующее действие гидрофобизации.
Вода, идущая на флотацию, а также некоторые виды минерального сырья содержат в своем составе иногда такие примеси (растворимые в воде соли тяжелых металлов, гумусовые вещества, таннины ит. п.), которые препятствуют образованию на поверхности минеральных частиц гидрофобных пленок и тем самым затрудняют, а подчас и делают невозможным процесс флотации. В таком случае к флотируемой пульпе добавляют также реагенты-регуляторы, которые изменяют флотационную среду в' благоприятную для флотации сторону. В качестве такого рода регуляторов служат щелочи, кислоты (известь, едкий натр, сода, серная кислота и т. п.) или различные пептизаторы (жидкое стекло и др.) в зависимости от природы вредных для флотации примесей, содержащихся в воде и в минеральном сырье.
Указанные выше добавки к пульпе (пенообразователи, собиратели и реагенты-регуляторы) носят название флотореагентов или флотационных реагентов.
Если при флотации полиметаллических руд в концентрат переходит смесь минералов, содержащихся в руде, такая флотация называется простой или коллективной. Однако при флотации путем подбора соответствующих флотационных реагентов можно создать такие физико-химические условия процесса, при которых в концентрат может переходить каждый вид минерала отдельно и Независимо друг от друга (например, отдельно от или от Ag2S и т. д.). Такая флотация называется селективной (избирательной). В связи с этим флотационные машины обычно состоят из нескольких камер, в каждой из которых получается концентрат определенного состава.
После флотации концентрат (или концентраты при селективной флотации) подвергается сушке, затем поступает в металлургическое производство.
Флотационные хвосты в виде отвала выносятся в отходы флотационного производства, если они состоят только из пустой породы, или поступают для промышленной переработки, если в них . содержится какой-либо ценный минерал, или же, наконец, подвергаются дополнительной флотации, если этот минерал в хвостах недостаточно концентрирован.



Меню раздела

Растительное и животное сырье
Характеристика минерального сырья
Качество минерального сырья
Способы обогащения минерального сырья
Флотационное обогащение
Источники энергии для переработки сырья
Характеристика природных вод
Методы очистки воды
Очистка воды с помощью ионита
Борьба с образованием накипи
Очистка сточных вод

 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.