Вторичная концентрация минералов в пенном слое

Многие частицы минералов пустой породы, не прилипшие к пузырькам пены, избирательно удаляются из пены потоками воды, стекающими между пузырьками. Частицы минералов пустой породы, хотя и слабо, но прилипшие к пузырькам, удаляются из пены с отрывом частицы от пузырьков (на длительное скольжение частиц по поверхности пузырьков не приходится рассчитывать, поскольку эта поверхность почти полностью занята минеральной «коркой»), это затрудняет удаление частиц из пены.

Проведенные исследования 15, 16 на многих флотационных фабриках как угольных, так и рудных показали, что в пенном слое всегда в той или иной мере происходит перераспределение частиц разных размеров и разной гидратированное. В большинстве случаев флотации руд, а иногда при флотации углей содержание ценного компонента монотонно возрастает по мере приближения к поверхности пены. Характерные результаты опробования пенного слоя отдельных операций флотации на фабрике. Среднеуральского медеплавильного завода приведены в табл. 77.

В случае случа заметен синерезис пены (повышение содержания твердого в верхнем слое) и в большинстве случаев концентрации более крупных частиц в нижнем слое пены. В верхнем слое содержится больше меди, чем в нижнем.

Однако, в очень многих случаях подобная закономерность нарушается. Частицы флотируемых минералов либо равномерно распределяются по высоте пены, либо концентрируются в ее средней и даже нижней части. Эти нарушения чаще всего являются следствием слишком быстрого разрушения верхних слоев и пены неотрегулированности ее основных параметров — толщины, времени отстаивания, скорости и количества стекающих в пене потоков. Вредное влияние оказывает перемешивание подпенного слоя. Флотационные машины современных конструкций недостаточно хорошо приспособлены для независимого регулирования этих факторов.

В последние годы показана возможность существенного улучшения вторичном концентрации орошением водой пень, на поверхности камер флотационных машин.

Первая попытка улучшения качества концентрата орошения пены водой, предпринятая при флотации андалузитовых руд, привела к повышению качества концентрата на 10—15%. Позже опыты по применению орошения для повышения качества концентрата проводились в США на фабрике Айдахо.

На отечественных фабриках проведено много длительных испытаний, давших результаты, представляющие прикладной и теоретический интерес. Орошение пены обычно проводилось при помощи душей (рис. 246) или перфорированных трубок, проложенных вдоль фронта флотации. Капельки воды падали с небольшой высоты примерно на 40% поверхности пены. В табл. 78 и 79 приведены типичные результаты применения орошения пены при флотации углей на Карагандинской центральной обогатительной фабрике, полученные при участии Г.С. Бергера.

Характерное влияние орошения пены водой на гранулометрическую характеристику и качество продуктов флотации угля приведено в табл. 79.

Приведенные данные показывают, что орошение пены водой значительно улучает качество концентрата при флотации углей, причем это относится как к крупным, так и к мелким классам. Неожиданным, но вполне достоверным является одновременное увeличeниe извлечения угля в концентрат; особенно это заметно у крупных частиц.

В табл. 80—83 приведены результаты применения орошения пены при флотации вольфрамо-молибденовых руд на Лянгарской фабрике.

Эти данные показывают, что благодаря орошению пены резко улучшается качество концентратов и заметно возрастает извлечение. В основном отмываются тонкие частицы; крупные частицы при орошении лучше удерживаются в пене. Имеется оптимум расхода воды. Орошение несколько уменьшает отношение твердого к жидкому в пене.

Многие опыты показали, что толщина водных прослоек пены и скорость и количество воды, стекающей между пузырьками, играют очень важную роль в процессе дообогащения концентрата. При прочих равных условиях, чем больше толщина этих прослоек и чем выше расход воды, стекающей в пене, тем эффективней осуществляется вторичная концентрация. В связи с этим искусственное увеличение толщины этих прослоек и скорости нисходящих стружек в пене дает большой эффект.

Повышение качества концентратов при орошении объясняется следующими причинами: а) вымыванием из прослоек между пузырьками частиц пустой породы, механически вынесенных в пену и не закрепившихся на пузырьках; б) смыванием с поверхности пузырьков слабо закрепленных частиц пустой породы. Возрастание извлечения флотируемых минералов в концентрат в основном связано с увеличением выхода относительно крупных частиц. Последнее имеет, по-видимому, следующее объяснение. Пузырьки в пене неодинакового размера. В процессе подъема в пенном слое они укрупняются благодаря слиянию; при этом суммарная их поверхность сокращается, и для многих минеральных частиц, находившихся на пузырьках в нижних слоях пены, в верхних уже не оказывается места. Происходит «конкуренция» за место на пузырьках, и известное количество частиц (особенно крупных) выпадает в пульпу. При орошении пены водой размеры пузырьков в верхних слоях уменьшаются, их суммарная поверхность увеличивается и значительная доля частиц минералов удерживается в пене.

Орошение снижает слияние пузырьков в пене, и при оптимальных расходах воды повышается устойчивость пены (рис. 247). Прослойки воды между пузырьками в верхних слоях пены только тонки, что частицы, которые в нижних слоях контактировались с одним пузырьком, здесь соприкасаются с двумя-трем пузырьками, вследствие чего некоторые частицы выпадают в пульпу. При орошении пены из-за утолщения прослоек во всех слоях число частиц, удерживающихся в пене, увеличивается

При орошении также иногда смывается шламовое покрытие с относительно крупных частиц ценных минералов и пузырьков пены, благодаря чему крупные минеральные частицы лучше удерживаются в пене.

Таким образом, во многих случаях орошение пены может повышать качество концентрата, увеличивать извлечение, уменьшать расход реагентов и даже сокращать число перечистных операций флотации.