Оценка флотируемости минералов путем флотационных опытов

Под изучением флотируемости минералов в лабораторных условиях обычно подразумевается проведение опытов флотации в миниатюрной флотационной машине, в какой-то степени моделирующей процессы, происходящие в промышленных условиях.

Для ускорения и углубления исследований в ряде случаев рационально применять и нестандартные способы флотации, не моделирующие полностью приемов практической флотации. К ним относятся: встряхивание суспензии в цилиндре, применение монопузырьковых («беспенных») аппаратов, вакуум-флотации и др.

Встряхиванием суспензии в цилиндре удобно предварительно исследовать флотируемость новых, ранее не подвергавшихся флотации минералов или флотационных свойств новых реагентов. Этот метод может оцениваться как качественный, поисковый; он требует небольших (в несколько граммов) навесок минерала, минимального оборудования и очень прост и быстр.

Применение монопузырьковых («беспенных») аппаратов является относительно новым способом флотационного экспериментирования. Известны две конструкции таких аппаратов. В аппарате, предложенном Лившицем, отдельные пузырьки воздуха, выходящие из капилляра, проходят сквозь перемешиваемую мешалкой пульпу, минерализуются и, всплывая в специальном отделении, выносят прилипшие минеральные частицы, освобождающиеся при разрушении пузырьков на поверхности

Для проведения опытов в данном аппарате достаточна навеска минерального порошка 1—5 г.

Аппарат конструкции Халлимонда, применяющийся во многих исследованиях, отличается, как видно на рис. 278, большой простотой.

Сквозь слой порошка 2, помешенный в низу изогнутой стеклянной трубки, через капилляр 1 пропускаются одиночные пузырьки воздуха. Они увлекают прилипшие к ним 3 минеральные частицы вдоль стенки наклонного участка трубки и, достигая поверхности воды, лопаются, после чего частицы подают в отделение 3. Для опыта достаточна навеска в 0,2—1,0 г.

Опыты на многопузырьковых аппаратах следует проводить на обесшламленном, предварительно классифицированном порошке, состоящем из чистых минеральных разностей. Поэтому в данном случае имеет место значительная схематизация явлений, происходящих в обычных флотационных машинах. Однако эта схематизация вполне допустима и обеспечивает хорошее качественное совпадение полученных данных с результатами непосредственной флотации. Данные параллельных испытаний флотируемости группы чистых минералов на монопузырьковом аппарате и во флотационной машинке, приведенные на рис. 279, показывают, что в обоих случаях сохраняется одна и та же последовательность флотационной активности отдельных минералов.

Следует отметить, что в опытах на монопузырьковых аппаратах ввиду относительно высокой разжиженности суспензии, расход отдельных реагентов, рассчитанный на единицу веса минерала, не совпадает с оптимальным расходом для флотационной машины.

Опыты на монопузырьковом аппарате целесообразны в случае наличия небольших количеств чистых минералов, для установления флотационных свойств отдельных минералов и реагентов и особенно в случае необходимости изучать собирательные свойства реагентов, не осложненных пенообразующим действием и влиянием пенного слоя (ввиду его отсутствия).

Этот способ исследования получает широкое применение. В частности, имеются модификации аппаратов, позволяющие проводить опыты при стабильной регулируемой температуре. Следует отметить, что в монопузырьковых аппаратах на минерализации пузырьков меньше чем обычно сказывается столкновение пузырьков с минеральными частицами и в большей степени — прочность слипания частиц с пузырьками.

Для изучения процессов вторичной концентрации минералов или устойчивости пены полезно применять модель пневматической флотационной машины с пористым дном (стеклянный цилиндр с фильтром у дна). Для отдельного изучения влияния на флотацию воздуха, выделяющегося из раствора, следует применять модель флотационной машины с понижением давления.

В лабораторной практике встречается большое количество конструкций лабораторных флотационных машин, отличающихся одна от другой по принципу действия и по размерам. Такое многообразие лабораторных аппаратов может быть оправдано различием свойств флотируемых руд и задач, стоящих перед каждым исследователем. Однако существующая недостаточная унификация в ассортименте лабораторных флотационных машин осложняет возможность сопоставления результатов опытов.

Наиболее широкое распространение получили флотационные машины механического типа. Лучшие из них имеют приспособления для регулирования поступления воздуха, скорости вращения импеллера и интенсивности пеносъема. Общий недостаток лабораторных флотационных машин заключается в том, что в них уровень пульпы регулируется добавлением воды. Этим искусственно меняется концентрация в растворе реагентов и производится необычно высокое разжижение пульпы.

Известны конструкции лабораторных флотационных машин, в которых уровень пульпы регулируется механическим путем. В конструкции такой машинки, показанной на рис. 280, постоянность уровня поддерживается смещением резиновой стенки, вдавливаемой внутрь винтом.

При определении флотационной активности минералов во флотационных машинах рекомендуется испытывать вначале поведение отдельных «чистых» минералов, затем искусственных смесей этих минералов и в дальнейшем флотацию минералов из реальных руд. Конечно, такая схема не всегда обязательна. Ho опыт флотационных исследований (особенно применительно к новым минеральным комплексам) показывает полезность именно такой стадиальности исследований.

При подготовке «чистых» минералов к флотации следует иметь в виду, что они должны содержать примерно не менее 95% исследуемого минерала, выделяемого из руды данного месторождения, так как одни и те же минералы, содержащиеся в рудах различных месторождений, иногда обладают совершено различными флотационными свойствами (части первая и четвертая).

Изучая флотируемость «чистых» минералов, необходимо обращать внимание на поведение различных по крупности частиц.

Особенно важно проводить опыты флотации «чистых» минералов примерно в той же среде, в которой будет флотироваться реальная руда. Поэтому после первых опытов, проведенных на очищенной воде, необходимо продолжать исследования на фильтратах, полученных после достаточно длительного замачивания мелко издробленной исследуемой руды. Этим обеспечивается близость содержания в пульпе «неизбежных» ионов при флотации «чистых» минералов и реальной руды.

При составлении искусственных смесей «чистых» минералов необходимо стремиться к тому, чтобы соотношение флотируемых и нефлотируемых минералов приближалось к имеющемуся в руде. Кроме того, важно обеспечить близкую ситовую характеристику отдельных минералов.

Флотация реальной руды должна сопровождаться анализом распределения частиц различной крупности по отдельным продуктам флотации. Очень полезно применять фракционный съем пены с последующим анализом кинетики изменения скорости флотации. В опытах флотации руды должны быть установлены все данные, необходимые для осуществления этого процесса в реальных производственных условиях с оптимальными для современной техники результатами.

Детальное описание техники проведения флотационных опытов приводится Митрофановым.