Минерализация пузырьков во флотационных машинах

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Минерализация пузырьков во флотационных машинах

08.10.2020

В этом вопросе долгое время существовала значительная неопределенность, вызванная теоретической ошибкой Таггарта. Таггарт высказал положение (нигде до сих пор нм не отвергнутое) о том, что существует два способа минерализации пузырьков во флотационных машинах; в машинах механического типа минерализованные пузырьки образуются только при выделении из раствора; в машинах пневматического типа обогащение происходит только за счет вторичной концентрации в столбе пузырьков.

Свою гипотезу Таггарт основывал на двух якобы экспериментально «установленных» нм фактах:

1) на неспособности одиночных пузырьков, передвигающихся в пульпе, минерализоваться при столкновении с минеральными частицами;

2) на отсутствии повышения содержания флотируемого минерала по высоте пульпы в машинах механического типа.

Как показано рядом советских ученых (соответствующие данные суммированы), это не подтверждается ни теоретически, ни экспериментально.

Теоретические положения, приведенные выше, свидетельствуют о полной возможности прилипания минеральной частицы к пузырьку при их столкновении и устанавливают необходимые для этого основные условия. Многочисленные прямые наблюдения окончательно решают вопрос отнюдь не в пользу гипотезы Таггарта (единственным оправданием этой гипотезы в некоторой степени может явиться ее давность).

С другой стороны, выделение воздуха из раствора происходит во флотационных машинах не только в зоне импеллера, но и во всем объеме флотируемой пульпы и хотя в разной мере, но в машинах всех конструкций и типов. Установлено наличие промежуточного механизма «коалесцентной» минерализации пузырьков.

Наблюдения Богданова свидетельствуют о том, что и у машин пневматического типа с уменьшением глубины происходит некоторое обогащение пульпы флотируемым минералом. Необходимо, впрочем, отметить, что приведенное выше наблюдение Таггарта само по себе в принципе не может явиться обоснованием отсутствия минерализации пузырьков. Если брать общую пробу пульпы с пузырьками, то содержание в пробе того или иного флотируемого минерала будет зависеть не столько от степени, избирательности минерализации поверхности пузырьков, сколько от суммарной площади их поверхности. При относительном постоянстве размеров пузырьков содержание флотируемого минерала в пульпе изменяется соответственно изменению содержания в пульпе воздуха. И если содержание воздуха и флотируемого минерала изменяется по глубине пульпы так, как это установлено замерами, то минерализация пузырьков воздуха с уменьшением глубины пульпы должна значительно возрастать.

Определения Богданова и Филановского при помощи специального прибора состава минеральных частиц, прилипших к пузырькам, находящимся на разной глубине, показали, что минерализация пузырьков в спокойных зонах пульпы происходит в большей мере за счет частиц, менее подготовленных к флотации. Возможно, что в этих условиях частицы были недостаточно подавлены и из-за отсутствия вихревого движения пульпы очистки от них пузырьков не было. Впрочем эти измерения носят пока ориентировочный характер.

Основной вопрос о механизме минерализации пузырьков в машинах различных типов решается в настоящее время следующим образом. Прилипание минеральных частиц к пузырькам происходит во всех точках пульпы всех машин. Однако количественное значение и характеристика процессов минерализации происходящих в отдельных участках пульпы, различны и зависят от ряда факторов, в первую очередь, — от аэрированности пульпы и интенсивности ее перемешивания в каждом отдельном участке.

В машинах механического типа основная минерализация пузырьков происходит в местах их наибольшего скопления и выделения воздуха из раствора, т. е. в зоне вокруг импеллера и в подпенном слое. В первом случае в разных соотношениях, зависящих от особенностей машины и пульпы, пузырьки минерализуются при контакте с частицами и возникают на частицах, выделяясь из раствора. Во втором случае прилипание происходит преимущественно при контакте частиц с пузырьками. Пузырьки очищаются как при подъеме, так и (в гораздо большей мере) в пенном слое.

В машинах пневматического типа превалирует процесс прилипания частиц к пузырькам при их контакте. Однако по мере увеличения глубины машин и интенсивности циркуляции пульпы (у патрубочных машин) возрастает роль пузырьков, выделяющихся из раствора. Очистка в пенном слое играет еще большую роль.

В машинах с изменением давления основным является возникновение пузырьков из раствора на минеральных частицах.

Для многих расчетов и рассуждений представляет интерес определение степени покрытия поверхности пузырьков минеральными частицами. Коэффициент минерализации поверхности пузырьков колеблется в довольно широких пределах. Он тем выше, чем: а) меньше гидратированность поверхности частиц; б) больше содержание этих частиц в пульпе вокруг пузырька; в) больше время пребывания пузырька в пульпе; г) меньше размеры флотационно активных частиц; д) больше слияние минерализованных пузырьков и хуже условия деминерализации пузырьков.

По разным расчетам коэффициент минерализации поверхности пузырьков в пульпе колеблется примерно от 1 до 25 30%. Так, у машин механического типа при флотации сульфидных руд над импеллером, согласно ряду расчетов, минералы покрывают от 1 до 3% поверхности пузырьков; в спокойной подпенной зоне, ввиду добавочной минерализации пузырьков и их слияния, частицы покрывают 5—25% поверхности пузырьков.

При флотации самородной серы, графита и тому подобных минералов, особенно в перечистных операциях, их частицы покрывают примерно до 50% поверхности пузырьков.

Интенсивное перемешивание пульпы у машин механического типа, обусловливающее большее число столкновений и меньшие размеры пузырьков, приводит к тому, что минерализация в них поверхности пузырьков примерно в три раза выше, чем у машин пневматического типа с пористой перегородкой. Однако у глубоких патрубочных и «аэролифтно-центробежных» машин пневматического типа ввиду более интенсивной циркуляции пульпы, более долгого пребывания пузырьков в пульпе, лучшего диспергирования воздуха и выделения его из раствора минерализация пузырьков иногда приближается к имеющейся у машин механического типа.

Особо следует отметить случаи «флокулярной» флотации, когда-либо группа мелких пузырьков поднимает крупную частицу, либо пузырьки и частицы образуют достаточно крупную аэрофлокулу. В этих случаях использование поверхности пузырьков может быть более высоким.

При оценке эффективности использования воздуха интересно учитывать не только коэффициент минерализации поверхности пузырьков, но и степень использования их подъемной силы. Ориентировочные расчеты показывают, что с такой точки зрения воздух используется гораздо лучше. Особенно высоким должно быть использование подъемной силы пузырька при «флокулярной» флотации.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: