Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Обогащение руд флотацией

31.01.2020

Сущность флотации состоит в следующем. После добавления в пульпу тонкоизмельченной руды соответствующих флотационных реагентов через нее при энергичном перемешивании продувается воздух. Мелкие пузырьки воздуха, распределенные по всему объему пульпы, прикрепляются к зернам тех минералов, которые под действием реагентов стали трудно смачиваться водой. Всплывая на поверхность пульпы, пузырьки воздуха выносят с собой прикрепившиеся к ним частицы минералов. Само название процесса произошло от английского слова flotation — плавание, всплывание.

Флотационные реагенты, образующие на зернах некоторых минералов пленки, трудно смачиваемые водой, называются собирателями; они представляют собой высокомолекулярные органические соединения, например, соли ксантогеновой кислоты — ксантогенаты, карбоновые кислоты и их соли и другие органические вещества. Собиратели действуют с образованием трудно смачиваемых поверхностных пленок только на минералы с определенным химическим составом и кристаллической структурой. К частицам минералов, не поддающимся действию собирателя, не прикрепляются при флотации пузырьки воздуха, поэтому такие частицы не могут всплыть и остаются в пульпе.

При флотации применяют также реагенты — пенообразователи, благодаря действию которых на поверхности пульпы образуется устойчивая пена, способная удержать в себе частицы поднятых из пульпы минералов. Действие пенообразователей сводится к понижению ими поверхностного натяжения воды. В качестве пенообразователей используют различные органические вещества, например, мыла, масла и смолы.

Расход флотационных реагентов — собирателей и пенообразователей — очень невелик, он не превышает 50—300 г на 1 г руды. Объясняется это тем, что собиратели и пенообразователи — поверхностно активные вещества; они сорбируются на границах раздела воды с минералами и пузырьками воздуха, вследствие чего при малой концентрации в пульпе концентрация этих реагентов на границах раздела фаз может быть значительной.

Минералы, родственные по химическому составу, например, сульфиды меди, свинца, железа, обладают почти одинаковой способностью взаимодействовать с собирателями, поэтому при флотации руды, содержащей несколько сульфидных минералов, все они могут переходить в пену. Для подавления флотируемости одного из минералов применяют реагенты — депрессоры, которыми обычно служат различные неорганические вещества, образующие на поверхности частиц одного из минералов пленки, не способные взаимодействовать с собирателем. Такие пленки образуются в результате химической реакции депрессора с поверхностным слоем частиц минерала. Под действием депрессора один из минералов теряет способность флотироваться, в то время как другие родственные ему минералы, не реагирующие с депрессором, переходят в пену.

После перевода в пену одного из родственных минералов может быть отфлотирован и ранее подавленный его спутник. Для этого в пульпу вводят новый флотационный реагент — активатор, обычно представляющий собой также растворимое в воде неорганическое вещество. В результате действия активатора ранее подавленный минерал вновь приобретает способность флотироваться. Активатор либо разрушает поверхностную пленку, созданную депрессором, либо изменяет состав этой пленки так, что на нее начинает действовать собиратель.

В качестве примера селективной флотации можно привести обогащение свинцово-цинковой руды. Эта руда содержит свинцовый блеск PbS, сфалерит ZnS и пустую породу, состоящую из пирита FeS2, кварца SiO2 и других минералов. В пульпу измельченной руды добавляют депрессоры сфалерита: цианистый натрий и цинковый купорос; на поверхности зерен последнего образуется пленка цианистого цинка, поверхность зерен галенита при этом не изменяется. После этого в пульпу добавляют собиратель, пенообразователь и проводят флотацию, при которой в пену переходит свинцовый блеск, а сфалерит остается в пульпе. После снятия пены свинцового концентрата сфалерит активируют, для чего добавляют небольшое количество сернокислой меди. Поверхность частиц сфалерита при этом вновь изменяется: она покрывается пленкой сернистой меди, легко

воспринимающей действие собирателя. При повторной флотации в пену переходит сфалерит и с поверхности пульпы снимается цинковый концентрат. В пульпе после второй флотации остаются минералы пустой породы, не представляющие ценности, т. е. хвосты, которые отбрасывают.

В некоторых случаях при первой флотации подавитель не применяют, тогда в пену переходят совместно свинцовый блеск и сфалерит; получается коллективный свинцово-цинковый концентрат. Снятый с поверхности пульпы коллективный концентрат при добавлении воды превращается в новую пульпу, которая повторно флотируется. При повторной флотации в результате добавления депрессора флотируется только свинцовый блеск. В полученной пене содержится свинцовый концентрат, а в пульпе после флотации остается цинковый концентрат.

Флотационный метод широко применяется для обогащения самых разнообразных руд, в том числе для многих руд цветных металлов. Флотация проводится в кислой или щелочной среде, последнюю обычно создают, добавляя в пульпу известь.

Применяемые для флотации флотационные машины в производственных условиях работают непрерывно — исходная пульпа руды непрерывно подается в машину, а из машины выходит пенный продукт и пульпа хвостов.

По способу перемешивания пульпы с воздухом различают машины пневматические и механические.

Механические флотационные машины имеют ванну прямоугольного сечения, разделенную поперечными перегородками на ряд камер (до 16, рис. 38).
Обогащение руд флотацией

Пульпа подается через коробку 1 по трубе 2 в первую камеру машины. Здесь она попадает на быстро вращающуюся мешалку 3, закрытую сверху диском 4. Мешалка, представляющая собой колесо с лопатками из твердой стали, вращается со скоростью 275—600 об/мин. и засасывает при этом в пульпу воздух из трубы 5, сообщаемой с атмосферой через отверстие 6.

Перемешанная с мелкораздробленными пузырьками воздуха пульпа поднимается в зону спокойного отстаивания, находящуюся выше решетки 8.

Из первой камеры пульпа поступает в промежуточную коробку через порог 9. Так она последовательно проходит через все камеры машины; из последней камеры непрерывно выпускается пульпа хвостов. Всплывшая пена сбрасывается с поверхности пульпы лопатками пеногона 7.

Если необходимо пенный продукт флотировать вторично, то пену отводят в желоб 10, откуда она может быть снова направлена на флотацию по трубам 11.

Механические флотационные машины наиболее распространены на современных обогатительных фабриках.

Технологические схемы флотационных процессов бывают весьма сложными даже при выделении из руды одного минерала. Еще более сложны схемы селективной флотации, предусматривающие иногда получение из руды двух-трех концентратов. На рис. 39 в качестве примера приведена упрощенная схема простой флотации, а на рис. 40 — схема селективной флотации.

Основные технологические показатели флотации — это степень извлечения металла в концентрат и качество концентрата, определяемое содержанием (%) в нем извлекаемого металла и примесей. Извлечение при флотации колеблется в широких пределах и зависит от многих факторов (главным образом от индивидуальных особенностей данной руды), В отдельных случаях в концентрат извлекается до 90—98% нужного металла.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: