|
|
|
|
|
|
|
Обогащение руд флотацией
12 апреля 2016
Нуякшина Е.В.
ООО ПФ «ЭДТОН» начальник отдела экспертизы промышленной безопасности e-mail: nuyakshina@yandex.ru Флотация – процесс обогащения руды с помощью специальных реагентов, вызывающих отделение полезных металлических частиц от пустой породы, и воздуха. Название процесса произошло от английского слова flotation, означающего «плавание». Для данного процесса берется тонкоизмельченная руда. Такое обогащение возможно благодаря определенным свойствам некоторых минералов. Данный процесс происходит следующим образом. В пульпу добавляют требующиеся один или несколько флотационных реагентов. Под их действием на зернах некоторых минералов образуется пленка, и они становятся трудно смачиваемыми водой. Реагенты, образующие такую пленку, называют собирателями. В качестве таких реагентов используют органические соединения с высокомолекулярной структурой. Например, соли карбоновых кислот, карбоновые кислоты, соли ксантогеновой кислоты (ксантогенаты). Затем пульпу под напором продувают, насыщая ее, воздухом, и энергично помешивают. В результате образуется множество мелких пузырьков воздуха, которые проникают по всей тонко измельченной руде и прикрепляются к зернам минералов, покрытым пленкой реагента. Затем, вместе с этими пузырьками на поверхность всплывают и частицы минералов. Воздействие флотационных реагентов возможно лишь на ряд минералов, с определенными характеристиками (химическим составом и строением кристаллической решетки). Частицы минералов, на которые не действуют такие реагенты, не могут соединиться с пузырьками воздуха и всплыть, поэтому остаются в пульпе. Второй вид веществ, применяемых при флотации, - реагенты, образующие пену. Основное их действие – понижение поверхностного натяжения воды. Благодаря их добавлению добиваются появления устойчивой пены на поверхности пульпы. Эта пена удерживает в себе пузырьки воздуха и прикрепленные к ним частицы минералов, поднявшиеся на поверхность. Для образования пены применяют органические вещества, такие, как мыло, смолы, масла. Для флотации 1 т. руды достаточно добавить от 50 до 300 г. реагентов. То есть, расход для успешного проведения процесса очень невелик. Объяснение простое: данные вещества поверхностно активны, они концентрируются на границе раздела воды, минералов и пузырьков воздуха. Из некоторых руд одни и те же реагенты могут выделить сразу несколько минералов, что не всегда удобно. Происходит такое благодаря сходным свойствам минералов, родственных по химическому составу. Например, из руды, которая содержит несколько сульфидных минералов, один и тот же реагент выделит одновременно сульфид свинца, меди, железа… Все они одновременно окажутся в пене. Чтобы провести процесс в несколько этапов, выделяя каждый раз по одному минералу, используют депрессоры – реагенты, подавляющие флотируемость одного из минералов. Эти депрессоры образуют на поверхности минерала пленку, не способную к взаимодействию с реагентом-собирателем. Данный минерал потеряет способность к флотации, и не перейдет в пену. В качестве депрессоров используют неорганические вещества. По окончании флотации ряда минералов, оставшемуся благодаря депрессору минералу можно также вернуть способность к флотации. Для этого добавляется активатор, или разрушающий поверхностную пленку депрессора, или изменяющий ее действие на противоположное – пленка начинает работать, как собиратель. Как пример, рассмотрим флотацию содержащей два полезных компонента руды. Нужно выделить сфалерит и галенит (свинцовый блеск), смешанные в руде с пустой породой. Сначала руду измельчили, и к пульпе добавили депрессоры для сфалерита (цианистый натрий и цинковый купорос). На его частицах в результате появляется цианисто-цинковая пленка, не затрагивающая галенит. Затем добавляют собиратель галенита и пенообразователь. При дальнейшей флотации галенит переходит в пену, сфалерит остается в пульпе. Пену, содержащую галенит, собирают, и лишь затем добавляют активатор – немного серно кислой меди, которая легко воспринимает действие собирателя. После повторной флотации вместе с пеной собран уже цинковый концентрат. Иногда во время начальной флотации подвергают оба минерала переводят (концентрат свинца и цинка). После добавления воды он вновь оседает, и готов к повторной флотации, уже с добавлением депрессора для цинковой составляющей. Итог – галенит выделяется в пену, в осадке остался концентрат цинка. Среда для процесса может быть щелочной, либо кислой. Щелочную получают добавлением извести. Для обогащения пульпы воздухом применяют машины с механическим и пневматическим принципом действия. Механические машины получили более широкое распространение. Они оборудованы ванной прямоугольного сечения, которая состоит из нескольких камер, разделенных перегородками. В первую камеру через коробку 1 по трубе 2 подается пульпа. В ней находится мешалка 3 (колесо с лопатками из твердой стали), накрытая диском 4. Мешалка вращается довольно быстро - 275 – 600 об/мин., поставляя в пульпу воздух из трубы 5, соединенной через отверстие с атмосферой 6. Хорошо перемешанная с мелкими воздушными пузырьками пульпа поступает для спокойного отстаивания в зону, находящуюся выше решетки 8. После первой камеры пульпа передвигается через порог 9 в промежуточную коробку. Постепенно затем двигается также по всем камерам машины, при этом с поверхности пульпы постоянно удаляется пена лопатками пеногона 7. Из последней камеры постоянно удаляется пустая пульпа «хвостов». На производстве машины для флотации работают без остановок. Во время непрерывного процесса в них постоянно поступает пульпа, извлекается же пенный концентрат и пустая порода. При необходимости вторичного проведения флотации пена отводится в желоб 10, чтобы вернуться по трубам 11. Чтобы выделить из руды минерал, иногда необходимо разработать сложный технологический процесс. Еще сложнее получить два или три концентрата. Оценить эффективность флотации можно таким показателям, как: - процент содержания в концентрате извлекаемого металла и примесей; - степень извлечения металла в концентрат (зависит в основном от особенностей руды). Иногда этот показатель достигает 90 – 98%. Флотацию применяют для различных руд, в том числе и цветных металлов. Литература: 1. ГОСТ Р 52939-2008 Руды железные товарные необогащенные. Общие технические условия. 2. ГОСТ 25006-81 Оборудование обогатительное. Термины и определения. 3. ПРИКАЗ от 11 декабря 2013 года N 599 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых».
Короткая ссылка на новость: https://a-economics.ru/~X45M4
|
|