Документ. Магнитное обогащение
 Скачать 82.44 Kb.
|
|
1. На чём основан процесс магнитного обогащения? 2. В чём сущность магнитной сепарации? 3. Какие силы воздействуют на частицы материала, перемещаемые через рабочую зону сепаратора? 4. Какие способы разделения частиц по магнитным свойствам Вы знаете? 5. При обогащении каких видов руд часто используется процесс магнитной сепарации? 6. Что Вы понимаете под напряженностью магнитного поля? 7. Расскажите про однородные и неоднородные магнитные поля 8. При каких условиях происходит разделение частиц в электромагнитных сепараторах? 9. Что представляет собой магнитный сепаратор? 10. Из каких основных частей состоит магнитный сепаратор? 11. Расскажите про классификации магнитных сепараторов 12. Как работает магнитный сепаратор мокрого обогащения? 13. В чем отличается высокоградиентный магнитный сепаратор от других сепараторов? Лекция №11 Тема: Электрическое обогащение Общие сведения и классификация процессов электрического обогащения. Электрические сепараторы. Технологические параметры электрической сепарации. Основные термины: электрическая сепарация, электрическое поле, электропроводность, диэлектрическая проницаемость, контактный потенциал, заряд частиц, осадительный электрод, приемник, барабан, рабочее напряжение, коронный разряд, трибоэлектрический сепаратор, зарядное устройство, электризация 11.1. Общие сведения и классификация процессов электрического обогащения Электрическое обогащение (электрическая сепарация) основано на различии электрических свойств разделяемых минералов и осуществляется под влиянием электрического поля. Процессы электрического обогащения – это процессы, в которых разделение минеральных частиц, отличающихся электрическими свойствами, обусловлено различием характера и траекторий их движения в электрическом поле. Различия электрических свойств минералов проявляются в их электропроводности, диэлектрической проницаемости, контактном потенциале, трибоэлектрическом, пироэлектрическом, пьезоэлектрическом эффектах и различной способности под влиянием тех или иных физических воздействий приобретать электрические заряды, различные по величине или знаку. Зарядка частиц сепарируемого материала (рис. 11.1) может осуществляться контактированием с заряженным электродом, ионизацией в электрическом поле коронного разряда, электризацией трением, изменением температуры, давления и другими способами. Выбором способа зарядки частиц обеспечивается наибольшее различие в электрических свойствах основных разделяемых минералов и тем самым максимальная эффективность электрической сепарации. Рис. 11.1. Основные способы зарядки частиц в процессах электрической сепарации: А – касанием: б – индукцией; в – комбинированный; г – газовыми ионами; д – газовыми ионами и разрядкой В зависимости от того, какие электрические свойства используются в качестве разделительного признака, различают следующие процессы электрического обогащения: сепарация электрическая, электростатическая, диэлектрическая, трибоэлектрическая, трибоадгезионная, электрическая классификация по крупности и форме. Электрическая сепарация – это процесс разделения минеральных частиц, основанный на различии величин их электрических зарядов, путем изменения траектории движения этих частиц в электростатическом поле или электрическом поле коронного разряда. Электростатическая сепарация – это процесс разделения частиц по электрическим свойствам, в зависимости от которых под действием электростатического поля изменяется траектория движения этих частиц. Диэлектрическая сепарация – это процесс разделения минеральных частиц, основанный на различии в их диэлектрической проницаемости. Трибоэлектрическая сепарация – это процесс сепарации минеральных частиц, основанный на явлении трибоэлектрического эффекта, проявляющегося при электризации трением или контактом. Трибоадгезионная сепарация -• это процесс сепарации, основанный на различии сил адгезии частиц к электроду, в частности, на различии электрических составляющих в адгезии. Наибольшее промышленное применение получили процессы, основанные на разнице в электропроводности и в способности минералов к приобретению различных зарядов при контактной электризации. По электропроводности минералы делятся на три группы: • проводники с удельной электропроводностью 102-103 См/м (самородные металлы, графит, многие сульфиды, магнетит, гематит, рутил и др.); • полупроводники с удельной электропроводностью 10-108 См/м (боксит, гранат, лимонит, сидерит, хромит и др.); • непроводники (диэлектрики) с удельной электропроводностью 10-8 См/м (алмаз, кварц, полевой шпат). Минералы каждой из этих групп характеризуются определенным значением удельного сопротивления. К проводникам относятся минералы с удельным сопротивлением менее 109 Ом/м, к непроводникам – более 1012 Ом/м. В электрическом поле проводники и непроводники ведут себя по-разному. При контакте проводника с заряженным телом вследствие хорошей проводимости проводник приобретает одноименный заряд и отталкивается от заряженного тела, в то время как у диэлектрика происходит лишь смещение зарядов и ориентация электрических диполей в направлении напряженности поля. В результате проводники и диэлектрики движутся по различным траекториям и разделяются на продукты с различным содержанием ценных компонентов (минералов). 11.2. Электрические сепараторы Электрические сепараторы различают по способу электрической сепарации, характеристике электрического поля и характеру движения материала в зоне разделения. В соответствии с классификацией методов электрической сепарации электрические сепараторы разделяют на следующие основные группы: электростатические; коронные и коронно-электростатические; трибоэлектростатические, пироэлектрические и диэлектрические. По конструкции основного рабочего органа зоны разделения различают сепараторы барабанные, лотковые, камерные, с дутьем, дисковые, кипящего слоя. Электрические сепараторы отличаются низкой энергоемкостью, не используют промышленную воду, не загрязняют воздушную среду, поддаются полной автоматизации и управлению. Они состоят из трех основных частей: • зарядное устройство, или электризатор, в котором заряжаются минералы; • собственно сепарирующая часть, в которой частицы разделяются; • высоковольтный агрегат. Зарядное устройство и сепарирующая часть конструктивно могут быть объединены или выполнены раздельно. Конструктивно, в зависимости от вида заряженных и отклоняющих электродов и др., электростатические сепараторы подразделяются на барабанные, камерные, каскадные и пластинчатые (рис. 11.2). Рис. 11.2. Схемы электрических сепараторов: А – барабанный; б – пластинчатый каскадный; в – коронно-электростати-ческий; г – трибоэлектрический Электростатический сепаратор – это электрический сепаратор, в котором исходный материал разделяется на компоненты по различию их электропроводности в электростатическом поле. Электростатический барабанный сепаратор (рис. 11.2, а) состоит из корпуса, барабанного осадительного электрода 2, отклоняющего электрода 8, щетки для очистки 3, бункера 7. Исходный материал из бункера 1 тонким слоем подается на заряженный барабан 2. При контакте с барабаном электропроводные частицы заряжаются одноименным с ним зарядом и, отталкиваясь от барабана, двигаются по криволинейным траекториям в приемник электропроводной фракции 7. Неэлектропроводные частицы заряжаются медленнее и падают без отклонения траектории в приемник 4 в результате очистки поверхности барабана щеткой 3. Смесь зерен различной электропроводности попадает в приемник 5. Электростатический пластинчатый (каскадный) сепаратор (рис. 11.2, б) состоит из параллельных, наклонных, зигзагообразно расположенных пластинчатых электродов. Нижние пластинчатые электроды 10 гладкие, верхние 9 – жалюзиобразные. Один ряд пластинчатых электродов заземлен (+), а другой установлен на изоляторах и соединен с источником высокого напряжения (-). Рабочее напряжение на электродах составляет около 70 кВ. Исходный материал последовательно проходит каскад пластин, подвергаясь воздействию электрического поля. Минералы-непроводники скользят по пластинам 10 и выводятся в приемник 4, минералы-проводники отрываются от гладкого электрода и, пройдя жалюзи противоположного электрода 9, скатываются в приемник 7. Скорость перемещения частиц сепарируемого материала по пластинам определяется углом наклона пластин. Напряженность электрического поля и траектории сепарируемых частиц в межэлектродном пространстве сепаратора определяются расстоянием между пластинчатыми электродами. Коронно-электростатический сепаратор – это электрический сепаратор, в котором исходный материал разделяется на компоненты по их электропроводности в совмещенном поле коронного разряда и электростатическом поле. Коронно-электростатический барабанный сепаратор (рис.11.2, в) состоит из барабанного осадительного, коронирующего и отклоняющего электродов. В нем одновременно используются поле коронного разряда и электростатическое поле. Исходный материал из питателя 1 равномерно по всей ширине тонким слоем подается на вращающийся заземленный барабанный осадительный электрод 2 и транспортируется в зону действия электрического поля коронного разряда, образованного коронирующим электродом 11. Здесь каждая частица смеси приобретает заряд, знак которого соответствует знаку короны. Поскольку частицы во время зарядки находятся в контакте с поверхностью заземленного осадительного электрода, одновременно с зарядкой частиц происходит их разрядка. Частицы, обладающие высокой электропроводностью (проводники), выйдя из зоны действия коронного разряда, быстро отдают свой остаточный заряд осадительному электроду и центробежными силами сбрасываются с барабана в приемник для проводников 7. Частицы с меньшей электропроводностью медленнее отдают свой заряд осадительному электроду и отрываются от него позже проводников. Непроводящие частицы, не успевшие разрядиться за ¾ оборота осадительного электрода, очищаются с него щеткой и попадают в приемник 4. Таким образом, частицы в зависимости от скорости передачи своего заряда осадительному электроду, определяемой их электропроводностью, имеют различные координаты точек отрыва от поверхности барабана. Образованию веера частиц способствует электростатическое поле, образуемое отклоняющим электродом 8. Трибоэлектрический сепаратор – это электрическии сепаратор, в котором исходный материал разделяется на компоненты по различию приобретенных трибоэлектрических зарядов в электростатическом поле. Трибоэлектрический барабанный сепаратор (см. рис. 9.3, г) имеет зарядное устройство 12, отделенное от сепарирующей части. Зарядка минералов производится в аппаратах барабанного или другого типа путем электризации трением в результате контакта минералов друг с другом. Электризатор снабжен нагревателем для подогрева материала до 120-300 °С, поэтому для минералов, склонных к пироэлектрической электризации, вспомогательное значение при создании зарядов может иметь пироэлектрический эффект. Разделение происходит в электростатическом неоднородном поле постоянной полярности напряженностью 2-4 кВ/см, создаваемой между металлическим заземленным барабаном 2 и цилиндрическим отклоняющим электродом 8, на который подается высокое напряжение (15-50 кВ). Знак напряжения подбирается с учетом знака заряда, приобретаемого минералами при электризации. Также бывает пироэлектрические и диэлектрические сепараторы. Пироэлектрические сепараторы – это электрический сепаратор, в котором исходный материал разделяется на компоненты по их пироэлектрической электризации в электростатическом поле. Диэлектрический сепаратор – это электрический сепаратор, в котором исходный материал разделяется на компоненты по их диэлектрической проницаемости в диэлектрической жидкости, находящейся в электростатическом поле. 11.3. Технологические параметры электрической сепарации Основными технологическими параметрами, определяющими эффективность процесса электрической сепарации, являются: различие в электропроводности разделяемых минералов; конструкции и принципы работы сепаратора; вещественный и гранулометрический состав минерального сырья; технологический режим ведения процесса. Чем больше разница в значениях электропроводности разделяемых минералов, тем существеннее отличаются они скоростью зарядки (на заряженном электроде) и разрядки (на осадительном электроде), величиной остаточных зарядов и траекторией движения в рабочем пространстве сепаратора, тем легче осуществить их разделение. Качество получаемых продуктов при сепарации зависит от содержания разделяемых минералов в исходном материале. Чем меньше в нем содержание непроводников, тем выше качество получаемой фракции проводящих минералов. Колебания содержания электропроводных примесей в разделяемых минералах нарушает стабильность процесса сепарации и приводит к снижению качества концентратов. Эффективность процесса и качество продуктов сепарации ухудшаются при увеличении содержания пылевидных частиц в исходном материале, поэтому перед электросепарацией материал подвергается обычно тщательному обеспыливанию. С увеличением крупности частиц возрастает не только величина заряда, получаемого в поле коронного разряда или на заряженном барабане, но и центробежная сила, отрывающая их от поверхности барабана. Это затрудняет четкое разделение зерен при сепарации материала широкого диапазона крупности. Крупная непроводящая частица при этом может оторваться от барабана одновременно с более мелкой проводящей частицей и, наоборот, очень тонкие проводящие частицы попадут в непроводящую фракцию. Технологические показатели значительно улучшаются при электросепарации узко классифицированного материала. Конструкционные характеристики сепараторов оказывают существенное влияние на технологические показатели. Увеличение скорости вращения барабана сепаратора и рост центробежной силы способствуют выделению проводников. Однако чрезмерное ее увеличение может привести к переходу в проводящую фракцию и тех непроводящих частиц, которые не смогут уже удерживаться на барабане силами электрического притяжения. Уменьшение скорости вращения барабана приводит к засорению проводящей фракции непроводниками, успевающими отдать свой заряд осадительному электроду. Частота вращения барабана диаметром 140-350 мм изменяется в зависимости от исходного материала от 30 до 500 об/мин. С увеличением напряжения на электродах возрастает разница в зарядах проводящих и непроводящих частиц и улучшаются результаты их разделения. Напряжение на коронирующем электроде в современных сепараторах находится в пределах 35-50 кВ, максимальный ток в межэлектродном пространстве составляет около 50 мА. Уменьшение расстояния между электродами увеличивает ток короны и наоборот. Расстояние между электродами устанавливают в процессе отработки режима сепарации и не изменяют при работе. Производительность каждой ячейки сепаратора зависит от длины барабана, изменяющейся в разных сепараторах от 800 до 3000 мм, и скорости его вращения. Увеличивая скорость вращения, можно повысить производительность сепаратора, однако качество продуктов сепарации может ухудшиться. Контрольные вопросы 1. На чём основан электрический метод обогащения полезных ископаемых? 2. Каким образом может осуществляться зарядка частиц сепарируемого материала? 3. В зависимости разделительного признака какие существуют процессы электрического обогащения? 4. По электропроводности на какие группы делятся минералы? 5. Как ведут себя минералы проводники и непроводники в электрическом поле? 6. В чем преимущества электрических сепараторов от других видов обогащения полезных ископаемых? 7. Из каких основных частей состоят электрические сепараторы? 8. Расскажите принцип работы электростатического барабанного сепаратора 9. Расскажите принцип работы коронно-электростатического барабанного сепаратора 10. От каких факторов зависит эффективность работы электрического сепаратора? 11. Как влияет пылевидные частицы на исход электросепарации? Лекция №12 Тема: Флотационное обогащение. Общие сведения и классификация процесса флотации. Теоретические основы флотации. Назначение и классификация флотационных реагентов. Основные термины: флотация, гидрофобные частицы, аэрация; пеногон, пенообразователь, краевой угол смачивания, показатель флотируемости, реагент, реагенты-собиратели, реагенты-активаторы, гидрофобизация, сульфидизация, депрессор, регулятор среды, шламы, реагенты-пенообразователи 12.1. Общие сведения и классификация процесса флотации Флотационное обогащение (флотация) – это процесс обогащения полезных ископаемых, основанный на избирательном прилипании частиц минералов к поверхности раздела двух фаз; жидкость – газ; жидкость – жидкость и др. В зависимости от участвующих в процессе фаз флотация может быть масляной, пенной, на гидрофобной твердой поверхности, на жировой поверхности. Пенная флотация – это процесс, при котором гидрофобные частицы прилипают к вводимым в пульпу пузырькам воздуха или газа и поднимаются с ними кверху, образуя пену, а гидрофильные частицы остаются взвешенными в пульпе. Пленочная флотация – это процесс, при котором гидрофобные частицы, попадая на поверхность движущегося потока воды, остаются на ней, образуя пленку, а гидрофильные частицы тонут. Масляная флотация – это процесс, при котором гидрофобные частицы прилипают к каплям масла в пульпе и всплывают наверх, а гидрофильные частицы остаются взвешенными в пульпе. Флотация твердой стенкой – это процесс флотации тонких шламов (-10 мкм) с помощью носителя – гидрофобных частиц флотационной крупности, селективно взаимодействующих с извлекаемыми шламами, при этом образующиеся агрегаты подвергаются обычной пенной флотации. Ионная флотация – это процесс, предназначенный для извлечения из растворов ионов, образующих при взаимодействии с реагентами-собирателями тонкодисперсные гидрофобные осадки. Вакуумная флотация – это разновидность процесса флотации с использованием газовых пузырьков, выделяющихся из растворов или суспензий в вакууме. Электрофлотация – это процесс флотации минерального сырья пузырьками кислорода и водорода, образующимися при электролизе воды. Флокулярная флотация – это процесс флотации, характеризующийся извлечением частиц в виде флокул, образованных в результате предварительной обработки частиц реагентами. Пенная сепарация – это разновидность процесса флотации, при котором исходная гетерогенная смесь (суспензия) подается сверху на заранее подготовленный пенный слой без его разрушения. Флотогравитация – это процесс обогащения минерального сырья, который заключается в сочетании флотационных и гравитационных методов обогащения и при котором смесь минералов, обработанная реагентами, подвергается гравитационному обогащению (на концентрационных столах, отсадочных машинах, суживающихся желобах). В настоящее время наибольшее распространение получил процесс пенной флотации как наиболее универсальный метод обогащения практически всех типов полезных ископаемых. Флотационный процесс осуществляется в обогатительных аппаратах, называемых флотационными машинами, основными конструктивными элементами которых являются корпус 1, устройство перемешивания и аэрации 2, пеногон 3 (рис. 12.1). Рис. 12.1. Принципиальная схема процесса флотации: 1 – корпус; 2 – блок перемешивания и аэрации; 3 – пеногон Флотация протекает в такой последовательности субпроцессов: • во флотационную камеру подается пульпа, представляющая взвесь минеральных частиц в воде; • с помощью вводимых в пульпу флотационных реагентов создаются условия для прилипания частиц одних минералов к пузырькам воздуха и, наоборот, предотвращается прилипание к пузырькам частиц других минералов; Рис. 12.2. Схема образования минерализованного комплекса пузырек воздуха – минеральные частицы в пульпе: 1,2 – соответственно аполярная и полярная части молекулы собирателя пенообразователя • в пульпу подается диспергированный воздух и в ней образуется большое число мелких пузырьков, для стабилизации которых в пульпу подаются реагенты-пенообразователи; • минеральные частицы сталкиваются с воздушными пузырьками и закрепляются на них, образуя минерализованный комплекс (рис. 12.2); • минерализованные пузырьки всплывают на поверхность пульпы, образуя пенный слой, представляющий собой подвижную среду, состоящую из пузырьков газа, плотно прижатых друг к другу, с минеральной нагрузкой; •минерализованная пена удаляется с поверхности пульпы специальными устройствами (пеногонами). Обычно в пенный слой переходят полезные минералы, а минералы пустой породы остаются в пульпе. В результате получают два продукта: пенный и камерный. Общая эффективность флотации зависит от технологических свойств минерального сырья и эффективности каждого из составляющих субпроцессов. 12.2. Теоретические основы флотации Основой флотации является образование минерализованных пузырьков. Схема образования агрегата, состоящего из одного пузырька и одной частицы минерала, представлена на рис. 12.3. В соответствии со вторым законом термодинамики закрепление частицы на межфазной поверхности и флотация возможны, если свободная энергия системы после закрепления частицы на пузырьке Е2 будет меньше свободной энергии системы до закрепления частицы Е1. В этом случае система из состояния 1 самопроизвольно перейдет в состояние 2. Запас свободной энергии системы W1 до прилипания частицы к пузырьку составлял W1=, (12.1) Где и – площади поверхностей раздела жидкость – газ и твердое – жидкость; и – поверхностная энергия на этих же разделах. Рис. 12.3. Схемы образования агрегата пузырек воздуха – частица минерала (а) и действующих сил (б): 1,2 – соответственно аполярная и полярная части молекулы собирателя и пенообразователя Запас свободной энергии системы W2 после прилипания частицы к пузырьку W2, отнесенный к площади прилипания в 1 см2, будет составлять W2 = 12.2 Уменьшение свободной энергии системы W имеет место при условии W= W1- W2= (12.3) Или W= (12.4) При закреплении пузырька воздуха на твердой поверхности из условий равновесия точки на трехфазном контакте твердое – газ – жидкость справедливо следующее соотношение (см. рис. 12.3); (12.5) Где - равновесный краевой угол смачивания, под которым понимают угол, образованный поверхностью раздела двух фаз с поверхностью третьей фазы и измеряемый в сторону жидкой фазы. Подставляя выражение (12.5) в (12.4), получают уравнение для определения убыли свободной энергии W флотационной системы после закрепления частицы на пузырьке в равновесных условиях: W (F) = (1 -). (12.6) Показателем флотируемости называется величина F, характеризующая изменение поверхностной энергии системы при закреплении частицы на поверхности раздела фаз, отнесенная к единице площади контакта газ – твердое. Когда > 0, то F > 0, т.е. прилипание частицы к пузырьку возможно, если краевой угол смачивания больше нуля. Из выражения (12.6) следует, что чем больше краевой угол смачивания, тем гидрофобнее поверхность минерала, тем лучше его прилипание к воздушному пузырьку и больше показатель флотируемости. Краевой угол смачивания для различных минералов может изменяться в широких пределах и составляет у природно-гидрофильного кварца около 0°, каменного угля – 60-90°, сульфидов – 75-85°. Флотационную способность минералов, т.е. степень смачиваемости водой, можно изменять искусственно, обрабатывая их поверхность флотационными реагентами. 12.3. Назначение и классификация флотационных реагентов Флотационными реагентами называются органические и неорганические вещества, которые вводят во флотационный процесс с целью регулирования флотируемости минералов В зависимости от назначения флотационные реагенты классифицируют на собиратели, модификаторы, пенообразователи. К вспомогательным реагентам относят регуляторы pH среды, модификаторы пены, флокулянты и диспергаторы. Реагенты-собиратели – это реагенты, обеспечивающие гидрофобизацию поверхности минеральных частиц, подлежащих извлечению в пенный продукт. В качестве собирателей предложено большое число органических соединений Реагенты-собиратели разделяют на две большие группы: ионогенные (диссоциирующие на ионы) и неионогенные (не диссоциирующие на ионы) Ионогенные собиратели взаимодействуют с минералами преимущественно на основе химической адсорбции, а неионогенные закрепляются на минеральных частицах путем физической адсорбции и адгезии. На рис. 12.4 показана структура молекулы собирателя – ксантогената. Молекула состоит из не взаимодействующей с водой полярной группы, которая химически связывает его молекулу с минералом и закрепляет на поверхности минерала, и аполярной группы углеводородного радикала С4Н9, которая сообщает минералу гидрофобные свойства, т.е. делает его трудно- смачиваемым водой. В результате гидрофобизации достигается закрепление трехфазного периметра смачивания, увеличение скорости прилипания пузырьков воздуха к минералу и значительное увеличение прочности прилипания. Рис. 12.4. Структура молекулы гетерополярного собирателя (ксантогенага) (а) и адсорбционный слой его на поверхности минерала (б): I – углеводородный радикал; 2 – солидофильная группа; 3 – связи солидо-фильной группы с решеткой минерала Реагенты-активаторы – это реагенты, создающие условия, благоприятствующие закреплению собирателей на поверхности минералов. Различают три основных механизма действия реагентов- активаторов Механизм 1- образование на поверхности минералов не взаимодействующей с собирателем пленки, на которой активно закрепляется собиратель. Например, сульфидизация окисленных минералов с помощью сернистого натрия (рис. 12.5, 1). Окисленные минералы сами по себе неспособны взаимодействовать с ксантогенатом. Однако при взаимодействии с сернистым натрием на их поверхности образуется пленка сульфида металла, на которой и закрепляется собиратель. Механизм 2 – закрепление на поверхности минералов ионов-активаторов, с которыми затем взаимодействует собиратель. Например, активация флотации кварца собирателем с карбоксильной полярной группой с помощью предварительного закрепления на ней ионов двух- и трехвалентных металлов (Са2+, Ва2+, А13+ и др.) (рис. 12.5, 2а) или активация флотации сфалерита ионами меди (рис. 12.5, 2б). Механизм 3 – растворение и удаление с поверхности вторичной гидрофильной пленки с последующим взаимодействием собирателя со свежеобнаженной поверхностью. Например, удаление с помощью кислоты с поверхности пирита пленки гидроксидов железа и закрепление затем на пирите ксантогената (рис. 12.5, 3). Рис. 12.5. Схемы механизмов действия реагентов на состояние поверхности минералов: А – до добавления активатора; б – после добавления активатора Реагенты-депрессоры – это реагенты, применяемые для предотвращения гидрофобизации минералов собирателями. Они предназначены для повышения избирательности (селективности) флотации при разделении минералов, обладающих близкими флотационными свойствами Различают 5 основных механизмов действия реагентов- депрессоров. Механизм 1 – растворение ранее закрепившегося на поверхности минерала собирателя. Например, подавление флотации сульфидов меди (халькопирита, ковеллина, халькозина и др.) с помощью цианидов, в результате следующего процесса (рис. 12.6, 1). Механизм 2 – вытеснение ионов собирателя ионами депрессора, которые образуют с ионами минерала груднорастворимое гидрофильное соединение. Например, подавление сернистым натрием флотации галенита (рис. 12.6, 2). При этом ионы серы вытесняют с поверхности минерала ионы ксантогената. Механизм 3 – образование реагентом-депрессором гидрофильных соединений на участках поверхности, не занятых собирателями (без его вытеснения). В результате суммарная гидратированность поверхности возрастает, а флотация ухудшается. Например, подавление двухромовокислым калием (К2Сr2О7) флотации галенита (рис. 12.6, 3). При этом менее гидрофильные участки галенита, не занятые собирателем, покрываются образующимися более гидрофильными сульфидохроматами свинца. Суммарная гидрагированность поверхности возрастает, а фло- тируемость галенита снижается. Рис. 12.6. Схемы механизмов действия реагентов-депрессоров на состояние поверхности частицы минерала: А – до добавления депрессора; б – после добавления депрессора Механизм 4 – закрепление на свободных от собирателя участках поверхности относительно крупных гидрофильных соединений, образуемых реагентами-депрессорами в растворе и экранирующих молекулы собирателя, подавляя флотацию. Например, подавление флотации сфалерита сернокислым цинком в щелочной среде, создаваемой содой (рис. 12.6,4). При этом в растворе образуются гидрофильные частицы основного карбоната цинка, которые налипают на поверхность сфалерита, снижая его флотируемость, Механизм 5 – изменение свойств реагентов-собирателей, находящихся в жидкой фазе пульпы, приводящее к ухудшению их закрепления на поверхности минералов. Например, связывание собирателя в нерастворимые соединения, уменьшение степени диссоциации собирателя со снижением концентрации флотационно-активных анионов собирателя и др. К регуляторам среды относятся регуляторы pH среды и регуляторы ионного состава пульпы. Водородным показателем (pH) среды называют значение логарифма концентрации водородных ионов, взятое с обратным знаком: pH = - lg [Н]+. (12.7) Для кислых сред pH < 7, для нейтральной среды pH = 7, для щелочной среды pH > 7. Многие флотореагенты в водных растворах сильно гидролизованы и соотношение между концентрацией ионов и молекул флотореагентов в значительной мере зависит от щелочности среды. Для регулирования pH среды используют кислоты, щелочи или их соли. Регуляторы ионного состава пульпы применяются с целью вывода из пульпы ионов, мешающих взаимодействию собирателя с поверхностью флотируемых минералов. Например, при флотации олеатом натрия вредными являются ионы кальция и магния, так как они при взаимодействии с олеатом натрия образуют труднорастворимые соединения, выпадающие в осадок, в результате чего снижается концентрация ионов собирателя в пульпе и в итоге ухудшается флотация. Вредное влияние на селективность процесса флотации свинцовых минералов из свинцово-цинковых руд оказывают ионы меди, содержащиеся в пульпе и активирующие флотацию сфалерита. В итоге сфалерит переходит в пену вместе с галенитом. Для связывания нежелательных ионов используют известь, соду и другие регуляторы. Реагенты-регуляторы используются при флотации и как пептизаторы шламов для ослабления их отрицательного влияния на результаты флотации. В качестве пептизаторов при флотации широко используется жидкое стекло, гексаметафосфат натрия, триполифосфат натрия, а также некоторые электролиты. Реагенты-пенообразователи – это реагенты, предназначенные для увеличения дисперсности и стабилизации пузырьков воздуха в пульпе и повышения устойчивости пены, насыщенной частицами флотируемого минерала. Кроме этого, пенообразователи замедляют всплывание пузырьков, а иногда влияют на собирательное действие реагентов и прочность прилипания частиц к пузырькам. Реагенты-пенообразователи представляют собой поверхностно-активные вещества (ПАВ), способные самопроизвольно адсорбироваться на поверхности раздела вода-воздух со снижением при этом поверхностной энергии. Адсорбция ПАВ является ориентированной. При этом полярная группа находится в воде, а гидрофобный радикал – на ее поверхности (рис. 12.7). Рис. 12.7. Схема стабилизации пузырка молекулами пенообразователя В качестве пенообразователей используют вещества, имеющие в своем составе одну из следующих полярных групп: гидроксильную (ОН-), карбоксильную (), карбонильную (=С=О), аминогруппу (NH2), сульфогруппу (OSO2OH или SO2OH). Наибольшее распространение на обогатительных фабриках получили гетерополярные соединения с неионизирующейся полярной группой: сосновое масло, синтетические реагенты ОПСБ, Т-88, МИБК, циклогексанол, и др. Контрольные вопросы |