|
|
После изучения дисциплины студент должен знать
ЭЛЕМЕНТАРНОГО АКТА ФЛОТАЦИИ
В процессе пенной флотации имеет место взаимодействие трех фаз: твердая фаза - минерал, жидкая фаза -вода, газообразная - воздух. Каждая из этих фаз имеет большое значение при обогащении методом флотации. Поэтому для понимания элементарного акта флотации необходимо знать свойства воздуха, воды, физико-химические свойства поверхности минерала, характер связей в них, свойства поверхности раздела минерал-вода, структуру минералов.
При изучении этой темы следует обратить особое внимание на краевой угол смачивания и зависимость его величины от значений удельных поверхностных энергий на границе соприкасающихся фаз.
Литература (1, с. 14-37; 2, с. 9-36).
13
Вопросы и задания для самопроверки
Назовите тип связи между атомами водорода и кислорода
в молекуле воды.
Какая связь является атомной, водородной?
Какая молекула называется полярной, какая неполярной?
Что представляет собой поверхностное натяжение?
Дайте определение понятия адсорбция.
Перечислите типы связей, которые бывают в минералах.
Опишите возможные дефекты кристаллической решетки
минералов и изоморфные замещения.
Охарактеризуйте газовую фазу.
Какие ионы называются "неизбежными"?
Покажите на примерах, какое влияние на флотацию ока -
зывают неизбежные ионы пульпы.
Каким образом можно регулировать ионный состав пульпы?
Чем отличается вода гидратных слоев от объемной воды?
Дайте определение "полного потенциала" и z- потенциала.
Дайте определение краевого угла смачивания и гистерези -
са смачивания
15. Назовите причины, вызывающие гистерезис смачивания.
2.2. ФИЗИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ ФЛОТАЦИИ
При изучении этой темы студент должен уяснить схему факторов, влияющих на минерализацию пузырьков и пенную флотацию. Необходимо знать уравнения А.Н. Фрум-кина - Б.Н. Кабанова и В.Н. Матвиенко, механизм предотвращения деминерализации пузырьков при всплесках отрывающих усилий по В.И. Мелику-Гайказяну. Литература (1, с. 37-70; 2, с. I49-I76).
Вопросы и задания для самопроверки
1. При каких условиях минеральная частица может прилипнуть к пузырьку воздуха?
2. Охарактеризуйте этапы столкновения и скольжения.
14
3. Объясните механизм предотвращения деминерализации
пузырьков при всплесках отрывающихся сил по В.И. Мелику -
Гайказяну.
Что является мерой флотационной активности минерала?
Докажите вероятность возникновения пузырьков воздуха
на твердой поверхности.
Значение какого краевого угла входит в уравнение Фрум -
кина - Кабанова?
Как можно повысить флотируемость крупных зерен?
8. Перечислите известные способы повышения эффектив -
ности флотации шламов.
2.3. КИНЕТИКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФЛОТАЦИОННОГО ПРОЦЕССА
При изучении этой темы необходимо познакомиться с кинетикой минерализации воздушных пузырьков при флотации, уметь вывести формулу скорости флотации (К.Ф. Белоглазова), знать причины снижения удельной скорости флотации и способы ее повышения, представлять перспективы использования кинетических закономерностей в
системах автоматического управления флотацией. Литература [1, с. 71 -77; 2, с. 176-179].
Вопросы и задания для самопроверки
1. Выведите формулу скорости флотации (Белоглазова). 2.0 чем свидетельствует выпуклая форма кривой?
Что показывает вогнутая форма кривой?
Как скорость флотации влияет на экономические показате
ли обогащения?
Почему при наличии в руде шламов часто их целесообраз
но удалять?
Почему результаты флотации получаются выше при раз
дельной флотации песков и шламов?
7. Когда целесообразно проводить раздельную флотацию
песков и шламов?
8. Назовите причины снижения удельной скорости флотации
и как их можно ликвидировать.
15
2.4. ФЛОТАЦИОННЫЕ РЕАГЕНТЫ
и механизм их действия
НА ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА ФАЗ ПРИ ФЛОТАЦИИ
При изучении этой темы студент должен понять назначение и механизм действия основных реагентов при флотации: регуляторов рН пульпы, активаторов, собирателей, депрессоров и пенообразователей; знать формулы основных реагентов и уметь написать предлагаемые реакции их взаимодействия с минералами; знать расход реагентов и
их стоимость.
Литература (I, с. 71-204; 2, с. 47-149).
Вопросы и задания для самопроверки
1. Для чего добавляют в пульпу регуляторы рН пульпы, акти
ваторы, собиратели, депрессоры и пенообразователи? Опишите
механизм их действия.
Перечислите и охарактеризуйте основные сульфгидриль -
ные собиратели. Объясните механизм действия ксантогената.
Почему целесообразно использовать при флотации суль -
фидных руд смесь нормального ксантогената и с изостроением угле
водородного радикала?
Назовите и охарактеризуйте наиболее широко применяе
мые оксигидрильные собиратели. Изложите механизм действия
олеиновой кислоты и олеата натрия.
Для каких минералов в качестве собирателя используют
углеводородные масла (керосин, солярка, машинное и трансформа
торное масло, ИМ-5 и др.)?
Перечислите и охарактеризуйте основные катионные соби
ратели.
Назовите депрессоры для подавления флотируемости сфа
лерита, галенита, пирита, кварца и объясните механизм их действия.
Расскажите о назначении и механизме действия активато
ров: CuSO4, Na2S.
Почему окисленные минералы меди, свинца, цинка не фло
тируются ксантогенатом без предварительной их сульфидизации?
10. К каким последствиям может привести завышенный рас
ход сернистого натрия при флотации окисленных минералов?
16
Какова необходимая степень покрытия минерала собира
телем для полной флотации?
За счет каких сил осуществляется закрепление гетеропо -
лярного и аполярного собирателя на поверхности минералов?
Как зависит необходимая степень покрытия собирателем
от длины его аполярной части и исходной гидрофобности поверх
ности минерала?
Каковы нормы ПДК керосина, ксантогената, аэрофлота?
Какие пенообразователи лучше применять при флотации
крупных, мелких частиц и в цикле селекции?
Опишите способы снижения объема и устойчивости пены.
Какими свойствами должна обладать хорошая пена?
Сделайте вывод формулы рН.
Расскажите возможные механизмы действия рН на по
верхность минералов и ионный состав пульпы.
Перечислите методы определения рН.
Как действует рН на состояние собирателей?
Почему щелочная среда создается содой, а не более деше
вой известью?
2.5. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА РУД, СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ, ИХ ВЛИЯНИЕ НА ФЛОТАЦИЮ
При изучении этой темы необходимо понять, как влияет содержание ценных компонентов, минеральный состав, вторичные изменения и характер вкрапленности минералов на результаты флотации, изоморфные замещения, электрофизические свойства и кристаллическое строение минералов на состояние их поверхности. Литература [1, с. 204-209; 2, с. 36-47].
Вопросы и задания для самопроверки
Что входит в характеристику вещественного состава руд?
До какой крупности необходимо измельчить руду, чтобы
получить высокие показатели флотации?
Почему при флотации руд одинакового генезиса одинако
вой вкрапленности, одинакового состава пустой породы извлечение
металла выше из руды с более высоким содержанием?
До какой степени крупности необходимо измельчить руду,
чтобы получить высокие показатели флотации?
Назовите главную особенность флотации растворенных солей.
6. Какое влияние на флотируемость минералов оказывают
изоморфные замещения?
2.6. РЕЖИМЫ И СХЕМЫ ФЛОТАЦИИ
При изучении этой темы студент должен уяснить основные направления технологического прогресса в области флотации полезных ископаемых, а также задачи комплексного извлечения ценных компонентов из руд.
Следует рассмотреть современные режимы флотации сульфидных, окисленных и смешанных сульфидно-окисленных руд, руд редких металлов, фосфоритов и апатитов, схемы коллективной и селективной флотации, комбинированные схемы флотации.
Литература [1,0.209-303; 2, с. 260-300].
Вопросы и задания для самопроверки
Дайте классификацию минералов по юс флотируемости.
Нарисуйте и объясните схемы флотации медно-цинковой,
свинцово-цинковой, медно-свинцово-цинковой руды, графита и
калийных солей. Напишите режимы флотации.
Опишите процесс ионной флотации.
4. Перечислите направления совершенствования режимов
флотации.
Дайте классификацию операций флотации.
Когда используются схемы с раздельной флотацией песков
и шламов?
Обоснуйте целесообразность применения комбинирован
ных схем.
Назовите факторы, влияющие на показатели флотации.
9. В какой последовательности целесообразно выделить из
руды минералы: сфалерит, ковеллин, халькозин? Объясните почему?
10. В чем преимущество флотации перед остальными метода
ми обогащения? В каких случаях применяют селективную флотацию
и в каких коллективную с последующей селекцией коллективных
концентратов?
18
2.7. ФЛОТАЦИОННЫЕ
МАШИНЫ И АППАРАТЫ
Известно, что результаты флотации в большей мере зависят от конструкции флотационной машины. Поэтому студент должен знать классификацию современных флотационных машин, аппаратов, их конструктивные особенности и требования, предъявляемые к ним. Уметь выбрать тип машины и рассчитать необходимое количество
камер для каждой операции флотации. Литература (I, с. 303-240; 2, с. 191-238).
Вопросы и задания для самопроверки
1. Дайте классификацию современных флотационных машин.
Нарисуйте схему устройства механической, пневмати
ческой и пневмомеханической флотационных машин. Объясните
принцип их действия.
Перечислите основные направления совершенствования
флотационных машин.
Напишите формулы для расчета механических, пневмоме
ханических и пневматических машин.
Что вы понимаете под вторичной концентрацией в пенном
слое? Как она используется при флотации и как ее можно увеличить?
Проведите анализ вероятности выделения пузырьков воз
духа на поверхности частиц. В каких флотомашинах эта особен
ность наиболее реализуется, и как ее можно усилить?
2.8. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ
флотационного отделения
При изучении этой темы необходимо понять как распределяются операции флотации по флотационным машинам, как подготавливается пульпа к флотации, как и где готовятся реагенты. Знать способы кондиционирования ионного состава промышленных и оборотных вод и способы разрушения пены, АСУТП, охрану труда и технику безопасности на флотационных фабриках.
Литература [I, с. 34! -361; 2. с. 256-260].
19
Вопросы и задания для самопроверки
Какие машины обычно используются две основных и кон
трольных операций, а какие - для перечистки?
Где и как готовятся реагенты перед подачей их во флотацию?
Как можно снизить концентрацию солей жесткости и неиз
бежных ионов в промышленных и оборотных водах?
Перечислите способы разрушения флотационной пены.
Как регулируется процесс флотации?
Расскажите о технике безопасности в цехе флотации.
Охарактеризуйте перспективные направления дальнейшего
развития флотационного процесса.
3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Приведите схему флотации полезного ископаемого (табл. 1). Укажите особенности технологического процесса (плотность пульпы, реагентный режим и т.д.).
Таблица 1. Исходные данные для задания 1
Вариант
|
|
|
Крупность
|
по пред-
|
|
|
руды перед
|
последней цифре
|
Руда
|
Рудные минералы
|
измельчением, мм
|
шифра
|
|
|
|
студента
|
|
|
|
1
|
Медная
|
Халькопирит
|
10
|
2
|
Свинцово-цинковая
|
Галенит, сфалерит
|
15
|
3
|
Свинцово-баритовая
|
Галенит, барит
|
2
|
4
|
Полиметаллическая
|
Галенит, сфалерит,
|
|
|
|
пирит
|
25
|
5
|
Медно-никелевая
|
Кубанит, пенталан-
|
|
|
|
дит, миллерит - ,
|
15
|
6
|
Медно-молибденовая
|
Халькопирит,
|
|
|
|
молибденит, пирит
|
25
|
7
|
Вольфрамо-молибде-
|
Шеелит, молибденит,
|
|
|
новая
|
повеллит
|
20
|
8
|
Титановая
|
Ильменит
|
18
|
9
|
Железная
|
Магнетит, гематит
|
24
|
10
|
Апатит-нефелиновая
|
Апатит, нефелин
|
16
|
20
2. Объясните механизм действия реагентов (табл. 3). Таблица 2. Исходные данные дли задания 2
Вариант по последней цифре шифра студента
|
Реагент
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
Реагенты - регуляторы рН пульпы Оксигидрнльные собиратели Сульфгидрильные собиратели Катионные реагенты-собиратели
А полярные реагенты-собиратели Сульфидизаторы
Активаторы окисленных форм свинцовых минералов и сфалерита Депрессоры сульфидов цветных и черных металлов
Депрессоры кварца
|
3. Обоснуйте выбор типа флотационной машины для переработки полезного ископаемого (табл.5 ,4).
Таблица 3. Типыруд
Вариант по последней цифре шифра
|
Полезное ископаемое
|
Цикл флотации, операции
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
Угольные шламы
Серная руда
Медно-никелевая руда Медно-молнбденовая руда (сульфидная) Вольфрамо-молибде-новая руда (минералы: шеелит и молибденит) Апатнто-нефелиновая
руда.
Цинково-пиртная руда (сплошная сульфидная) Сильвинитовая руда Флюоритовая руда
|
Основная и контрольная флотация
Рудный цикл (основная и контрольная флотации)
Цикл коллективной флотации Межцикловая флотация
Цикл молибденовой флотации
Песковая и шламовая флотация
Цикл цинковой флотации
Цикл сильвиновой флотации Песковая и шламовая флотации
|
Таблица 4. Исходные данные для задания 3
Ва-
|
По-
|
|
Вариант по последней
|
цифре шифра студента
|
|
ри-
|
каза-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ант
|
тели
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
1
|
Про-
|
1,0
|
0,9
|
1,2
|
1,1
|
0,8
|
0,9
|
0,6
|
0,5
|
0,7
|
1,3
|
2
|
изво-
|
2,0
|
2,1
|
3,0
|
1,9
|
3,5
|
4,1
|
5,2
|
3,7
|
2,9
|
24
|
3
|
дитель-
|
3,0
|
3,8
|
4,1
|
5,2
|
2,9
|
6,7
|
5,2
|
4,4
|
5,I
|
3,9
|
4
|
ность,
|
5,1
|
3,9
|
7,3
|
6,2
|
7,5
|
5,1
|
6,3
|
5,9
|
4,8
|
5,3
|
5
|
млн т/г.
|
10,1
|
11
|
8,9
|
9
|
12,5
|
13
|
14,1
|
16
|
8,3
|
164
|
6
|
|
1,4
|
1,5
|
2,3
|
4
|
5,2
|
3,6
|
4,7
|
3,8
|
5,1
|
2,8
|
7
|
|
0,8
|
0,9
|
0,6
|
1
|
0,9
|
0,4
|
1,2
|
3
|
2,4
|
1.3
|
8
|
|
11
|
13,0
|
12
|
9
|
14,5
|
!2
|
16
|
17
|
15,4
|
14,8
|
9
|
|
1,1
|
1,3
|
1,7
|
1,8
|
0,8
|
1,6
|
0,5
|
1,3
|
4,1
|
3,2
|
1
|
Содер-
|
21
|
22
|
28
|
30
|
31
|
26
|
27
|
25
|
28
|
23
|
2
|
жание
|
25
|
26
|
24
|
23
|
27
|
28
|
21
|
29
|
30
|
29
|
3
|
твердо-
|
31
|
32
|
33
|
34
|
35
|
35,1
|
29
|
32
|
314
|
344
|
4
|
го в пуль
|
29
|
28
|
27
|
32
|
33
|
34
|
34,5
|
35
|
33,8
|
36,1
|
5
|
пе,%
|
28
|
29
|
31
|
32
|
31
|
30,5
|
35,0
|
33,1
|
33
|
29,8
|
6
|
Пески
|
51
|
55
|
56
|
53
|
52,1
|
50
|
50,4
|
41,9
|
45
|
49^
|
|
Шламы
|
16
|
17
|
18
|
22
|
28
|
29
|
26,3
|
20,3
|
17
|
25Д
|
7
|
|
31
|
30
|
29
|
32
|
33
|
34
|
32
|
31,5
|
29,0
|
28,0
|
8
|
|
27
|
28
|
29
|
31
|
32
|
26
|
25
|
28,1
|
27,5
|
29,0
|
9
|
Пески
|
55
|
56
|
55,2
|
53,1
|
54,0
|
52
|
51
|
56,0
|
54,3
|
53,8
|
|
Шламы
|
20
|
21
|
25,0
|
24,1
|
23,3
|
19
|
21,2
|
23,2
|
22,4
|
19,8
|
4. Обоснуйте и выберите схему обогащения полезного ископаемого. Сделайте расчеты качественно-количественной и водошламовой схем первого цикла обогащения. Характеристику руды и производительность обогатительной фабрики примите по условиям задания 3, содержание расчетного компонента - по табл. 5.
При выборе схемы обогащения необходимо осветить следующие вопросы: вещественный состав руды; анализ работы предприятий, перерабатывающих аналогичное сырье; требования, предъявляемые к качеству концентрата. Недостающие данные примите по литературным источникам.
|
|
|
Скачать 296.5 Kb.