Флотаційні методи збагачення

Размещено на http://www.allbest.ru/

Криворізький технічний університет

Кафедра збагачення корисних копалин

Методичні вказівки

до виконання лабораторних робіт

з курсу „Флотаційні методи збагачення”

для студентів спеціальності 7.090302

„Збагачення корисних копалин”

м. Кривий Ріг

2006 р.



Вступ

Лабораторні роботи з дисципліни «Флотаційні методи збагачення» виконуються студентами у 7-му семестрі і служать для закріплення лекційного матеріалу. На лабораторний практикум учбовим планом передбачено 34 години.

Роботи виконуються підгрупами, які за вказівкою викладача розділяються на бригади. Звіт по роботі представляється кожним студентом індивідуально.

До кожної роботи студент готується самостійно. На початку занять викладач проводе опитування по поточній роботі, приймає звіт по попередній і допускає до роботи тільки підготовленого студента. Кожен студент повинен мати робочий зошит, в який він замальовує ескізи апаратів, схеми та записує результати дослідів. Після закінчення роботи студент показує зошит викладачу для перевірки.

Звіт по роботі повинен мати наступний зміст:

1.Мета роботи; 2. Опис ходу досліду; 3. Ескізи апаратів; схеми установок та дослідів; 4.Таблиці результатів дослідів; 5. Висновки по роботі.

Не допускається розміщення у звітах ксерокопії апаратів та установок. По роботі тривалістю 4 год.- один загальний звіт. Звіти оформлюються на окремих аркушах паперу формата А4. Титульний аркуш приведено на попередній сторінці.

Правила безпеки при роботі у лабораторії:

1. Перед початком робіт у лабораторії студент зобов'язаний ознайомитись з правилами техніки безпеки та їх виконанням.

2. Роботи виконуються бригадами по 2-4 студента на точно визначеному місці у відповідності з інструкцією до лабораторної роботи. Забороняється вмикати установки та прилади, до яких дана робота не має відношення.

3. При виникненні під час виконання роботи нещасного випадку, кожний студент, який знаходиться поруч, повинен надати першу медичну допомогу і терміново повідомити про випадок викладача, який веде заняття.

4. Для виконання робіт студент повинен мати спецодяг (халат, куртку). Всі ґудзики ретельно застібнуті, волосся прибране.

5. Живильна напруга в лабораторії 380 В та 220 В, тому дотик до струмопровідних частин, які знаходяться під напругою, є небезпечним. Подачу напруги на робочі місця від РП здійснює викладач.

6. Перед включенням установок та приладів студент зобов'язаний ознайомитись з інструкцією до лабораторної роботи, переконатися у справності устаткування, огороджень та пускової апаратури і здійснювати їх включення з дозволу викладача, який веде заняття.

7. Сушка продуктів флотаційних дослідів здійснюється у лабораторії у спеціальній шафі. Забороняється користуватись відкритими нагрівальними приладами.

8. При роботі з реагентами необхідно пам'ятати, що деякі з них отруйні і при потраплянні на шкіру чи слизову оболонку викликають опіки. Уражене місце при роботі з фенолами, дітіофосфатами необхідно старанно промити водою, а при роботі з кислотами та лугами необхідно ще зробити примочку: з 5%-ного розчину соди (при опіку кислотами) чи з 5%- ного розчину оцтової або борної кислоти (при опіку лугами); слід остерігатися попадання розчину сірчаної кислоти на шкіру, бо вона руйнує тканину, викликає опіки.

9. Після закінчення лабораторної роботи студенти кожної бригади зобов'язані навести порядок на своєму робочому місці (вимити флотомашину, стіл, посуд).

10. Студент у адміністративному порядку несе персональну відповідальність за невиконання правил безпеки, а у випадку псування приладів також і матеріальну відповідальність.

Лабораторна робота 1. Змочуваність мінералів водою та визначення крайових кутів змочування

У процесі пінної флотації приймають участь 3 фази: рідка, тверда та газоподібна. Флотаційна активність мінералів залежить від співвідношення вільних енергій на межі розподілу фаз: тверда-рідина, рідина-газ, газ-тверда. Вільна поверхнева енергія - це надлишок енергії, яку мають атоми, іони та молекули поверхневого шару в порівнянні з об'ємом.

Перед флотаційним збагаченням різної мінеральної сировини здійснюється її здрібнення. Здрібнення мінералів відбувається по площинах спайності, окремості, тріщинуватості та дефектних місцях кристалічної структури. Якщо при здрібненні мінералів відкриваються сильні зв'язки, то така поверхня активно взаємодіє з диполями води і має низькі флотаційні властивості. У випадку відкриття слабих (молекулярних та ін.) зв'язків поверхня мінералу погано взаємодіє з диполями води та розчиненими флотореагентами та характеризується високою флотоактивністю.

Мінерали, поверхня яких змочується водою, називають гідрофільними. Мінерали, які погано змочуються водою, називаються гідрофобними.

Штучно змочуваність мінералів можна змінити обробкою розчинами флотореагентів.

Змачуваність мінералів водою кількісно можна оцінити величиною крайового кута змочування (и) та електричними характеристиками: термодинамічним (ц) та електрокінетичним (Е) потенціалами.

Теоретичне значення и може змінюватись від 0° (гранична гідрофільнісь) до 180° (гранична гідрофобність).

Рівноважне значення крайового кута змочування можливо визначити по рівнянню Давидова - Неймана (закону Юнга):

,

де ут-г, ут-ж, уж-г - граничні поверхневі енергії на межі розподілу фаз, які взаємодіють.

Рівняння Давидова -- Неймана одержано з розгляду рівноваги трьох сил поверхневих енергій на межі розділу фаз, спрямованих перпендикулярно лінії контакту трьох фаз по дотичній к поверхні розділу кожних з двох фаз (див. рис.1).

Крайовий кут змочування вимірюється завжди у бік рідкої фази.

Рис. 1 Капілярні сили, діючі по трифазному периметру змочування.

Значення крайового кута змочування змінюється застосуванням флотаційних реагентів. При збільшені крайового кута змочування поліпшуються гідрофобні властивості поверхні мінералів та їх флотаційні властивості.

Крайовий кут змочування мінералів можна визначити на установці академіка

П.А. Ребіндера. Установка П.А. Ребіндера приведена на рисунку 2.

Мета роботи - визначення ступені гідратації поверхні мінералів вимірюванням крайових кутів змочування.

Зміст та порядок виконання роботи.

1. Підготувати поверхню мінералу шліфуванням на матовому склі з порошком корунду, промивкою дистильованою водою і сушкою (грушою чи у ексикаторі).

2. Установити шліф на речовий стіл. Ввімкнути проекційний ліхтарик. Установити напругу (по вольтметру 40 - 50 вольт). Нанести піпеткою на поверхню мінералу краплю дистильованої води. Відрегулювати чіткість видимого зображення шліфа та краплі на екрані переміщенням об'єктиву.

3. Збільшити напругу обертанням ручки автотрансформатора до 180 вольт та визначити крайовий кут змочування шляхом обведення контура краплі та шліфа на екрані та проведенням дотичної до поверхні краплі у точці дотику трьох фаз.

4. Визначити и, вимір виконати п'ять разів.

5. Визначити:

а) середнє значення и: (1)

для наших умов n = 5.

б) вибіркова дисперсія: (2)

в) стандартне відхилення середнього результату: (3)

г) вірогідна відносна похибка: (4)

де tб, k - коефіцієнти нормових відхилень (коефіцієнт Стьюдента).

при 95% довірчої вірогідності та n = 5 tб, k = 2,78

д) результати записати у такому вигляді

6. Результати оформити у вигляді табл.1

Таблиця 1 - Результати вимірювання крайових кутів змочування

Найменування мінералу



Рис. 2. Установка П.А. Ребіндера для вимірювання крайових кутів змочування. 1 - проекційний ліхтар; 2 - речовий стіл; 3 - конденср (лінза); 4 - екран; 5 - рама; 6 - стіл.

Зміст звіту:

1. Опис ходу роботи, ескіз установки.

2. Результати вимірів.

3. Висновки.

Необхідне устаткування, приладдя, мінерали.

1. Проекційний ліхтар - 1 штука.

2. Автотрансформатор - 1 штука.

3. Шліфи мінералів: галеніту, халькопіриту, піриту, кальциту, кварцу, мартиту,

гематиту, магнетиту та ін. - 20 шт.

4. Речове скло - 20 шт.

5. Пластилін - 0,5 кг.

6. Мінералогічний прес - 2 шт.

7. Матове скло - 20 шт.

8. Порошок корунду-10г.

9. Фільтрувальний папір - 20 шт.

10.Піпетки - 4 шт.

11.Груші-2шт.

12.Транспортир - 2 шт.

Контрольні питання:

1. Питомі поверхневі енергії на межі розподілу фаз.

2. Крайовий кут змочування.

3. Гістерезис змочування.

4. Рівняння Давидова - Неймана.

5. Методика визначення крайового кута змочування на установці П.А. Ребіндера.

6. Класифікація кристалічних решіток по величені міжатомних відстаней у кристалі.

Лабораторна робота 2. Флотація вугілля

Мета роботи - ознайомлення студентів з конструкцією лабораторної флотаційної машини 237ФЛ-А, одержання навичків проведення флотаційних дослідів.

Кам'яне вугілля відноситься до групи аполярних мінералів з природно- високими гідрофобними властивостями. Висока природна гідрофобність його обумовлена особливостями кристалічної структури. Крайовий кут змочування вугілля коливається від 70° до 900.

Флотаційні властивості вугілля залежать від петрографічного складу, степені окисленості поверхні зерен, від складу порожньої породи та ін.

Флотація вугілля здійснюється шляхом простих технологічніх схем з використанням аполярних реагентів-збирачів. Але часто флотація вугілля здійснюється при спільному застосуванні поверхнево - активних речовин з гетерополярною будовою молекул та важко розчиних у воді речовин. Перший реагент крім гідрофобізації полярних дільниць поверхні вугілля сприяє утворенню стійкої піни, тобто виконує роль піноутворювача.

Як аполярний збирач застосовується, як правило, гас. Гетерополярними збирачами є відходи виробництва синтетичних спиртів, наприклад замінники спиртів, кислот та ін.

Верхнє відділеня перегородкою 3 розподілено на дві частини. У першій спокійній частині (відстійнику), здійснюється дозбагачення піни. Зерна зростків та механічно захвачена пуста порода вивілняються з пінного шару, та через сушилку, як показано стрілкою, повертаються у нижнє відділеня.

У непрацюючий машині рівень пульпи (води) повинен знаходитись на верхньому краї перегородки 3, бо при ввімкненні двигуна імпелера 5 та відкритті затикача на гумовій трубці патрубку поступаючий у камеру рівень повітря збільшить об'єм пульпи, що може призвести до її переливу через пінний поріг. Якщо при подачі повітря рівень пульпи опинеться низьким, до машини додають воду у такій кількості, щоб піна трохи переливалась через нижній поріг. Зняття піни під час досліду здійснюється руками за допомогою гребка.

Порядок виконання роботи:

1. Наважку суміші вугілля з кварцем (по 25 г.) завантажити зверху у камеру флотомашини при закритому повітрянозабірному патрубку 6.

2. Наважку залити водою до рівня решітки, ввімкнути привід імпелера та перемішувати протягом 2 хв.

3. У змішувальну пульпу додають реагенти - гас та алеат натрію, спочатку подають гас у кількості 0.6 кг/т, потім олеат натрію -0.2 кг/т. Тривалість перемішування з гасом - 3 хв, з олеатом натрію - 1 хв. Об'єм додаванного у машину розчину реагента визначається по формулі:

де V - об'єм реагенту, мл;

Рис. 3. Схеми флотомашини 237ФЛ-А інститута "Механобр"

а - загальний вид; б - камера з блоком імпелера 1-камера; 2-пола труба; 3-вал імпелера; 4-направляюча; 5-надімпелерний стакан; 6-вертикальні канали; 7-лопатки статора; 8-імпелер; 9- корпус; 10-електродвигун; 11-кронштейн;12- важіль піногона; 13-водило; 14-перемикач; 15-тумблер ввімкнення електродвигуна; 16-лопатки піногона; 17-шків; 18-тумблер приводу піногона; 19-патрубок; 20-перегородка; 21-блок імпелера; 22- столик; 23-лопатки імпелера

Q - наважка суміші для досліду;

q - питома витрата реагенту по активній частині, кг/т;

c - концентрація розчину реагента (гас - 100%, олеат натрію 1%);

- густина реагента г/см3 , (гас - 0.8 г/см3 , розчин олеату - 1 г/см3 ).

4. Долити у камеру воду до рівня перегородки, відкрити зажим на повітрязабірному патрубку та розпочати гребком знімати піну у прийомник. Рівень пульпи у камері підтримувати додаванням грушою води. Флотацію вести до повного зникнення мінералізованої піни.

5. Після закінчення досліду відкрити пробку у дні флотокамери та при працюючому двигуні випустити камерний продукт у прийомник.

6. У прийомники з пінним та камерним продуктами кладуть етикетки, у яких вказана назва продукту, дата виконання досліду, індекс групи та прізвище виконавця.

7. Висушині продукти зважити та відібрати пробу на хім. аналіз. Відбір проби на хім. аналіз здійснюється методом квартування. Для цієї мети матеріал розрівнюється тонким шаром однакової товщини, потім проводиться ряд взаємоперпендикулярних ліній, які розподіляють шар матеріалу на клітини. З центру кожної клітини матеріал відбирають шпателем на всю глибину. Відібрана проба зтирається до крупності 100 мкм. Вага проби для хім. аналізу дорівнює- 3-5г.

8. Проба відбирається у пакет та здається викладачу, який веде заняття.

9. Одержані результати заносяться у таблицю.

Таблиця 2 - Результати оформлення дослідів флотації.

Продукти	Вихід	Вміст цінного компоненту	Добуток	Вилучення, %	Умови проведення досліду
	г	%

Другий дослід проводиться аналогічно попередньому зі збирачем - водяною емульсією гасу. Емульгування здійснюють на ультразвуковому диспергаторі типу УЗДН -1. Приготувавши 3% -ну емульсію. Для цього необхідно до 3,8 мл гасу (густина гасу 0,8 г/см3 ) долити до загального об'єму 100 см3 і підставити склянку під випромінювач диспергатора. Схема диспергатора наведена на рисунку 4.

Тривалість емульгування 10 хв. Налагодження диспергатора здійснюють з допомогою ручок 7,8,9 на максимальній гучності звуку електроного диспергатора.

Категорично забороняється вмикати диспергатор без подачі води на охолодження диспергатора - випромінювача.

Порядок ввімкнення та роботи на диспергаторі:

1. Відкрити кран охолоджувальної води.

2. Ввімкнути генератор тумблером 4 і дати підігрітися приладу протягом 2 - 3 хв.

3. Підставити склянку з емульгованою речовиною під випромінювач 2.

4. Включити тумблер "Анод" 5.

5. Ручками 7,8,9 установити максимальну гучність звуку електроного емульгатора.

Рис 4. Схема диспергатора УЗДН -- 1

1 - електроний генератор, 2 - випромінювач, 3 - амперметр, 4 - тумблер включення генератора, 5 - тумблер включення анод, 6 -перемикач диапазону частот, 7 - регулятор частоти, 8 -регулятор потужності, 9 - регулятор підмагнічування, 10 - штатив випромінювача

6. Після закінчення емульгування включити тумблер "Анод" 5 та "Мережа" 4.

7. Закріпити кран охолоджувальної води

Провести порівняльний аналіз результатів флотаційних дослідів з використанням як збирачів неемульгованого та попередньо емульгованого гасу.

Зміст звіту:

1. Опис ходу флотаційних дослідів та емульгування. Схеми флотаційної машини

"МИЦМИ - 3" та приладу УЗДН - 1.

2. Результати флотаційних дослідів.

3. Висновки по роботі.

Устаткування, матеріали, приладдя.

1. Флотомашина "МИЦМИ-3"-6шт.

2. Ваги, різноваги - 2

3. Годинник (секундомір) - 3 шт.

4. Груші гумові - З шт.

5. Мірний циліндр 100 см3 - 1 шт.

6. Прийомники продуктів-12 шт.

7. Суміш вугілля з кварцем - 600 г.

8. Гас-ЗО мл.

9. Олеат натрію - 1% 50 см3

Контрольні питання.

1. Будова і робота лабораторної флотомашини «МИЦМИ -- З».

2. Практика флотації вугілля.

3. Методика проведення флотаційного єксперементу.

4. Способи поліпшення флотаційних властивостей аполярних реагентів - збирачів.

5. Аполярні реагенти збирачі і одержання, механізм їх дії при флотації, області використання.



Лабораторна робота 3. Флотація залізних та марганцевих руд

Флотація використовується головним чином, для збагачення тонковкраплених гематито - мартитових, буро - залізнякових руд, для вилучення слабомагнітних оксидів заліза з хвостів магнітної сепарації, доводки бідних концентратів гравітаційного і магнітного збагачення.

Як збирачі при флотації залізних руд, як правило, використовуються карбонові (жирні) кислоти, їх мила, а також продукти переробки органічних сполук, які мають вміст похідних цих кислот.

При збагаченні залізних руд, залежно від типу сировини, застосовують три способи флотації: пряма аніонна, зворотня аніонна, або зворотня катіонна флотація.

1. Пряма аніонна флотація оксидів заліза звичайно здійснюється збирачами карбоксильного типу у слабокислих середовищах (рН = 5.5 - 6.5), створених сірчаною кислотою (витрата до 1 кг/т). Для депресії мінералів пустої породи використовується рідке скло (до 1 кг/т).

2. Зворотня аніонна флотація мінералів пустої породи виконується у сильнолужних вапнових середовищах (рН = 11). Депресія оксидів заліза здійснюється високомолекулярними органічними депресорами: крохмал, КМЦ, сульфіт-целюлозний щолок - СЦЩ, збирач-карбонові кислоти та їх мила (до 0.3 кг/т).

3. Зворотня катіонна флотація мінералів пустої породи відбувається у лужному середовищі при рН = 8-9 амінами або їх солями.

Депресія оксидів заліза здійснюється тими ж високомолекулярними речовинами.

Вибір методу у кожному випадку визначається вартістю переробки.

При збагаченні марганцевих руд під флотацію попадають утворені у процесі переробки шлами (крупність частинок 0.16 мм). Флотаційне відділення оксидів марганцю від мінералів пустої породи здійснюється по схемах та режимах, які принципово не відрізняються від залізних руд.

Марганцеві шлами являються важким об'єктом флотації, бо рудні мінерали характеризуються здатністтю до шламоутворення.

Для поліпшення флотації додаються аполярні збирачі типу масел або готується емульсія карбоксильного збирача з маслом, наприклад емульсолом. Емульсол представляє суміш масел різної в'язкості з домішками карбонових кислот.

Депресія кварцу здійснюється рідким склом (до 1.5 кг/т).

Мета роботи: ознайомлення з режимами зворотньої аніонної флотації залізних руд та прямої аніонної флотації марганцевих шламів.

Порядок виконання:

1. Наважку залізної руди 100г зверху завантажити у камеру машини конструкції інституту «Механобр» при закритому крані подачі повітря.

2. Наважку залити водою до рівня лопаток статора блоку імпелера, включити привід імпелера і перемішуваті матеріал протягом 2 хв.

3. У змішувану пульпу завантажити, у порядку та кількостях (рис. 5), необхідні реагенти та змішувати з кожним необхідний час. Об'єми завантажуваних реагентів розрахувати по формулі, наведеній у лабораторній роботі №2.

4. Долити у камеру води до рівня перегородки, відкрити кран 24 подачі повітря, ввімкнути привід піногону 5 та збирати піну у прийомник установлений на стілець 23. Флотацію вести до повного зникнення мінералізованої піни.

5. Після закінчення досліду вимкнути двигун 14, звільнити рукояткою 7 камеру 1 та опустити і зняти її зі станини. Пульпу з камери злити у прийомник, змити блок імпелера та камеру у той же прийомник.

6. Покласти етикетки у прийомник з пінним та камерним продуктами, злити освітлену воду та поставити у шафу.

7. Висушений продукт розділити на хім. аналіз та проби передати викладачу.



Рис. 5. Схема зворотньої флотації залізної руди.

Для приготування емульсії сирого талового масла та емульсолу зважується 1 г сирого талового масла та 5 г емульсолу та у одержану суміш додають воду загальним об'ємом 100см3.

Результати дослідів заносять у таблицю (див. лаб.роботу №2)

Рис. 6. Схема прямої флотації марганцевих шламів.

Зміст звіту.

1. Схема флотаційної машини «Механобр».

2. Опис ходу дослідів і схем флотації залізних руд та марганцевих шламів.

3. Результати дослідів флотації (таблиця).

Устаткування, матеріали, приладдя.

1. Флотомашина інституту «Механобр» - 6 шт.

2. Ваги, різноваги - 2 компл.

3. Годиник (секундомір) - 3 шт.

4. Гумові груші - 6 шт.

5. Піпетки на 2, 5, 10 мм - 6шт.

6. Ціліндри 100 см3 і 25 см3 - 3 шт.

7. Прийомники продуктів - 14 шт.

8. Залізна руда - 0.1+0.04 мм - 0.5кг.

9. Марганцеві шлами - 0.16+0.04 -0.5 кг.

10.Сире талове масло С = 1% - 50 см3

11 .Розчин NaОН, С = 1 % - 50 см3

12 .Розчин вапна С = 3% - 50 см3

13.Розчин СЦЩ, С = 3% - 50 см3

14.Розчин рідкого скла, С = 3% - 50 см3

15 .Емульсол - 50 см3

Контрольні питання.

1. Практика флотаційної переробки залізних руд.

2. Практика флотаційного збагачення окислених та карбонатних марганцевих руд.

3. Призначення та механізм дії використовуваних у данній лабораторній роботі флотореагентів.

Лабораторна робота 4. Флотація флюоритових руд

Мета роботи: ознайомлення з технологічними режимами прямої аніонної флотації флюоритових руд.

Збагачення флюоритових руд здійснюється по селективним схемам з 5 - 6 перечистками чорнового концентрату та однією контрольною флотацією.

В якості збирачів у флотації флюоритових руд використовуються карбонові кислоти, їх мила, суміш аніоних та катіоних колекторів, видозмінні жирнокислотні збирачі. Прикладом останніх є талактампохідна від амінокарбонової кислоти та талового масла.

Його формула:

RCONH(CH2)5COONa.

Флотація флюорита виконується у середовищі з рН=8,5-9,0. Величина частинок флюориту коливається у межах -0,25(0,16)+0мм.

Окрім флюориту (СаР2) ці руди вміщують кварц (SiO2), польові шпати, карбонати, барит. Для їх депресії застосовується силікат натрію.

Порядок виконання:

Порядок виконання та аналіз результатів аналогічний описаному у роботах 3 та 4.

Флотація рудних суспензій виконується у лабораторній машині 237ФЛ-А з об'ємом камери - 0,5л.

Вага порції матеріалу для дослідів - 200г. Схема селективної флотації приведена на рисунку 7.



Рис. 7. Схема селективної флотації флюориту.

Результати дослідів записуються у таблицю.

Таблиця 3 - Результати дослідів

Продукт	Вихід	Масова частка CaF2, %	Вилучення CaF2, %
	г	%
Концентрат Хвости Вихідна руда

Зміст звіту

1. Опис ходу флотаційного досліду та схема селективної флотації флюориту.

2. Результати флотації (таблиця).

Обладнання, матеріали, приладдя.

1. Флотомашина 237ФЛ-А.

2. Терези.

3. Годинник.

4. Прийомник продуктів.

5. Груша.

6. Піпетки на 2 та 5 мл.

7. Руда.

8. Розчин мила талового масла - 1%.

9. Розчин таллактаму-1%.

10. Розчин соди-1%.

Контрольні питання.

1. Режими збагачення флюоритових руд.

2. Карбоксильні збирачі: механізм дії, отримання, галузь використання.

Лабораторна робота 5. Флотація поліметалічної сульфідної руди

Мета роботи: ознайомлення з технологічним режимом колективної флотації сульфідної поліметалічної руди.

Сульфідні поліметалічні руди є основною сировиною для одержання кольорових металів, таких як мідь, свинець, цинк та інші.

Ці руди є комплексні, та мають вміст інших порід, з названими, благородні та інші метали. Збагачення поліметалічних руд здійснюється по складних схемах колективної, колективно-селективної та селективної флотації. Вибір тієї чи іншої схеми здійснюється для кожної руди експериментально. Найперспективнішою є схема колективно-селиктивної флотації всіх (чи основних) сульфідів у один концентрат з послідуючим селективним його розділенням на концентрати окремих металів.

При збагаченні поліметалічних руд, як збирачі, використовуються ксантогенати (витрата від 30 до 120 г/т), рідше дітіофосфати.

Основними сульфідами міді, присутніми у руді, є халькопірит CuFeS2, халькозин Cu2S, ковелін CuS, борніт Сu5 FeS4; свинцю: галеніт РbS; цинку: сфалерит ZnS; заліза: пірит, FeS2 пірротин FeS.

При збагаченні та селективному розділені сульфідних поліметалічних руд і концентратів застосовується широка номенклатура реагентів активаторів та депресорів.

Порядок виконання.

Порядок виконання та аналіз результатів дослідів даної роботи аналогічний описаному у лабораторній роботі №2. Наважка руди для дослідів - 100 г. Схема колективної флотації сульфідної поліметалічної руди приведена на рисунку 8.

Рис. 8. Схема колективної флотації сульфідів міді, свинцю та цинку.

Зміст звіту:

1. Опис ходу флотаційного досліду та схеми селективної флотації сульфідної поліметалічної руди.

2. Результати флотації (табл).

Устаткування, матеріали, приладдя.

1. Флатомашина "МИЦМИЗ" - 6 шт.

2. Ваги, різноваги - 2 компл.

3. Годиник (секундомір) - 3 шт.

4. Груші -3 шт.

5. Піпетки на 2 та 5 мл - 6 шт.

6. Прийомники продуктів - 12 шт.

7. Руда-0.5кг.

8. Розчин бутилового ксантогенату 1% -100 см3

9. Соснове масло - 10 см3.

Контрольні питання.

1. Режими збагачення сульфідних мінералів руд кольорових металів.

2. Ксантогенати: одержання, механізм дії, область використання.

3. Основні сульфідні мінерали кольорових металів.

Лабораторна робота 6. Вивчення конструкцій лабораторних реагентних живильників

Показники флотації у значній мірі залежать від реагентного режиму. Для точної та рівномірної подачі реагентів застосовують спеціальні живильники, їх конструкція та принцип дії залежать від характеристики реагентів. Є живильники для сухих сипучих, в'язких маслоподібних та рідких реагентів. Реагенти подаються в процес у концентрованому вигляді (сухі, в'язкі та рідкі масла) та розбавленими (розчини та емульсії) різної концентрації.

Мета роботи: вивчення конструкції лабораторних живильників для рідких реагентів та набуття навиків роботи з живильниками.

Зміст та порядок виконання роботи.

Вивчити конструкцію та принципи дії живильників 158А - ПТ (скіпового) та 159А - ПТ (для концентрованих масел, кислот, лугів).

Розрахувати об'єм дозованих реагентів по заданих вагових витратах.

Установити на живильниках дозування розрахованих об'ємів реагентів.

Живильник скіповий 158А - ПТ (рис. 9) складається з двох прямокутних ємкостей 1, установлених на спільній станині 2. Усередині кожної ємкості установлені направляючі 3,13 по яких здійснюється рух каретки 4, яка несе стаканчики 5. Направляючі 13 мають порожки, за допомогою яких стаканчик дійшовши до верхнього положення нахиляється, і захоплена ним рідина частково чи повністю виливається у воронку 6, звідки по гумовій трубці поступає у процес флотації.

Привід живильника розміщений на верхній площадці станини і складається з електродвигуна 7 та редуктора 8. На вихідному валу редуктора з двох його сторін насаджені водила 9. Водила мають регулюючі пристрої, які дозволяють змінювати положення шарнірів 10, з'єднуючих водила з тягами 11 кареток 4. Шляхом зміни положення шарнірів продуктивність живильника можна регулювати у межах від 10 до 50 см3/хв для кожної секції. Перед експлуатацією живильника необхідно обидві секції окремо відрегулювати на видачу реагенту по заданій продуктивності, що досягається переміщенням шарніра 10, з'єднуючого водило 9 з тягою 11 каретки. Найвіддаленіше положення шарніра від центру обертання валу редуктора відповідає максимальній продуктивності живильника. Переміщення шарніру здійснюється обертанням гвинта 12, розміщеного у торці водила. На водилах нанесені шкали міліметровими відрізками по яких можна судити про положення шарніру, а значить, і про продуктивність живильника.

Кінематична схема живильника наведена на рисунку 10. Продуктивність живильника визначається виміром кількості реагента, який видається за одне "качання" скіпа, яке потім необхідно помножити на число "качань" стаканчика протягом хвилини.

Розрахувати об'єм (см3/хв) дозованого у процес живильником 158А - ПТ водного розчину мила талового масла (МТМ) для наступних умов:

- концентрація розчину МТМ -10 %;

- вагова витрата МТМ на флотацію - 1.5 кг/т;

- продуктивність флотаційної установки - 0.1 т/г;



Рис. 9. Скіповий живильник реагентів 158 А - ПТ.



Рис. 10. Кінематична схема лабораторного живильника реагентів 158 А - ПТ: 1 - вана, 2 - станина, 3 - направляючий паз каретки, 4 - каретка, 5 -стакан , 6 -воронка, 7 -електродвигун, 8 - редуктор, 9 - водило, 10 - шарнір, 11 - тяга, 12 - гвинт,13 - направляючий паз стакана.

- густина розчину МТМ - 1т/м3 .

Об'єм дозованого реагенту визначається по формулі: , (1)

де Q - продуктивність установки, т/ч

q - вагова витрата реагенту (по активній частині), кг/т

c - концентрація реагенту %

д - густина реагенту, т/м3.

Живильник реагентів 159А - ПТ складається (рис.11) зі станини 1, установленої на циліндричній основі 6. На станині закріплені направляючий стержень та гвинт 5, по якому при його обертанні рухається гайка 7. До гачка гайки 7 підвішено вантаж 2, виготовлений з нержавіючої сталі. На основі 6 установлена циліндрична скляна посудина 3, заповнена реагентом. Обертання гвинта 5 здійснюється синхронним однофазним електродвигуном 4 типу СД - 2. Передаваєма потужність електродвигуна 18 Вт. Число обертів вихідного валу 2 об/хв. Двигун вмикається у мережу змінного струму напругою 220 В. Кнопка пуску 8 установлена на основі 6. Число обертів гвинта 5 змінюється в залежності від положення зубчатого зчеплення 9. Підняття та опускання електродвигуна здійснюється зміною положення станини, яке фіксується болтом 11. Реагент поступає у задану точку в необхідній кількості за рахунок його витіснення вантажем 2 з посудини 3.

Змінюючи переріз вантажу та положення зубчатого зачеплення (див. кінематичну схему зачеплення на живильнику), регулюють продуктивність живильника в межах від 1-5 до 800 мм3/хв.

Розрахувати об'єм (мм3/хв.) дозованої у процес живильником 159А-ПТ концентрованої технічної сірчаної кислоти (ТСК) для наступних умов.

- ваговий (масовий) вміст основної речовини активної частини в ТСК - 75%.

- густина ТСК-1.67 т/м3.

- масова витрата ТСК на флотацію - 0.6 кг/т.

- продуктивність флотаційної установки 0.1 т/г.

- номер вантажу живильника - 6.

Об'єм дозованої ТСК визначається по формулі (1).



Рис.11. Кінематична схема лабораторного живильника реагентів 159А-ПТ 1 - стійка, 2 - вантаж, 3 - циліндр, 4 - електродвигун, 5 - гвинт спеціальний, 6 - основа, 7 - гайка, 8 - кнопка пуску, 9 - зубчате зчеплення, 10 - станина, 11 - болт,12 - направляючий стержень.

Зміст звіту.

1. Схеми та опис роботи реагентних живильників.

2. Розрахунки об'ємів дозованих реагентів МТС та ТСК .

Устаткування та приладдя.

1. Живильник реагентів 158А - ПТ - 2шт.

2. Живильник реагентів 159А - ПТ - 2 шт.

3. Годинник (секундомір) - 4 шт.

4. Мірний циліндр 25 см3 - Зшт.

5. Піпетка 5 см3 - 1шт.

6. Стакан 500 см3 - 1 шт.

Контрольні питання.

1. Живильники реагентів, призначення, класифікація та області застосування.

2. Будова та принцип дії живильника реагентів 158А - ПТ.

3. Будова та принцип дії живильника реагентів 159А - ПТ.

Лабораторна робота 7. Вивчення роботи напівпромислової флотаційної установки

Мета роботи: вивчення конструкції флотаційної машини, розрахунок числа камер машини, складання схеми ланцюга апаратів напівпромислової установки.

Зміст та порядок виконання роботи.

1. Вивчити конструкцію та принцип дії (рис. 12)

2. Здійснити пуск флотомашини та регулювання рівня пульпи у камерах машини.

3. Розрахувати необхідне число камер флотаційної машини для кожної операції флотації (рис. 13) по формулі:

де n - число камер в операції флотації;

Vn - об'єм пульпи, поступаючий у дану операцію флотації, л/хв.;

t - час флотації у даній операції, хв.;

Vk - геометричний об'єм камери флотаційної машини, дм3, Vk = 12 л.

k - коефіцієнт використання геометричного об'єму камери, k = 0.8

4. По результатах розрахунку необхідного числа камер для операцій флотації здійснити компоновку флотаційної машини для схеми (мал. 13).

5. Скласти схему ланцюга апаратів напівпромислової установки для якісної схеми, наведеній на мал. 13 (див. умовні позначення устаткування).

Флотаційна машина 60 МФЛ призначена для випробувань збагачуваності руд з масовою часткою твердого до 50%, при крупності матеріалу не менше 70% класу мінус 0,074 мкм.

Флотомашина складається з 5-ти секцій 1. Кожна секція розділена на дві камери 2 двома стінками 7, утворюючими міжкамерний карман 8.

Число камер у машині визначається числом секцій, у кожній секції дві камери, тому число камер дорівнює подвоєному числу секцій.

Кожна камера має агітаційно-аераційне відділення 4, та відділення 5, розділене решіткою 6.

У агітаційно-аераційному відділенні утворюються дрібні бульбашки повітря, яке разом із пульпою засмоктується через трубу 9 та живильну трубу 10. Остання виконана у вигляді похилого ціліндричного отвору в середині камери. У цьому відділенні здійснюється переміщення та розподіл повітря по всьому об'єму відділення та контактування мінеральних частинок пульпи з бульбашками повітря.

Все це здійснює імпелер 11, покритий гумою з метою захисту від стирання твердими частинками пульпи.

Імпелер обертається разом з вертикальним валом 12 через клиноремінну передачу 22 електродвигуном 20. У відділенні 5, завдяки наявності решітки, створюється відносно спокійна зона, у якій мінералізовані бульбашки повітря підіймаються на поверхню пульпи та утворюють піну, яка гребками піногону 23 видаляється у прийомний жолоб. Задня стінка відділення 5 виконана похило для направлення мінералізованих бульбашок до гребків піногона. Наявність роздільної перегородки

Рис. 12. Схема флотаційної лабораторної багатокамерної машини 60 МЛФ.

24 створює спокійну зону у передній частині камери, де невидалені гребками частинки відриваються від бульбашок повітря й знову повертаються у зону агітації та аерації. Пульпа поступає у прийомний карман 16, завдяки трубці 10 попадає на

обертовий імпелер, з'єднуючись з повітрям та інколи з іншими продуктами флотації (наприклад, проміжним продуктом), поступаючим через трубку 26. Над імпелером розміщено нерухомий диск 13, таким чином, що між верхніми кромками лопаток імпелера та нижньою площиною диска є деякий зазор, величина якого є одним з факторів, що визначає кількість поступаючого у камеру повітря. Тому диск виконано також зносостійким з гуми.

Нефлотуємі та флотуємі частинки, що непопали у піну, з першої камери переходять через сливний пристрій 30 у міжкамерний карман. Зливний пристрій виконано у вигляді трубчатого трійника, який може повертатись за допомогою рукоятки 29.

З міжкамерного кармана пульпа поступає у другу камеру, потім у третю і так далі до тих пір, поки не будуть отримані хвости.

Зливний пристрій 30 дозволяє регулювати рівень пульпи у кожній камері, що необхідно для регулювання режиму роботи флотомашини у процесі експлуатації.

Крупні частинки пульпи не можуть піднятись до рівня отвору зливного пристрою і не можуть розвантажитись через цей зливний пристрій, а тому для їх проходу є отвір 32, або так званий пісковий отвір у стінках камери, та міжкамерних карманів. Цей отвір зачиняється заслінкою 31. Для розвантаження хвостів у кінці машини є патрубок 3. У залежності від напрямку руху пульпи вздовж машини остання може бути правою чи лівою. У правій машині потік пульпи рухається з права наліво, а у лівій машині - зліва направо. Приймальний карман у правої машини зправа, а у лівої - зліва.

Напрямок руху пульпи визначається відповідною установкою зливного пристрою та заглушок 15.

Піногон з гребками 23 для видалення піни обертається індивідуальними електродвигунами 18 через редуктори 17. Дно кожної камери захищено від зтирання твердими частинками пульпи гумовою чашою 14 з вертикальними стінками, з'єднаними з дном її дугами круга. Подібне з'єднання дна та стінок чаші сприяє створенню правильного повороту струменя пульпоповітряної суміші, яка відходе від імпелера. Чаша збоку має отвір 27, закритий пробкою 28, Цей отвір служить для очистки машин. Пульпа з камери через патрубок 25 переливається у центральну трубу і поступає на обертовий імпелер, створюючи внутрішньокамерний потік, який не виходе за межі камери. Даний потік називається циркуляційним. Величина цього потоку є одним з факторів, визначаючих кількість поступаючого у камеру повітря.

Для регулювання величини циркуляційного потоку є отвір 19, закритий пробкою. Відкриваючи чи закриваючи цей отвір можна збільшити чи зменшити циркуляційний потік і відповідно збільшувати чи зменшувати витрату повітря у камеру. Натягнення клинових ременів здійснюється за допомогою гайок 21, які знаходяться на шпильках підмоторної плити.

Рис. 13. Схема флотації на напівпромисловій установці.

Умовні позначення устаткування у схемі ланцюга апаратів.



Зміст звіту:

1. Схема флотаційної машини 60 МФЛ.

2. Розрахунок необхідного числа камер для операцій флотації.

3. Схема ланцюга апаратів напівпромислової установки.

Контрольні питання

1. Будова та принцип дії флотомашини 60 МФЛ.

2. Класифікація флотомашин.

3. Принцип компановки флотомашин.

4. Принцип побудови схем флотації.

5. Класифікація схем флотації.

Лабораторна робота 8. Швидкість флотації

Мета роботи: ознайомлення з методикою проведення лабораторного досліду з фракційним зняттям пінного продукту та побудовою графіку швидкості флотації.

Під швидкістю флотації розуміють закономірності зміни показників процесу флотації у часі. Швидкість флотації є похідна часу флотації від вилучення мінералу у пінний продукт.

Швидкість флотації мінералів не однакова, вона залежить від властивостей частинок (розмір, форма, густина, хімічний склад, гідрофільність), ступені аерації (насиченості бульбашками повітря пульпи), складу та витраті реагентів.

Рівняння швидкості флотації, запропоноване К.Ф. Бєлоглазовим, має вигляд:

,

де е - вилучення мінералу (металу) у пінний продукт, долі одиниці;

t - тривалість флотації, хв.;

k - стала швидкості флотації, залежна від флотуємості частинок при інших постійних умовах.

Швидкість флотації є важлива технологічна характеристика процесу. По ній можна визначити оптимальний час флотації досліджуваної руди, обгрунтувати розподіл, зняття піни по фронту флотації, співставити та оцінити можливості розподілу різних мінералів при флотації, виявити дію окремих факторів на процес.

Експериментальне дослідження швидкості флотації здійснюється шляхом фракційного (роздільчого) зняття піни протягом досліду. У однокамерних флотаційних машинах піну знімають через задані проміжки часу в окремі прийомники. У багатокамерних машинах піну знімають окремо з кожної камери по всьому фронту флотації. Для кожної фракції пінного продукту визначають її вихід, вміст у ній корисного компоненту. Потім розраховують вилучення корисного компоненту у окремі фракції та сумарне вилучення протягом загального часу флотації.

Порядок виконання.

І. Наважку мінералу 100г завантажити у камеру машини конструкції інституту "Механобр", залити водою до рівня перегородки та перемішати при закритому повітряному патрубку протягом 2 хв. (див раб. 2).

2. У пульпу додати збирач олеат натрію в кількості 0.2 кг/т та перемішати з ним 2 хв. (див. роб. 2)

3. Долити у камеру воду, відкрити затикач на повітрезабірному патрубку та знімати піну через 1 хв. в окремі прийомники протягом 5 хв. Рівень пульпи у камері підтримують додаванням води.

4. Випустити камерний продукт, промити камеру. Висушити та зважити пінний та камерний продукти.

5. Виконати другий дослід з витратою олеату натрію 0,5 кг/т.

6. Одержані результати занести в таблицю.



Час флотації, хв.	Продукт	Вихід	Вилучення		Витрати збирача кг/т
1 2 3 4 5

7. Побудувати графік швидкості флотації

8. Визначити значення коефіцієнтів k у рівнянні (1).

Зміст звіту.

1Опис методики досліду.

2Результати дослідів (таблиця, графік).

3Висновки по роботі.

Устаткування, матеріали, приладдя.

1. Флотомашина "237ФЛ - А" - 4 шт.

2. Ваги, рівноваги - 2 компл.

3. Годинник, секундомір - 4 шт

4. Груші - 4 шт.

5. Піпетка мірна 5 см3 - 4 шт.

6. Прийомники продуктів - 24 шт.

7. Олеат натрію С=1% - 50см3.

8. Суміш магнетитового концентрату з кварцем - 1 кг.

Контрольні питання.

1. Швидкість флотації.

2. Рівняння кінетики флотації К.Ф. Бєлоглазова.

3. Методика визначення швидкості флотації у машинах періодичної дії.

Лабораторна робота 9. Визначення модуля рідкого скла

Рідке скло або силікат натрію, застосовуване на збагачувальних фабриках, одержується при сплавлені кремнезему SіО2 з содою Nа2CO3. Звичайна формула рідкого скла Na2SiO3 рідко відповідає дійсності, бо крім солей метакремнійової кислоти тут знаходяться солі двометакремнійової кислоти, ортокремнійової кислоти та гідратовані частинки кремнезему SiО2.

Склад рідкого скла найчастіше виражають загальною формулою:

mNa2O·nSiO2·Н2О,

показуючи число грам молекул оксиду натрію та оксиду кремнію. Відношення n/m називають модулем рідкого скла. Модуль є важлива характеристика рідкого скла, як флотореагенту.

Технічне рідке скло, крім SiО2, Ka2O має невеликий вміст А12О3, Fе2О3, СаО та інших речовин.

Аналіз рідкого скла здійснюється спрощеним способом з визначенням Nа2О та SіO2.

Мета роботи: навчання виконанню експрес - аналізу рідкого скла.

Визначення масової частки оксиду натрію.

Наважку рідкого скла масою 1г розчиняють у 10 мл. дистильованої води та титрують 0,1N розчином соляної кислоти НСІ, (індикатор - фенолфталеїн) до зникнення малинового забарвлення.

Розрахунок масової частки Na2O (%) здійснюється по формулі:

,

де V - об'єм 0.1%-го розчину НСІ, витраченого на титрування,

q - наважка рідкого скла, г.,

0.0031 - кількість Nа2О (г), відповідне 1 мл НС1.

Визначення вмісту SіО2 у рідкому склі.

Рідке скло заливається у мірний циліндр об'ємом 0.5л, дексиметром визначається його питома вага. По питомій вазі рідкого скла та вмісту у ньому оксиду натрію у відсотках (%) по номограмі, визначають масову частку SiO2.

Рідке скло, застосоване при флотації, як депресор, звичайно, має модуль від 2 до 3. Чим нижче модуль рідкого скла, тим слабша його депресуюча дія на кварц та інші окислені мінерали. При модулі вище 3 рідке скло важко розчиняється і утворюється значна кількість грубодисперсних частинок кремнекислоти. Дія рідкого скла, головним чином, закладається у селективній гідрофілізації поверхні мінералів.

Зміст звіту.

1. Опис ходу роботи.

2. Результати аналізу.

Необхідні матеріали, приладдя.

1. Бюретки об'ємом 50 мм - 6 шт.

2. Колби ємкістю 100 - 150 мм - 14 шт.

3. Дексиметр (від 1.0 до 1.8) - 1 шт.

4. Мірний циліндр об'ємом 0.5 л. -1 шт.

5. Годинникове скло -- 14 шт.

6. Ваги аналітичні - 3 шт.

7. 0.1%-й розчин НСl - 2л.

8. Розчин фенолвталеїну -- 0.2 л.

9. Капельниці - 6 шт.

10.Рідке скло (густина 1,4) - 2л.

Контрольні питання.

1. Рідке скло, як депресор кварцю та силікатів.

2. Модуль рідкого скла.

3. Способи поліпшення депресуючої дії рідкого скла.

4. Гіпотези подавляючої дії рідкого скла при флотації.

5. Спосіб Н.С. Петрова селективного розділення шеєліто-кальцитових руд.

Література

реагентний живильник руда змочування

1. Кульский Л.А., Накорченская В.Ф., Слипченко В.Ф., Активная кремнекислота и проблема качества воды. “Наукова думка” 1969, с. 219-221

2. Глембоцкий В.А., Классен В.И., Плаксин И.Н., Флотация. Госгортехиздат, 1961, с. 166-170

1. В.А.Глембоцкий, В.И. Классен. Флотационные методи обогащения. М., Недра, 1981,с. 16 - 23.

2. А.А.Абрамов. Флотационные методы обогащения. М., Недра, 1984 г., с. 5 - 9, 29 - 32.

3. В.Л Глембоцкий, В.И Классен. Флотационные методы обогащения. М: Недра, 1981, с. 113-119,261 -266.

4. В.А. Глембоцкий, Г.А. Бехтле. "Флотация железных руд". М.: Недра, 1964, стр. 91 - 111; 148 - 165, 175 - 182.

5. Абрамов А.А. „Флотационные методы обогащения”.М.: Недра, 1984, с.268 - 273.

1. Глембоцкий В.А., Классен В.Й. Флотационные методи обогащения. М.,Недра, 1981 г.

2. Богданов О.С. Вопросы теории и технологий флотации. Ленинград 1984 г.

1. В.А. Глембоцкий, В.Н. Классен «Флотационные методы обогащения». М. Недра, 1981, с. 278-298.

2. Абрамов А.А «Флотационные методы обогащения». М.: Недра, 1984, с. 229 - 251.

1. В.А. Глембоцкий, В.Н. Классен «Флотационные методы обогащения». М. Недра, 1981, с. 230-235.

1. Разумов К.А. Проектирование обогатительних фабрик. М. Недра 1982, с. 406-433.

2. В.А. Глембоцкий, В.Н. Классен «Флотационные методы обогащения». М. Недра, 1981, с. 202, 203, 253 - 257.

1. В.А. Глембоцкий, В.Н. Классен «Флотационные методи обогащения». М. Недра, 1981, с.176 - 178.

2. А.А. Абрамов «Флотационные методы обогащения»

Размещено на Allbest.ru