Расчет технологической схемы флотации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Чистая руда почти никогда не встречается в природе. Почти всегда полезное ископаемое перемешано с «пустой», т. е. ненужной горной породой. Руда, в которой мало полезного ископаемого, называется бедной. Процесс отделения пустой породы от полезного ископаемого называется обогащением руды. Среди разнообразных способов обогащения (главным образом механических) большое значение приобрел способ, основанный на явлениях смачивания,-- флотация (всплывание). Наибольшее значение она имеет для руд цветных металлов. При обогащении многих полезных ископаемых гравитационными процессами иногда значительная часть извлекаемых минералов переизмельчается и переходит в шламы До появления флотации эти шламы не могли перерабатываться и поэтому направлялись в хвосты или использовались в необогащенном виде. Применение флотации для переработки шламов гравитационного обогащения позволило значительно улучшить комплексное использование оловянных руд, ценных и дефицитных коксующихся углей и другого сырья.

Флотация является основным технологическим процессом обогащения многих полезных ископаемых. В настоящее время только в России работают сотни обогатительных фабрик, на которых флотируют руды цветных, редких и черных металлов, каменные угли, фосфатные руды, серу, полевой шпат, борные руды, плавиковый шпат, калийные соли и другие полезные ископаемые. Для многих, руд, особенно руд цветных и редких металлов, нет другого технологического процесса обогащения, который был бы в состоянии конкурировать с флотацией. Флотация на обогатительных фабриках осуществляется как механизированный, автоматизированный непрерывный процесс - от поступления руды до выпуска концентратов и хвостов. Регулирование крупности частиц при измельчении, подачи флотореагентов по их остаточной концентрации в пульпе, непрерывный анализ ее плотности, температуры и рН лежат в основе автоматизированного управления работой флотационных фабрик. Важное место на них занимают внутренний транспорт сырья и готовой продукции, водо- и энергоснабжение, охрана труда и окружающей среды и др. Мощность наиболее крупных современных фабрик по горной массе достигает 50-55 тыс. т в сутки Одна из первых в мире флотационных фабрик была пущена в России (1904).

Сущность флотационного процесса

Сущность флотации состоит в следующем. Раздробленная в мелкий порошок руда взбалтывается в воде. Туда же добавляется небольшое количество вещества, обладающего способностью смачивать одну из подлежащих разделению частей (например, крупицы полезного ископаемого) и не смачивающего другую часть (крупицы пустой породы). Кроме того, добавляемое вещество не должно растворяться в воде, так что вода не будет смачивать поверхность крупицы, покрытую тонкой пленкой добавки. Обычно применяют какое-нибудь дешевое масло. В результате перемешивания крупицы полезной руды обволакиваются тонкой пленкой масла, а крупицы пустой породы остаются свободными. В то же время в получившуюся кашеобразную смесь вдувается очень мелкими пузырьками воздух. Пузырьки воздуха, пришедшие в соприкосновение с крупицей полезной породы, покрытой слоем масла и потому не смачиваемой водой, прилипают к ней. Это происходит потому, что тонкая пленка воды между пузырьками воздуха и не смачиваемой ею поверхностью крупицы, стремясь уменьшить свою поверхность, обнажает поверхность крупицы (подобно тому как вода на сальной поверхности собирается в капли, обнажая этим сальную поверхность).

У крупиц полезной руды вместе с прилипшими к ним пузырьками воздуха средняя плотность меньше плотности воды, и они постепенно поднимаются кверху, а крупицы пустой породы опускаются вниз. Таким образом, происходит более или менее полное отделение пустой породы и получается так называемый концентрат, настолько богатый полезной рудой, что дальнейшая обработка его становится возможной и выгодной.

Универсальность флотационного процесса обеспечивается и тем, что если «природная» разница в значениях удельной поверхностной энергии у разделяемых минералов невелика и недостаточна для эффективного флотационного разделения, то она может быть увеличена с помощью специальных реагентов, называемых флотационными, избирательное закрепление которых па поверхности определенных минералов изменяет их поверхностную энергию в заданном направлении.

Практика подтверждает принципиальную возможность применения флотации для разделения любых минералов и область применения ее в различных отраслях народного хозяйства все время расширяется.

Разновидности флотационных процессов

Флотационное разделение минералов может быть осуществлено на следующих поверхностях раздела: жидкость -- газ, жидкость -- жидкость, жидкость -- твердое и газ -- твердое.

Флотационное разделение минералов на поверхности раздела жидкость -- газ. Флотационное разделение минералов, происходящее на плоской поверхности раздела вода -- воздух, получило название пленочной флотации. Исходная смесь флотирующихся и нефлотирующихся частиц при этом подается на водную поверхность сверху. Флотирующиеся частицы удерживаются на поверхности и переносятся потоком к месту разгрузки концентрата, а нефлотирующиеся тонут и удаляются в виде хвостов. При кажущейся простоте этот процесс достаточно чувствителен, малопроизводителен и в чистом виде не получил промышленного применения.

Разновидности процесса

Широкое применение флотации привело к появлению большого числа разновидностей процесса.

Пенная флотация - наиболее распространенный способ флотации, которым в мире ежегодно обогащают 1 млрд. т горной массы - более 20 типов руд. Первый патент на этот способ был выдан братьям Адольфу и Артуру Бесселям (Германия, 1877). Согласно патенту, частицы графит., закрепившиеся на газовых пузырьках, образующихся при кипячении суспензии (пульпы), всплывали на поверхность жидкости и выводились из зоны разделения. В дальнейшем для увеличения числа и суммарной поверхности пузырьков такой способ их образования заменили принудительной подачей газа (обычно воздуха) в аппарат для разделения - флотационную машину.

Физико-химические основы. Применительно к пенному режиму флотация осуществляется в трехфазной среде "твердые частицы-жидкость - газ", называемой пульпой. Твердая фаза представлена частицами минералов, получаемых при дроблении и помоле руды с целью выделения полезных компонентов из сростков с минералами пустой породы; тяжелые минералы измельчают до крупности 0,1-0,2 мм, легкие (уголь, сера. фосфаты и др.) - до 0,2-3 мм. Жидкая фаза содержит воду, продукты выщелачивания минералов, флотореагенты, растворенные газы, продукты износа оборудования, коллоидные частицы и т. д. Газовая фаза состоит из пузырьков (размеры от десятков мкм до 1-2 мм), образующихся при прохождении воздуха через диспергирующее устройство (аэратор). Положительную роль во флотации могут играть газовые пузырьки, выделяющиеся из раствора.

Сущность элементарного акта флотации заключается в следующем. При сближении в водной среде пузырька газа и гидрофобной поверхности минеральной частицы адгезия, которой к воде меньше когезии воды, разделяющая их водная прослойка при достижении некоторой критической толщины становится неустойчивой и самопроизвольно прорывается. Этот этап завершается полным смачиванием частицы, обеспечивающим прочное слипание пузырька и частицы. Вследствие того, что плотность комплексов, или агрегатов "пузырьки - частицы", меньше плотности пульпы, они всплывают (флотируют) на ее поверхность и образуют пенный минерализованный слой, который удаляется из флотационной машины. Известно несколько модификаций пенной флотации: вакуумная, флотогравитация, ионная, электрофлотация, флотация с выделением CO₂, пенная сепарация.

Вакуумная флотация. По этому способу, предложенному Ф. Элмором (Великобритания, 1906), жидкость, содержащая твердые частицы, насыщается газом, который при понижении давления выделяется из нее в виде мелких пузырьков на поверхности гидрофобных частиц.

Флотогравитация - комбинированный процесс обогащения полезных ископаемых, совмещающий флотацию и разделение мелких твердых частиц под действием силы тяжести или в поле центробежных сил. Процесс проводят в специальных аппаратах (концентрационные столы, винтовые сепараторы, ленточные шлюзы, концентраторы, осадочные машины). В них благодаря обработке пульпы флотореагентами и введению в нее пузырьков воздуха образуются так называемые аэрофлокулы определенных минералов, имеющие меньшую плотность, чем частицы, не взаимодействующие с воздушными пузырьками. Создаваемое при этом различие в плотности способствует более эффективному разделению частиц минералов, в том числе меньшей крупности, чем при обычном гравитационном обогащении. В промышленности флотогравитацию используют для выделения сульфидных минералов из вольфрамовых и оловянных концентратов, а также для отделения циркона от пирохлора, шеелита от касситерита и др.

Ионная флотация разработана в 50-х гг. 20 в. (ф. Себба, ЮАР) для очистки воды, а также извлечения полезных компонентов из разбавленных растворов. Отдельные ионы, молекулы, тонкодисперсные осадки и коллоидные частицы взаимодействуют с флотореагентами-собирателями, обычно катионного типа, и извлекаются пузырьками газа в пену либо пленку на поверхности раствора. Способ перспективен для переработки промышленных стоков, минерализованных подземных термальных и шахтных вод и морской воды.

Электрофлотация. Для ее проведения используют поверхность пузырьков водорода и кислорода, выделяющихся при электролитическом разложении воды.

Предложен также способ флотации, согласно которому в пульпу вводят пузырьки CO₂, образующегося в результате химической реакции.

Другие способы флотации. Среди всех способов первой была предложена (1860) масляная флотация (В. Хайнс, Великобритания). Для ее осуществления измельченную руду перемешивают с минеральным маслом и водой; при этом сульфидные минералы селективно смачиваются маслом, всплывают вместе с ним и удаляются с поверхности воды, а пустые породы (кварц, полевой шпат и др.) осаждаются. В России масляная флотация была применена для обогащения графитовой руды (Мариуполь, 1904). В дальнейшем этот способ усовершенствовали: масло диспергировали до эмульсионного состояния, что позволило извлекать тонкие шламы, например марганцевых руд.

Способность гидрофобных минеральных частиц удерживаться на поверхности воды, в то время как гидрофильные частицы в ней тонут, была использована А. Нибелиусом (США, 1892) и А. Мак-Куистеном (Великобритания, 1904) для разработки пленочной флотации. В этом процессе из тонкого слоя измельченной руды, находящегося на поверхности потока воды, выпадают гидрофильные частицы.

В настоящее время масляная, пленочная и некоторые другие способы флотации практически не применяются.

Характеристика руды

Руда состоит из рудных (промышленных) и сопутствующих минералов, а ее строение определяется текстурой и структурой.

Рудный минерал - химическое соединение или самородный элемент, который содержит полезный компонент или является таковым. Ими обычно являются для руд металлов:

· самородные элементы (золото, серебро, платина и платиноиды, медь, висмут) и их интерметаллиды;

· оксидные соединения тяжелых металлов (например магнетит, гематит, касситерит, хромит, вольфрамит, шеелит, танталлит-колумбит, куприт, настуран, бадделеит и др.), сульфиды (аргентит, молибденит, халькопирит, борнит, галёщит, сфалерит, висмутин, реальгар, киноварь, антимонит и пр.), реже силикаты (берилл, сподумен, лепидолит и др.) или соединения мышьяков, селеном, теллуром, ванадием, сульфаты.

Неметаллические руды сложены агрегатами с преобладанием алюмосиликатов, силикатов, карбонатов и других солей (известняки, доломиты, гипсы, галит, карналлит, сильвинит, магнезиты, флюорит, царит, витерит, слюды, асбест, каолин, керамическое сырье и др.), реже элементов (алмаз, графит, сера) или органического вещества (битумы, угли, горючие сланцы). Для кристаллосырья этой рудой являются скопления относительно крупных и чистых породообразующих или акцессорных минералов (кварца, кальцита (исландского шпата), мусковита, флогопита, серпентина-асбеста, алмаза, графита, берилла (изумруда), александрита, аметиста и пр.).

Сопутствующий нерудный (жильный) минерал, включенный в руду и не содержащий полезных компонентов (не являющийся промышленным). Среди жирных минералов преобладает кварц, карбонаты, хлорит, паевые шпаты, гурмалин, тремолит, серицит, глинистые минералы

Текстура руды определяется формой, размерами и особенностями срастания минеральных агрегатов. Она может быть массивной при сплошном распространении рудных минералов, вкрапленной, прожилковой,

Структура руды определяется формой, размерами и особенностями срастания минеральных индивидов рудных и жильных минералов. Минералы могут быть разной кристаллической оформленности (идиоморфизма). Их размеры варьируют от гигантокристаллических до скрытокристаллических (афанитовое строение).

Текстура, структура, минеральный, химический состав руд и содержание в них полезных и вредных компонентов являются основой для обоснования технологии их переработки и обогащения. Соответственно выделяются различные технологические типы сорта руд. Помимо этого, анализ строения и составд руд является важным инструментом изучения теоретических вопросов их происхождения, в частности последовательности образования минералов. В этой связи широко распространены генетические классификации текстур и структур руд. Выделяют магматические, пегматитовые, гидротермальные, метаморфические, осадочные и биогенные текстуры и структуры. В ряде случаев они отчетливо маркируют различные процессы рудогенеза. Например, для пегматитов характерна графическая структура.

Для позднемагматических месторождений типична показанная выше сидеронитовая структура, когда рудный минерал ильменит заполняет промежутки после кристаллизованного из магматического расплава нерудного пироксена. Гидротермальные месторождения как правило маркируются текстурами и структурами дробления и прожилковыми, а также коррозионными структурами.

В абсолютном большинстве случаев полезные компоненты из руд извлекаются в результате их переработки и обогащения. При этом самым дорогостоящим процессом является дробление и измельчение рудной массы. В процессе добычи, переработки и обогащения руд неизбежно получаются значительные потери, которые в своем большинстве загрязняют окружающую среду. В целом лишь около 7% добытой горнорудной массы используется промышленности: большая часть уходит в отвалы и хвосты.

Процессы минералообразования при формирований месторождений по своей длительности сопоставимы с геологической шкалой времени. Они протекают в течение этапов и стадий.

Этап охватывает длительный период, когда происходило накопление руд одного генетического типа, например, магматического, пегматитового, гидротермального и т. д. Многие месторождения формировались в два, три и даже больше этапов.

Стадии фиксируют части этапов, в течение которых происходило накопление минералов определенного состава. Стадия отделяется одна от другой перерывом в минерализации, фиксируемом пересечением разновозрастных жил, брекчированием и цементацией минеральных агрегатов ранних стадий более поздними; контрастным изменением физико-химических параметров процессов минералообразования. Выделяются моно- и полистадииные месторождения. Минеральные ассоциации последовательных стадий называют минеральными генерациями. Выделяют парагенетические минеральные ассоциации (или парагенезисы минералов), в которые объединяют совместно залегающие агрегаты минералов, имеющие общее происхождение и отлагавшиеся близко одновременно. Руды, образовавшиеся синхронно с вмещающими породами, называют сингенетическими, а возникшие в уже существовавших породах -наложенными генетическими).



Выбор и обоснование схемы флотации



Расчет качественно - количественной схемы флотации

Производительность фабрики по исходной руде 310 т/ч, массовая доля полезного компонента в исходной руде 27%. Схема изображена на рисунке.

В схеме семь операций, из них четыре разделения и три- смешения. Двенадцать продуктов состоят из исходной руды, восьми продуктов, получаемых в операциях разделения, и трех продуктов, получаемых в операциях смешения.

1). Определяем число необходимых и достаточных показателей для расчета схемы в относительных показателях:

где, N- число необходимых и достаточных показателей;

- число расчетных компонентов, для монометрической руды ;

- число продуктов разделения, ;

- число операций разделения, .

2). Определяем необходимое и достаточное число исходных показателей относящихся к продуктам обработки:

3). Определяем максимальное число показателей извлечения:

4). Определяем число показателей массовой доли полезного компонента при условии, что показатель



; ; .

Таким образом , исходными показателями являются: один показатель, относящийся к исходной руде , четыре показателя извлечения и четыре показателя массовой доли в концентратах отдельных операций.

5). Принимаем на основании анализа результатов испытаний обогащения руды и практики действующей обогатительной фабрики численные значения исходных показателей ( из условия )

; ; ; ;

; ; ; ;

6). Определяем значения выходов продуктов

- с известными значениями и :

- по уравнениям баланса:

Проверка:

7). Определяем извлечения полезного компонента по уравнению баланса:

Проверка:

8). Определяем массовую долю полезного компонента в продуктах по уравнению:

, %

Проверка:

9). Определяем массу продуктов:

,т/ч

Проверка :

10). Определяем массу полезного компонента в продуктах:

Проверка:

11). Результаты расчета схемы заносим в таблицу:

Таблица Результаты расчета качественно - количественной схемы.

№ операции продуктов	Наименование операций и продуктов	Q, т/час	, %	, %	, %	, т/час
1	2	3	4	5	6	7
I 1 11	Основная флотация Поступают Исходный продукт Объединенный продукт	310 195,554	100 63,082	27,2 22,637	100 52,5	84,32 44,268
3 4	Итого Выходит: Концентрат основной флот. Хвосты основной флот.	505,554 183,969 321,585	163,082 59,345 103,737	49,837 38,5 17,961	152,5 84 68,5	128,588 70,829 57,759
II 3 9	Итого Первая перечистка Поступают: Концентрат основной флот. Хвосты второй перечистки	505,554 183,969 36,949	163,082 59,345 11,919	56,461 38,5 26,244	152,5 84 11,5	128,588 70,829 9,697
6 7	Итого Выходят: Концентрат первой перечистки Хвосты первой перечистки	220,918 117,016 103,903	71,264 37,747 33,517	64,744 49 22,317	95,5 68 27,5	80,526 57,338 23,188
IV 6	Итого Вторая перечистка Поступают Концентрат первой перечистки	220,919 117,016	71,267 37,747	71,317 49	95,5 68	80,526 57,338
8 9	Итого Выходят: Концентрат второй перечистки Хвосты второй перечистки	117,016 80,067 36,949	37,747 25,828 11,919	49 59,5 26,244	68 56,5 11,5	57,338 47,641 9,697
III 4	Итого Контрольная флотация Поступают: Хвосты основной флотации	117,016 321,585	37,747 103,737	85,744 17,961	68 68,5	57,338 57,759
10 12	Итого Выходят: Концентрат контрольной флотации Хвосты контрольной флотации	321,585 91,652 229,933	103,737 29,565 74,172	17,961 23 15,952	68,5 25 43,5	57,759 21,08 36,679
	Итого	321,585	103,737	38,952	68,5	57,759

Расчет водно-шламовой схемы флотации

1). Устанавливаем численные значения исходных показателей по отчетам об исследовательских работах и по данным обогатительных фабрик, перерабатывающих аналогичное сырье( таблица 22, Разумов К.А. «проектирование обогатительных фабрик»).

Таблица Исходные показатели для расчета шламовой схемы

I группа. Оптимальные значения R, которые необходимо обеспечить.	II группа. Нерегулируемые значения R	III группа. Нормы расхода свежей воды в отдельных операциях.
RI=2.8 RII=4.5 RIII=4.0 RIV=3.3	R3=2 R6=2.0 R8=2.0 R10=3.0	Для транспорта концентрата на сгущение и обезвоживание L8=1.5 м3/т

2). Составляем вспомогательную таблицу, куда записываем , исходные значения R_n и значения W_n подсчитанные для продуктов и операций с известными значениями = R_n



Таблица Вспомогательная таблица для расчета шламовой схемы

№ операций и продуктов	, т/час		, м3/ч
1	310	1.0	310
2	505.554	-	-
I	505.554	2.8	1415.55
3	183.969	2.0	367.938
4	321.585	-	-
5	220.918	-	-
II	220..918	4.5	994.131
6	117.016	2.0	234.032
7	103.903	-	-
IV	117.016	4.0	468.064
8	80.067	2.0	160.134
9	36.949	-	-
III	321.585	3.3	1061.23
10	91.652	3.0	274.956
11	195.554	-	-
12	229.933	-	-

3). Определяем количество воды, добавляемой в отдельные операции, и количество воды в отдельных продуктах.

Расчет ведем с конца схемы по управлениям баланса воды:

Для операции IV:

;

;

Для операции II:

;

Для операции I :

;

;

Для операции III:

;

;

4). По формуле ,находим неизвестные значения R.

5).По формуле определяем объем пульпы в продукте, где :

6). Результаты расчета водно-шламовой схемы заносим в таблицу.

Таблица Показатели расчета водно- шламовой схемы

№ операции продуктов	Наименование операций и продуктов	Q, т/час		,	,
1	2	3	4	5	6
I 1 11	Основная флотация Поступают Исходный продукт Объединенный продукт(7 и 10) Свежая вода	310 195,554	1.0 5,29	310 1035,055 70,495	403 1093,591 70,495
3 4	Итого Выходит: Концентрат основной флот. Хвосты основной флот.	505,554 183,969 321,585	2.8 2.0 3,258	1415,55 367,938 1047,612	1567,086 423,129 1144,199
II 3 9	Итого Первая перечистка Поступают: Концентрат основной флот. Хвосты второй перечистки Свежая вода	505,554 183,969 36,949	2.8 2.0 8,334	1415,55 367,938 307,93 318,263	1567,086 423,129 319,018 318,263
6 7	Итого Выходят: Концентрат первой перечистки Хвосты первой перечистки	220,918 117,016 103,903	4.5 2.0 7,315	994,131 234,032 760,099	1060,41 269,488 791,533
IV 6	Итого Вторая перечистка Поступают Концентрат первой перечистки Свежая вода	220,919 117,016	4.5 2.0	994,131 234,032 234,032	1061,41 269,488 234,032
8 9	Итого Выходят: Концентрат второй перечистки Хвосты второй перечистки	117,016 80,067 36,949	4.0 2.0 8,334	468,064 160,134 307,93	503,52 184,394 319,129
III 4	Итого Контрольная флотация Поступают: Хвосты основной флотации Свежая вода	117,016 321,585	4.0 3,258	468,064 1047,612 13,618	503,52 1144,199 13,618
10 12	Итого Выходят: Концентрат контр. флотации Хвосты контрольной флотации	321,585 91,652 229,933	3.0 3.0 3,42	1061,23 274,956	1157,817 302,726 856,264
	Итого	321,585	3.3	1061,23	1157,817

Расчет необходимого числа камер флотации

Необходимое число камер механической флотомашины подсчитываем отдельно для каждой операции флотации по формуле ,

где n- требуемое для операции число камер.

V- суточный объем флотируемой пульпы, м³/сут.

t=15- продолжительность флотации в операции, мин.

0.5 - геометрический объем камеры, м³.

K- отношение объема пульпы в камере при работе флотационной машины к геометрическому объему камеры, принимается равным 0,7-0,8.

Q- суточная производительность машины по твердому, т/сут.

- плотность твердой фазы, т/м³.

R- отношение Ж:Т по массе в пульпе.

Принимаем 3 шт.

Принимаем 2 шт.

Принимаем 2 шт.

Принимаем 1 шт.

флотация руда реагентный шламовый



Выбор и обоснование реагентного режима

Гидрофобность ( гидрофильность ) минералов регулируется с помощью специальных реагентов, которые сорбируются на поверхности раздела твердое тело - жидкость и жидкость - воздух ( газ ). флотореагенты - соединения органического и неорганического происхождения, - применяются для регулирования и управления процессом флотации. В зависимости от роли, выполняемой при флотации флотореагенты делятся на три большие группы: собиратели, пенообразователи ( вспениватели ) и модификаторы.

Собиратели - это реагенты, которые образуют на поверхности минерала гидрофобную пленку и делают поверхность несмачиваемой. Таким образом они увеличивают скорость прилипания частиц к пузырьку, т. е. повышают их флотируемость. К собирателям относятся органические соединения - природные жиры, содержащие олеиновые и другие кислоты, ксантогенат калия или натрия и другие. Для флотации сильвинитовых руд применяют амины. Собиратели подразделяются на:

-Неионогенные (константа диссоциации меньше, т. е. они малорастворимые) к ним относятся соединения, которые не содержат полярных групп, не диссоциируют на ионы и труднорастворимы в воде: аполярные собиратели, высшие жирные спирты, т. е. те у которых имеет место физическая, а не химическая сорбция. При флотации руд цветных металлов наиболее широко применяют керосин, трансформаторное масло, машиное и индустриальное масла.

- Ионогенные (константа диссоциации больше). Ионогенные собиратели представляют собой органические соединения, имеющие гетерополярное строение молекулы, одна часть которой является полярной, а другая - аполярной. По типу полярных групп ионогенные собиратели подразделяются на:

· Анионные- такие, у которых углеводородный радикал входит в анион, отвечающий за гидрофобизацию поверхности минерала. Они в свою очередь подразделяются на:

· Сульфгидрильные, к которым относятся ксантогенаты, меркаптаны, дитиофосфаты и т. д. область применения - флотация сульфидов и окисленных минералов цветных металлов, а так же благородных самородных металлов.

· Оксигидрильные- жирные кислоты и их мыла, алкилсульфаты. Они используются при флотации несульфидных минералов.

· Катионные- у которых углеводородный радикал вхо дит в катион. К ним относятся амины и четверичные аммонивые основания.

· Амфотерные- к ним относятся гидроксамовые кислоты ИМ-50.

Вспениватели - это гетерополярные органические соединения, которые адсорбируясь на границе раздела жидкость - газ и тело - жидкость, тем самым сохраняют поверхность раздела газ - жидкость, препятствуя коалесценции пузырьков, и повышают прочность пены. Т. е. вспениватели добавляются для получения устойчивых пузырьков воздуха. Представителями класса вспенивателей являются спирты, фенол, крезол и другие.

Модификаторы - неорганические и органические соединения, способные изменять флотируемость минералов за счет регулирования действия собирателей и влиять на взаимодействие поверхности минералов с водой и реагентами. Так как действие регуляторов при флотации очень сложно и разнообразно, принято эту группу флотореагентов разделять на три подгруппы:

Депрессоры ( подавители ) - уменьшают или полностью прекращают адсорбцию собирателей на поверхности минералов, предотвращая тем самым его флотацию. Их применяют при наличии в руде нескольких минералов и необходимости выделения в пенный продукт только некоторых. В качестве депрессоров применяются соли, щелочи и кислоты. Наиболее употребимы цианистый калий, цинковый купорос, известь. Существует несколько способов подавления флотации минералов:

1. повышение гидратации поверхности может быть достигнуто обработкой ее реагентами, образующими малорастворимые гидрофильные соединения;

2. предотвращение активации солями тяжелых и щелочноземельных металлов достигается в результате связывания катионов в малорастворимые и комплексные соединения, гидроксиды, карбонаты, фосфаты и др. соединения на поверхности;

3. защита поверхности минерала от действия собирателей;

4. разрушение пленки собирателя на минеральной поверхности может быть достигнуто термическим и химическим путем ( пропаркой или переводом поверхностных соединений в более растворимые соединения );

5. растворение активирующей пленки ( например, цианид дезактивирует поверхность сфалетита от ионов меди ).

Активаторы - реагенты, способствующие закреплению собирателя на поверхности некоторых минералов (образующие активную пленку). Эти минералы флотируются только после того, как образовалась пленка. Т. е. используются в том случае, когда минералы депрессированны или когда природная флотируемость самих минералов недостаточна. Может состоять в химической очистке минералов от депрессирующих пленок, т.е активаторы способны нейтрализовать действие депрессоров. Наиболее распространенными являются медный купорос, серная кислота и сернистый натрий. Активация также происходит в результате ионного обмена, например, активация сфалетита катионами меди.

Реагенты - регуляторы процесса применяются для улучшения факторов, способствующих флотации. Регуляторы вводятся в пульпу, изменяя среду, делая ее щелочной или кислотной, что способствует более эффективному воздействию активаторов или депрессоров на поверхности минералов.

Флотационные реагенты дозируют в технологический процесс в виде водных растворов- суспензий, эмульсий, реже в виде газовой фазы ( SO2 ). Некоторые твердые реагенты обладают ограниченной растворимостью в воде, например известь. Для подачи ее в технологический процесс готовят не раствор, а суспензию, т.е. взвесь частиц твердого в воде (известковое молоко). При необходимости дозирования плохо растворяющихся в воде реагентов ( керосин, олеиновая кислота и др. ) готовят эмульсию, т.е. взвесь реагентов в воде.

Ко всем флотореагентам предъявляются следующие требования:

1. избирательность действия

2. стандартность качества

3. дешевизна

4. недефицитность

5. удобство в перемещении ( экологичность - с точки зрения охраны окружающей среды, очень важное требование; хорошая растворимость в воде, устойчивость при хранении, отсутствие запаха ).

Флотационные реагенты, применяемые при флотации.

1. Катионный собиратель «Лилофлот» производитель - Швеция. Расход 90 г/т, время флотации 6 минут.

2. Реагент депрессор- кукурузный крахмал (гидролизованный).

3. Для придания щелочности среды применяется регулятор среды NaOH.

Техника безопасности в отделениях флотации

1. Подача жидких реагентов и растворов реагентов в промежуточные бачки и питатели на расходных площадках должна проводиться по трубопроводам с помощью насосов. Подача цианидов и сернистого натрия в сухом виде и концентрированной серной кислоты непосредственно в точки питания процесса запрещается.

Переносить реагенты по флотационному отделению разрешается только в специально предназначенных для этой цели сосудах.

2. Подача реагентов из расходных емкостей, расположенных на дозировочных площадках, к контактным чанам, флотационным машинам и другим агрегатам осуществляется при помощи автоматических герметизированных дозаторов по закрытым коммуникациям.

3. В отделениях, где возможен контакт работающих с флотореагентами, должны быть установлены умывальники с подачей холодной и горячей воды, предусмотрены устройства для быстрого удаления попавших на кожу веществ путем смыва их струей воды, фонтанчики для промывки глаз.

4. Расходные бачки цианидов должны находиться на реагентных площадках в изолированном помещении, оборудованном местной вытяжной вентиляцией. Помещение необходимо закрывать на замок.

5. Ввод реагентопроводов цианидов в точки подачи должен осуществляться таким образом, чтобы исключить возможность свободного доступа к раствору цианида. Запрещается замер количества реагентов в точках их подачи.

6. Чаны, промежуточные и расходные бачки реагентов и связанные с ними коммуникации должны иметь аварийные емкости, в которые следует при необходимости полностью сливать реагенты.

Сточные воды реагентных площадок должны удаляться по специальному трубопроводу, минуя дренажные устройства флотационного отделения.

Не допускается смешивание кислот с растворами цианидов, ксантогенатов, аэрофлотов, сернистого натрия и гидросульфита.

Не допускается смешивание растворов медного, цинкового и железного купоросов, хлористого цинка и хлористого кальция с растворами сернистого натрия, гидросульфита и цианида, так как при этом возможно выделение высокотоксичных газов - сероводорода и синильной кислоты, а также нерастворимых осадков, забивающих трубопроводы.

7. Технический руководитель смены обязан проверять наличие и исправность средств индивидуальной защиты у обслуживающего персонала реагентных площадок в соответствии с утвержденной инструкцией.

8. Раскручивать шпиндель блока импеллера флотационной машины вручную при зашламовке камер разрешается только при остановленном пеногоне с разборного деревянного помоста. Включать двигатель разрешается только после удаления рабочих с помоста.

9. Для аварийной разгрузки флотационных машин и сбора смывных вод должны быть предусмотрены зумпфы (приямки) с насосами.

10. При замене или прочистке аэролифтных трубок на пневматических флотационных машинах рабочие должны надевать защитные очки.

11. Отбор технологических проб пульпы непосредственно из работающей флотокамеры разрешается только специально для этого предназначенными пробниками при обязательной остановке пеногона.

12. Воздуходувки, подающие воздух в камеры пневмомеханических и пневматических флотомашин, должны располагаться в специальных помещениях, где предусмотрены звукоизоляция и шумопоглощение.

Выбор флотационной машины





Список используемой литературы

1) О.С. Богданов «Теория и технология флотации руд», Москва Недра1990г., 361 с.

2) Единые правила безопасности при дроблении, сортировке, обогащении полезных ископаемых и окускования руд и концентратов.

3) Абрамов А.А. «Флотационные методы обогащения», Москва «Недра», 1984 г., 383 с.

4) Разумов К.А. « Проектирование обогатительных фабрик», Москва «Недра», 1982 г., 518 с.

Размещено на Allbest.ru