ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схема современного автоклавного цеха для получения серы из концентратов из "Природная сера" На показатели выплавки серы из концентратов в автоклавах влияют различные факторы характер сопровождающих пород, степень измельчения, содержание органических примесей и др. Одним из основных факторов, влияющих на процесс, является поведение пустой породы. Так как пустая порода должна всрлыт вать вместе с водой в верхнюю часть автоклава и удерживаться в ней, то, очевидно, для нормального протекания процесса необ-, ходима гидрофильность и серофобность частиц пустой породы. [c.79] Смачиваемость расплавленной серой различных минералов изучалась К. Н. Самохваловым, применявшим метод проектирования капли, нанесенной на поверхность минерала, с последующим измерением краевого угла смачивания. Наибольшее значение краевого угла (54°) найдено для полугидрата ССаЗОд-О.бНгО), затем идет кальцит (24°), кварц (0—10°) и гипс (0—8°). Эти данные говорят о существенном значении состава пород, сопровождающих серу, особенно в связи с возможным его изменением в автоклаве (например, превращение гипса в полугидрат). [c.79] Следует отметить, что смачиваемость серой указанных минералов пустой породы в парах воды зависит от воздушной среды. Так, при 120° С величина краевого угла в парах воды резко увеличивается, достигая 180° для кальцита и кварца. Угол смачиваемости кальцита серой на воздухе по истечении 30 мин составляет 127° вместо нормальной величины краевого угла смачивания этого минерала 24°. Меньший гистерезис наблюдается для кварца и практически отсутствует для гипса. [c.79] Таким образом, с теоретической стороны вопрос сводится главным образом к молекулярно-поверхностным явлениям в системе сера — пустая, порода — вода. Эти явления происходят на фоне резко выраженной гидрофильности минералов пустой породы и гидрофобности серы при наличии суспензии из частиц породы в расплавленной сере и воде, а также на фоне возможного образования эмульсии серы в воде и воды в сере. [c.79] Один из факторов, определяющих рациональность процесса отделения расплавленной серы от породы, заключается в придании устойчивости суспензии минеральных частиц пород, находящихся в водной фазе. Очевидно, в реальных условиях автоклавного процесса дисперсионной средой может являться только вода, так как замена воды какой-либо другой жидкостью была бы слишком сложна. Освобождение суспензии от коагулирующих растворенных в ней примесей возможно путем предварительной подготовки воды, идушей в производство. Практически вопрос этот разрешается в соответствии с конкретными условиями месторождений серы (расположение у источников сильно минерализованной воды и пр.). Выполнение третьего условия стабилизации связано с повышением содержания серы в концентрате. Действительно, результаты отдельных исследований производственного опыта подтверждают высокое извлечение серы из концентратов, содержащих более 90% 5, в самых разнообразных условиях и даже при наличии некоторых уже определившихся отрицательных факторов в процессе автоклавной плавки (высокая тонина помола, наличие гипса и др.). [c.80] Таким образом, указанные факторы не зависят от условий работы самих автоклавных заводов, а определяются работой флотационной фабрики. Наиболее действенным является применение в процессе выплавки серы в автоклавах особых стабилизаторов, представляющих собой вещества, легко адсорбирующиеся на поверхности частиц. [c.80] Для уяснения действия стабилизаторов в автоклавном процессе выплавки серы отметим несколько общих положений. Академик П. А. Ребиндер считает, что прочную молекулярную связь между поверхностями молекул двух фаз создает адсорбционной слой. При двусторонней адсорбции, определяемой добавкой некоторых реагентов, т. е. ориентации молекул адсорбированного вещества на поверхности обеих фаз, полярность адсорбата является промежуточной между полярностями обеих фаз, а отсюда следует, что чем больше разность полярностей фазы и растворенного в ней вещества, тем более поверхностно-активным будет это вещество на поверхности фазы. [c.80] Казалось бы, что электролиты, представленные различными многовалентными ионами, адсорбция которых должна была бы принять заряд частицы, окажутся наилучшими стабилизаторами, однако лишь в редких случаях электролиты стабилизируют суспензию, пептизируя ее, в то время как введение органических добавок, не несущих заряда, дает резкий стабилизирующий эффект. Некоторые объясняют устойчивость лиофильных коллоидов гидратацией их мицелл. П. А. Ребиндер связывает устойчивость дисперсных систем с гидратацией (сольватацией) частиц с помощью адсорбционных слоев. Б. В. Дерягин считает, что стабилизация суспензий происходит за счет образования на поверхности частиц сольватного слоя порядка десятых долей ммк, благодаря чему устраняется возможность флокуляции частиц (расклинивающее действие). При большой разности полярностей (большой избыток свободной энергии) сольватный слой не образуется в этом случае и важно введение стабилизаторов, облегчающих создание такого слоя. [c.81] Вторым фактором, определяющим процесс выплавки серы из концентратов в автоклавах, является коалесценция капелек серы с образованием слоя жидкой серы. При расплавлении частиц серы, содержащихся в концентрате, очевидно, в первый момент идет образование капелек серы, находящихся в водной фазе в смеси с минералами пустой породы. Выше разобраны элементы процесса, связанные с поведением частиц пустой породы. Наличие ощутимых примесей тонкого порошка из пустых пород должно способствовать образованию трехфазных эмульсий серы, отрицательно влияющих на коалесценцию серы. [c.81] Таким образом, введение реагентов при плавке является одним из мероприятий, регулирующих процесс как в отношении обеспечения гидрофилизации примесей с сохранением гидрофобности поверхности серы, так и в отношении создания наиболее благоприятных условий для коалесценции серы. [c.81] При исследовании навеску концентрата от 2 до 10 г помещали в широкую стеклянную пробирку, куда приливали дистиллированную воду из расчета Ж Т = 1 1 и добавляли различные количества реагентов. Пробирку запаивали, содержимое ее тщательно перемешивали встряхиванием и нагревали на масляной бане при 130—140° С в течение 2 ч. Во время нагревания пробирка находилась в покое. После остывания ее вскрывали и содержимое выливали в чашку. Затем отделяли королек, а остаток пропускали через сито 48 меш (0,295 мм). [c.82] В качестве добавок были исследованы различные реагенты защитные гидрофилизующие коллоиды (жидкое стекло, крахмал, сапонин), электролиты (хлористый натрий, хлористый кальций), продукты перегонки нефти (бензин, керосин, соляровое и веретенное масла), фосфорсодержащие соли, некаль, отходы различных нро-иэводств (подмыльный щелок, остатки от отгонки спирта) и др. Исследовалось также влияние комбинаций реагентов. [c.82] Некоторые электролиты и неэлектролиты. Отрицательное действие на извлечение серы из концентратов оказали добавки электролитов — хлористого натрия и хлористого кальция. При практически одинаковых содержаниях серы в исходных образцах резко упало извлечение серы в королек и на 15—20% увеличилось извлечение ее в остальные фракции. Таким образом, потеря серы в хвостах возросла с 14 до 35% (рис. П1-15,а). Неблагоприятные результаты были получены также при добавлении гуматов. В случае применения сапонина эффективность процесса возрастает только при повышении концентрации сапонина до 5%, но при этом увеличивается извлечение за счет фракции выше 48 меш, а во фракции минус 48 меш извлечение не изменяется (рис. 111-15,6). [c.83] Уже в этих иследованиях было выявлено, что на извлечение серы оказывает влияние добавка фосфорсодержащих солей. В последующем такие добавки стали применять при промышленной выплавке серы из концентратов в автоклавах. Остаток от погонов спирта при концентрациях до 2% дает небольшое улучшение извлечения, а затем снова наблюдается ухудшение процесса, так же, как при добавках подмыльного щелока, содержащего 7—8% хлористого натрия, 0,5% жирных кислот, 0,1—0,5% углекислого натрия, 0,2% едкого натра, 0,5% глицерина, остальное вода (рис. П1-15, в). [c.83] Крахмал в малых концентрациях оказывает гидрофобизующее действие, а при больших — проявляются его защитные свойства как лиофильного коллоида, поэтому повышенное извлечение серы при добавках крахмала наблюдалось уже при самых незначительных его концентрациях. [c.84] Нефть и ее погоны. Экспериментальными работами установлено, что введение погонов нефти повы-щает эффективность выплавки серы из концентратов (рис. 111-16). [c.85] Наиболее активное действие оказывают легкие фракции, слабее действуют тяжелые фракции, самые тяжелые фракции почти не дают эффекта. Влияние бензиновой фракции слабее, чем керосиновой, газойлевой и веретенного масла. Введение нефти в небольшом количестве (до 1 %) неэффективно, но с увеличением концентрации нефти потери серы в хвостах значительно снижаются и при 4—5% нефти составляют не более 2—4 %. [c.85] Вернуться к основной статье