Флотационное разделение минералов

Очень важной и в то же время довольно сложной областью применения химии поверхностей является флотационное разделение минералов. Этот метод представляет исключительную ценность для горнодобывающей промышленности, так как позволяет экономично обрабатывать огромные количества измельченных руд и отделять ценные минералы от пустой породы. Первоначально флотация применялась только для переработки некоторых сульфидных и окисленных руд, однако в настоящее время она применяется и во многих других случаях. В далеко не полный перечень руд, обогащаемых методом флотации в промышленном масштабе, можно включить никеле- и золотоносные руды, кальцит, флюорит, барит (сульфат бария), шеелит (вольфрамат кальция), карбонат и окись марганца, окислы железа, гранатовые породы, титанжелезные окислы, окислы кремния и силикаты, уголь, графит, серу и некоторые растворимые соли, например сильвинит (хлорид калия). Подсчитано, что ежегодно флотационным методом перерабатывается 10 т руды [15, 16] Приблизительно до 1920 г. флотационные процессы были довольно примитивными и основывались прежде всего на эмпирическом наблюдении, что пульпа медной или свинцово-цинковой руды (смеси измельченной руды с водой) может обогащаться (т. е. в ней может повышаться содержание собственно минерала) при обработке большими количествами жиров или масел. Частицы ценного минерала собираются в слое масла и, таким образом, отделяются от пустой породы и воды. Позже масляная флотация была почти полностью вытеснена так называемой пенной флотацией. При использовании пенной флотации к пульпе прибавляют небольшое количество масла и вспенивают, перемешивая ее или иробулькивая через нее пузырьки воздуха. Частицы минералов концентрируются в образовавшейся пене, которую периодически снимают с пульпы. [c.370]

Флотационное обогащение руд полезных ископаемых основано на том, что сернистые соединения, в виде которых металлы обычно находятся в руде, обладают большей гидрофобностью, чем пустая порода, например кварц. Практически флотационное разделение руды никогда не проводят простым введением измельченной руды в воду, поверхность которой граничит с воздухом или маслом. В таком виде флотационный процесс слишком неэффективен. В настоящее время широкое применение получила так называемая пенная флотация. Она заключается в том, что в суспензию минерала— флотационную пульпу — тем или иным способом вводят пузырьки воздуха. При всплывании пузырьки собирают по своей поверхности те частицы руды, на которых вода образует большой краевой угол. В результате на поверхности пульпы образуется минерализованная пена. Эту пену самотеком или с помощью специальных гребков удаляют с поверхности пульпы в виде концентрата. руды. Хорошо смачиваемые водой частИцы пустой породы не прилипают к пузырькам, оседают на дно и образуют отходы флотации, так называемые хвосты . [c.165]

Трудности, возникающие при флотационном разделении кальциевых минералов, объясняются тем, что в их ионной кристаллической решетке содержится один и тот же катион—кальций. По мнению большинства исследователей, полярная группа собирателей анионного типа химически взаимодействует с катионом кристаллической решетки минерала . Поэтому такие собиратели почти одинаково закрепляются на разделяемых минералах и четкое разделение их невозможно. [c.145]

Флотация (флотационное обогащение) — это способ разделения мелкоизмельченной смеси веществ, основанный на различной смачиваемости компонентов смеси. Смесь, подлежащая разделению, например руда и пустая порода, взмучивается в воде, содержащей флотационные реагенты — коллектор (собиратель) и пенообразователь. Коллектор адсорбируется на поверхности одного нз компонентов смеси (чаще всего частицы минерала) и тем самым делает его гидрофобным. При продувании воздуха через суспензию образуется пена, в которой собирается ставший гидрофобным компонент (полезный минерал), а другой компонент смеси (пустая порода) осаждается на [c.392]

Разделение минералов во флотационных нроцессах обусловлено превращением гидрофильной поверхности в гидрофобную. Это достигается путем адсорбции из раствора на поверхности минерала соответствующего реагента-собирателя. В этом случае пузырьки воздуха вытесняют водный раствор с гидрофобной поверхности твердых частиц. Частицы прилипают к пузырькам, поднимаются на поверхность водной системы и затем отделяются. Преимущественная адсорбция реагента позволяет разделять индивидуальные минералы. [c.386]

Флотационное обогащение (разделение) основано на различной смачиваемости водой ценных минералов и пустой породы. Применяют пенную, пленочную и масляную флотацию. В наиболее распространенном методе пенной флотации через водную суспензию измельченной руды (пульпу) барботируют воздух, к пузырькам которого прилипают гидрофобные частицы ценного минерала, всплывающие затем на поверхность воды, и с образовавшейся пеной снимаются механически для дальнейшей переработки. Пустая порода хорошо смачивается водой и оседает во флотационных машинах. Пленочная флотация заключается в том, что при высыпании измельченной руды на поверхность текущей воды гидрофобные частицы ценного минерала остаются на поверхности, а пустая порода оседает. В процессе редко применяемой масляной флотации используется эмульсия масла в воде, частицы ценного компонента всплывают вместе с каплями масла. [c.97]

В горнодобывающей промышленности большое распространение получили флотационные методы разделения составных частей руды, содержащих ценные минералы, от пустой породы. Эти методы основаны на создании различий в величинах краевых углов, образуемых с водной средой частицами рудного минерала и пустой породы. Руда измельчается до возможно малой величины частиц, для чего служат дробилки и мельницы различных конструкций, а в измельченном виде поступает в баки с водой, к которой добавлены вещества, носящие название коллекторов. Молекулы коллектора адсорбируются на поверхности частиц минерала, [c.239]

Для подготовки руды к флотации ее необходимо сначала подвергнуть настолько тонкому измельчению, чтобы отдельные частицы ценного минерала были практически отделены от сросшихся с ними частиц породы кроме того, они должны быть достаточно малы для того, чтобы могли всплывать вместе с прилипшими к ним пузырьками воздуха. На практике руду измельчают до 30—200 меш или выше. Поскольку дробление представляет собой дорогостоящую операцию, во всех случаях, где это возможно, стремятся применить более грубый размол. Измельченную руду подают во флотационную машину, где она в водном растворе соответствующих флотационных реагентов образует суспензию—так называемую пульпу. Флотационная машина представляет собой бак, снабженный механической мешалкой или приспособлением для продувания воздуха, которые обеспечивают энергичное перемешивание и аэрацию пульпы и образование пены из пузырьков воздуха, всплывающих на поверхность раствора. Очень быстро после пуска флотационной машины на поверхности раствора образуется слой минерализованной пены, который можно удалить. Обычно ценный минерал всплывает вместе с пеной, а пустая порода остается в водной фазе во флотационной машине, но в некоторых случаях, наоборот, может флотироваться порода, концентрат же может получаться в остатке. И в том и в другом случаях разделение достигается путем прочного сцепления одного из минералов с пузырьками воздуха в пене, вследствие чего, он, несмотря на более высокий удельный вес, всплывает, тогда как другие минералы, не прилипая к воздушным пузырькам, остаются взвешенными в пульпе или оседают на дно. [c.490]

Одним из самых крупномасштабных технологических процессов, основанных на использовании смачивания, является флотационное обогащение и разделение горных пород. Различают пенную, масляную и пленочную флотацию. В основе всех видов флотации лежит различие в смачивании жидкой фазой частиц пустой породы и ценного извлекаемого минерала. В пенной и пленочной флотации обычно ценная порода, плохо омачиваемая водой, концентрируется на границе вода — воздух, а хорошо омачиваемая пустая порода переходит в воду. При пенной флотации измельченная порода интенсивно перемешивается в воде, через которую барботируется воздух. Частицы ценного минерала (относительно маленькие по размеру) захватываются пузырьками воздуха, которые выносятся в виде пены на поверхность воды, откуда эта пена затем механически удаляется и поступает на дальнейшую переработ(ку. В пленочной флотации частицы изм ельченной породы высылаются на поверхность текущей воды при этом частицы ценной породы остаются на поверхности воды, а частицы пустой породы тонут. Реже используется масляная флотация, в которой для выноса частиц ценной породы используются капельки масла, т. е. образование пены заменено образованием эмульсии. [c.109]

Высокая эффективность флотационного метода обогащения полезных ископаемых, возможность разделения с помощью флотации даже близ1ких по химическим свойствам минералов в полиминеральных рудах, обеспечивается применением разнообразных ПАВ, которые избирательно гидрофобизуют поверхность флотируемого минерала и гид-рофилизуют минералы, не подвергаемые флотации (либо наоборот). Вследствие относительно малой удельной поверхности пород, подвергающихся флотационному обогащению, расход ПАВ — флотореаген-тов — невелик и может составлять сотню граммов на тонну породы. Это позволяет использовать даже сравнительно сложные и дорогие ПАВ для тонкого регулирования поверхностных свойств разделяемых минералов. [c.110]

Флотацию осуществляют с помощью флотационных реагентов — различных органических и неорганических веществ, добавляемых в небольших количествах во флотационную суспензию. Для создания мелкодисперсной и устойчивой флотационной пены применяют пенообразователи. Для увеличения прилипаемости частиц минерала к пузырькам пены, т. е. для усиления гидро-фобности частиц, вводят собиратели коллекторы) — растворимые в воде поверхностно-активные вещества, образующие на частицах адсорбционный слой. При этом полярные группы молекул коллектора ориентированы к поверхности частицы, а неполярные — к окружающей среде, вследствие чего смачиваемость частиц водой ухудшается, уменьшается устойчивость гидратной оболочки и частица с большей легкостью прилипает к поверхности воздушного пузырька. Для регулирования действия коллектора используют модификаторы, или регуляторы, флотации активаторы, усиливающие взаимодействие коллектора с флотируемым минералом, и депрессоры, или подавители, подавляющие это действие. Применение этих реагентов позволяет улучшить флотируе-мость одного из минералов и ухудшить флотируемость других, что облегчает разделение. С этой же целью применяют регуляторы среды, влияющие на состав и свойства жидкой фазы суспензии. С помощью нескольких последовательно используемых реагентов можно осуществлять селективную флотацию, т. е. последовательное выделение из смеси нескольких минералов концентратов каждого из них. [c.53]

Для использования бедных руд, содержащих меньше 1—1,5% меди, в цветной металлургии широко применяется способ выплавки меди, по которому медные руды предварительно подвергают обогащению. Для этого руду сначала дробят, причем степень измельчения должна быть такова, чтобы содержащие медь минералы, вкрапленные в руду, как и пирит, получались в виде отдельных зерен. Затем эта смесь подвергается разделению методом флотации, основанным на том, что разные минералы в различной мере смачиваются водой. При пропускании воздуха в виде мелких пузырьков через взвесь тонко измельченной медной руды в воде, к воздушным пузырькам прилипают плохо смачиваемые водой кусочки медного минерала. Всплывающие пузырьки поднимают эти кусочки медного минерала на поверхность, образуя вместе с ними пену снимая эту пену, получают медный концентрат (10—20% меди), который дальше служит сырьем для выплавки меди. Вся остальная часть руды, смачиваемая водой, погружается в жидкость и оседает на дно флотационной машины. С этого, не содержащего меди осадка, называемого флотационными хвостами, сливают избыток воды, а оставшуюся пульпу, 1аправляют для обезвоживания на вакуум-фильтры. Полученный таким образом сырой флотационный колчедан содержит 12—15% влаги. [c.32]

Методика проведения флотационных опытов сводится к следующему. Прибор заливают водой (или рассолом при флотации водорастворимых солей), и в камеру перемешивания подают навеску узкого класса обесшламленного минерала. Эта часть прибора состоит из конуса 9 и улитки 8, разделенных кольцевым сужением, диаметр которого чуть больше диаметра импеллера 7. Импеллер закреплен на вертикальном плексигласовом валу, связанном посредством накидной гайки 13 и текстропной передачи 12 с электродвигателем 10. Аппарат установлен на станине типовой лабораторной флотационной машины. При вращении импеллера с частотой 900—1000 мин- пульпа из конуса 9 затягивается через кольцевой зазор в улитку 8, вытесняется в отводную трубку 5, поступает в трубку 6 и через сужение 14 возвращается в камеру перемешивания. Реагенты в зависимости от их физических свойств подают в пульпу либо в виде раствора, либо в виде эмульсии (аполярные реагенты). После перемешивания открывают кран 3, и через дозирующий капилляр 4 по тонкому каналу в шлифе 2 в прибор подают воздух в виде мелких пузырьков. [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология