Депрессия пустой породы при флотации шеелитовых руд

17.06.2020

Для депрессии минералов пустой породы — кварца, силикатов, алюмосиликатов, окислов железа и других минералов, которые могут флотировать с теми же собирателями, что и шеелит, применяют жидкое стекло.

В лабораториях фирмы "Аллис Чалмерс" (США) было проведено исследование влияния значения модуля силиката натрия на флотацию двух проб шеелитовых руд. Первая проба представляла собой богатую руду со средним содержанием 1,5% WО3, а вторая — бедную руду, среднее содержание WO3 в которой составляло 0,27%.

Главным вольфрамовым минералом в обеих рудах был шеелит, сопровождаемый небольшим количеством повеллита. Оба минерала были тонко вкраплены в обеих рудах, так что для их раскрытия требовалось измельчать руды до 90% — 0,074 мм. Основными минералами пустой породы (в порядке убывающего количества) в богатой руде были амфибол, кварц, биотит, гранат, флюорит и кальцит; в богатой руде — гранат, кварц, кальцит, флогопит, волластонит и амфиболы. Содержание сульфидов в первой руде составляло около 3%, а во второй — 3,4%.

При флотации сравнивалось действие образцов силиката натрия с модулем 1,00; 2,00; 2,40; 2,90; 3,22 и 3,75. Первый был доставлен в лабораторию в сухом измельченном виде, остальные — в виде коллоидных растворов в воде. Все они подавались в пульпу в виде 5%-ных растворов (в пересчете на сухой силикат).

Предварительно проводилась коллективная флотация сульфидов с применением вторичного бутилового ксантогената в качестве собирателя и соснового масла в качестве пенообразователя. Шеелит флотировали олеиновой кислотой. Значение pH регулировали добавлением серной кислоты или кальцинированной соды.

С каждым из шести видов жидкого стекла проводили шесть опытов для каждой руды при расходе жидкого стекла 0,5; 1 и 2 кг/т и при pH = 6,5 и 10 для каждого расхода. Таким образом, с каждой рудой было проведено 36 опытов. Опыты проводились при комнатной температуре. Об эффективности действия силикатов судили по содержанию и извлечению WO3 в концентрат без перечисток.

Результаты, полученные с богатой рудой, показали, что расход силиката натрия и значение pH пульпы являются важными факторами для получения высококачественного концентрата. Модуль применяемого силиката также играет большую роль. С увеличением расхода силиката натрия повышается содержание WO3 в концентрате. Во всех случаях получаются лучшие результаты при pH = 10, чем при pH = 6,5. Модуль значительно влияет на содержание WO3 в концентрате только при pH = 10. При этом значении pH результаты получались намного лучше с силикатами, имеющими модуль 2,40 и 2,90, чем с другими силикатами; 24,3 и 25% WO3 соответственно по сравнению с 13% WO3 при модуле 3,22.

Из опытов с бедной «рудой установлено, что на качество концентратов влияет расход силиката, однако «при расходе 2 кг/т и pH = 10 очень сильное влияние приобретает модуль жидкого стекла. Оптимальные результаты получаются опять-таки при модулях 2,40 и 2,90, причем, как и для богатой руды, влияние модуля в этих условиях весьма значительное: содержание WO3 в концентрате при этих модулях получается 13,3 и 8,66% соответственно против 2,36% в случае модуля 3,22 при прочих равных условиях.

Во всех опытах извлечение в концентрат было ниже 88%, причем в большинстве случаев — выше 95%. В оптимальных опытах по содержанию WO3 в концентрате извлечение составляло 99% для богатой руды и 93—94% для бедной. В случае модуля 3,22 при оптимальном расходе силиката и оптимальном значении pH извлечение было 90 и 93% соответственно.
Депрессия пустой породы при флотации шеелитовых руд

Преимущества силикатов с модулями 2,40 и 2,90 то сравнению с остальными позволили предположить, что силикат с промежуточным модулем или смесь этих двух силикатов может дать еще лучшие результаты. Поэтому было проведено несколько опытов со смесью этих двух силикатов в отношении 1:1 по весу. Среднее значение модуля смеси было 2,65. Опыты проводились с обеими рудами при pH = 10 и расходе смеси «силикатов, равном 0,5; 1,0; 1,5 кг/т. Результаты «представлены на рис. 32 в виде кривых зависимости содержания в концентрате от расхода силиката натрия. Здесь же для сравнения показаны на основании ранее полученных результатов соответствующие кривые для силикатов с модулями 2,40; 2,00 и 3,22. Как видно из рис. 32, для всех сила катов содержание WO3 в концентрате непрерывно растет с повышением расхода жидкого стекла, причем смесь силикатов с модулями 2,40 и 2,90 дала наилучшие результаты, даже лучшие, чем каждая из составляющих смесей в отдельности. Необходимо подчеркнуть, что эти результаты были получены при одной операции флотации, без перечисток.

Метасиликат натрия в воде подвергается гидролизу по реакция

Кремневая кислота диссоциирует на ионы HSiO- и SiO3-.

Степень диссоциации кремневой кислоты зависит от величины pH пульпы: чем выше значение pH. тем больше содержится ионов HSiO3- и SiO3-. До значения рН меньше 8 в пульпе содержится преимущественно недиссоцированная кислота, при рН больше 9 преобладают ионы HSiO3-, и лишь при значения рН>13 концентрация ионов SiO3- превышает концентрацию других продуктов диссоциации. Основную роль в депрессии минералов играют ионы HSiO3-, а также молекулы и мицеллы кремневой кислоты. При повышенном модуле жидкого стекла в растворе имеются не только ионы, но мицеллы кремнекислоти. Депресспрующее действие жидкого стекла на различные несульфидные минералы изучалось многими исследователями. Работами М.Д. Энгслеса по флотации флюорита, барита, кальцита, шеелита и других минералов установлено, что жидкое стекло уменьшает сорбцию собирателя минералами.

О.С. Богдановым и сотрудниками опытами с меченым тридецилатом натрия показано, что добавление жидкого стекла при флотации несульфидных минералов приводит к уменьшению сорбции собирателя минералами. Также установлено, что жидкое стекло оказывает депрессирующее действие на кальцит и ферберит, а при повышенных расходах и на флюорит. При небольших концентрациях жидкого стекла флотация флюорита улучшается, что, как это указывает О.С. Богданов, возможно, связано с диспергирующим действием и с улучшением пенообразования в щелочной среде, создаваемой силикатом натрия. По данным С.И. Митрофанова, олеиновая кислота адсорбируется кальцитом даже в очень концентрированных растворах жидкого стекла, при этом адсорбция тем больше, чем выше концентрация олеиновой кислоты.

Исследованиями сорбции жидкого стекла флюоритом, мрамором и апатитом и параллельно поставленными опытами по флотации установлена заметная сорбция силиката минералами, увеличивающаяся с повышением концентрации жидкого стекла в растворе. Также установлено, что при постоянном расходе собирателя допрессирующее действие жидкого стекла увеличивается с повышением плотности сорбционного слоя силиката.

Прочность закрепления жидкого стекла на поверхности минералов различна. Жидкое стекло легко отмывается с поверхности Флюорита и устойчиво закрепляется на поверхности барита и. кальцита.

Жидкое стекло — электролит, сильно гидратированный в водных растворах, поэтому при поглощении его минералами происходит значительная гидрофилизация их поверхности. М.А. Эйгелес установил, что в присутствии растворов силиката натрия прилипание минералов к пузырьку воздуха резко замедляется. Кроме того, отмечается сильная стабилизация минеральных суспензий несульфидных минералов растворами силиката натрия.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что депрессия несульфидных минералов жидким стеклом происходит как в результате уменьшения сорбции собирателя, так и вследствие закрепления на поверхности минералов сильно гидратированных силикатных ионов. При постоянном расходе собирателя минералы депрессируются тем сильнее, чем больше плотность адсорбированного слоя жидкого стекла.

Известны и другие объяснения механизма действия жидкого стекла.

Согласно предположениям Г.С. Стрельцына, частицы жидкого стекла представляют собой ионные мицеллы, которые имеют такую же, или даже несколько большую длину, чем ионы карбоксильного собирателя. Закрепляясь на поверхности минералов, мицеллы экранируют тидрофобизирующее действие собирателя, препятствуя соприкосновению пузырька воздуха с минералом, что приводит к депрессии минерала. Понижение адсорбции собирателя при добавлении жидкого стекла может Сыть объяснено и связыванием в растворе катионов железа и других катионов металлов, активирующих кварц. Анионы кремневой кислоты препятствуют адсорбции собирателя и в том случае, если активирующие катионы находятся на поверхности кварца. Co щелочноземельных минералов адсорбированные ионы или мицеллы жидкого стекла вытесняются другими нонами, как например аннонами CO3-, и повышают флотируемость этих минералов олеиновой кислотой.

Избирательность депрессии различных минералов жидким стеклом зависит преимущественно от вида катионов кристаллической решетки минерала в поверхностном слое и вида собирателя, В некоторых случаях депрессия жидким стеклом усиливается, если вместе с ним подается соль тяжелого металла — записное железо, медный купорос и др. Усиление депрессии жидким стеклом при совместном действии с солью тяжелого металла наблюдается в том случае, если подавать соль металла на несколько секунд раньше, чем жидкое стекло, или одновременно с ним, но в слабом растворе. Предварительное смещение с образованием хлопьевидного Осадка понижает эффективность действия депрессора.

По степени депрессирующего действия на кальцит совместно с жидким стеклом катионы металлов можно расположить в следующий ряд:

Если подается смесь соли металла и жидкого стекла, то расход жидкого стекла меньше, чем без соли металла; депрессия же при этом не снижается.

Депрессирующее действие жидкого стекла усиливается при повышении температуры до 70—80° С. При этом большое значение имеет продолжительность контакта с жидким стеклом перед добавлением собирателя. Депрессия проявляется сильнее, если жидкие стекло подается раньше собирателя. Для повышения селективности важно также флотацию посте подачи собирателя вести быстро, чтобы использовать различную скорость адсорбции собирателя и жидкого стекла.

Расход жидкого стекла зависит от характера руды и обычно составляет около 0,7 кг/т, лишь о редких случаях превышая это количество. Недостаток жидкого стекла приводит к повышенной флотируемости кальцита, что снижает качество чернового шеелитового концентрата, а извлечение вольфрама при этом не только не повышается, но часто и несколько снижается. Если количество жидкого стекла превышает необходимое, то это приводит к снижению извлечения вольфрама в концентрат.

Увеличенный расход жидкого стекла вызывает необходимость в повышении расхода олеиновой кислоты для сохранения высокого извлечения вольфрама в концентрат. Оптимальный расход олеиновой кислоты и жидкого стекла для разных сортов руд следует поддерживать постоянным. Регулировка же процесса осуществляется изменением расхода соды.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна