Флотируемость минералов и факторы, влияющие на процесс флотации руд

28.11.2019

По способности флотироваться минералы подразделяются на три группы:

- обладающие сильной естественной флотируемостью с природно гидрофобной поверхностью;

- обладающие слабой естественной флотируемостью с незначительной гидрофобностью поверхности;

- не обладающие естественной флотируемостью с гидрофильной поверхностью.

Для минералов первой группы характерна кристаллическая решетка из слоев атомов или ионов. При этом атомы, составляющие слои, связаны между собой сильными связями. Слои решетки связаны молекулярными связями, которые обнажаются при раскалывании кристалла. При разломе слоев решетки возможно некоторое обнажение и сильных связей, однако количество их незначительно.

К минералам первой группы относятся молибденит, графит, тальк, а также самородная сера, в узлах кристаллической решетки которой находятся молекулы, связанные между собой слабыми молекулярными связями. Эти минералы легко флотируются и могут извлекаться из руды без применения реагентов-собирателей. Минералы пустой породы этой группы (тальк, графит и др.) легко флотируются вместе с ценными минералами, загрязняя концентрат и снижая его качество. Для подавления их флотации требуются специальные реагенты-депрессоры.

Минералы второй группы имеют кристаллические решетки, построенные из атомов, связанных сильными ионно-ковалентными связями. При этом на плоскостях раскола соседние атомы взаимно гасят своп оборванные связи. К минералам этой группы относятся сульфиды: галенит, сфалерит, пирит и другие, способные флотироваться в результате обработки их поверхности реагентами-собирателями без предварительной активации (галенит) или с активацией (сфалерит) реагентами-регуляторами.

К третьей группе относятся минералы, имеющие кристаллические решетки различной структуры, элементы которых связаны между собой ковалентными, ионными или металлическими связями, в результате чего при раскалывании обнажаются сильные связи — ионные, металлические или некомпенсированные ковалентные.

К этой группе относятся главным образом минералы пустой породы: кварц, полевые шпаты, слюды, кальцит, барит и др. Они не флотируются при флотации сульфидов и редко требуют применения дополнительных реагентов-депрессоров для подавления флотации. В случае необходимости их флотации применяют жирпокислотные реагенты-собиратели.

Различают пенную, пленочную и масляную флотации.

Пенная флотация, или просто флотация, представляет собой процесс прикрепления к воздушным пузырькам гидрофобных частиц и вынос их в пену. При этом различают прямую флотацию, когда в пену выносятся ценные минералы, а минералы постой породы остаются в камере флотационной машины, и обратную флотацию, когда в пенный продукт выносятся минералы пустой породы.

Пленочная флотация — процесс, при котором гидрофобные частицы, попадая на поверхность движущегося потока воды, остаются на ней, образуя пленку, а гидрофильные частицы тонут.

Масляная флотация состоит в прикреплении гидрофобных частиц к капелькам масла, которые и выносят их в поверхностный слой, в то время как частицы с гидрофильной поверхностью остаются в пульпе.

Последние два вида флотации имеют ограниченное применение, в то время как пенная флотация является основным современным способом обогащения руд цветных и редких металлов.

На эффективность флотации (пенной) влияет ряд факторов, основные из которых перечислены ниже.

Минералого-петрографический состав руды. Если минеральный состав руд таков, что флотируемость ценных минералов резко отличается от минералов пустой породы, то нетрудно получить богатые концентраты с высоким извлечением. Например, при обогащении кварц-молибденитовых руд степень концентрации (отношение содержания металла в концентрате к содержанию в руде) может достигать 4500. Если же флотируемость минералов пустой породы сравнима с флотируемостью цепных минералов (халькопирит-пирит или флюорит-кальцит), то степень концентрации обычно не превышает 30.

Если флотируемость минералов пустой породы превышает флотируемость цепных минералов, например медистые битуминозные сланцы, то степень концентрации может составить всего несколько единиц и очень часто для извлечения минералов цветных и редких металлов применяют другие способы обогащения, например химические, бактериальные, металлургические и др.

Вкрапленность или крупность зерен ценных минералов имеет большое значение для получения высокого извлечения п достаточно чистых (богатых) концентратов. Чем тоньше вкрапленность, т. е. чем мельче зерна ценных минералов в массе руды, тем они теснее ассоциированы с минералами пустой породы. В этом случав при недостаточно тонком измельчении могут остаться трудно флотируемые сростки, в которых зерна ценных минералов занимают незначительную поверхность сростка или вообще могут находиться внутри его (скрытые сростки). В результате снижается извлечение металла в концентрат и получаются загрязненные пустой породой концентраты. Чтобы избежать этого, необходимо отделить зерна ценных минералов от зерен пустой породы в процессе тонкого измельчения, а далее выбрать такие условия флотации, которые обеспечивают селективный вынос в пену флотируемых минералов.

В различных циклах флотационного процесса (межцикловой или стадиальной, основной, контрольной или перечистной флотациях и разделении коллективного концентрата) необходимо выдерживать оптимальную плотность пульпы, так как только в этом случае можно получить высокие технологические показатели обогащения. Например, если после выделения молибденита из коллективного медно-молибденового концентрата необходимо флотацией повысить качество медного концентрата, то после доизмельчения желательно подвергнуть его сгущению до 20—22% твердого, что улучшит флотацию медных минералов.

Большую роль играет при флотации температура пульпы. Известно, что на некоторых обогатительных фабриках в зимний период в связи с понижением температуры пульпы снижается извлечение металлов, а в некоторых случаях селективной флотации коллективных концентратов температурная обработка пульпы, например острым паром, является необходимой технологической операцией. Например, при разделении коллективных медно-молибденовых, медно-никелевых или медноцинковых концентратов пульпу подогревают до 40—70° С.

Ионный состав и pH пульпы, определяемые растворимостью компонентов руды и солевым составом воды, а также применяемыми реагентами, оказывают влияние на флотационную способность ценных минералов, прямо или косвенно влияя на образование на их поверхности адсорбционных слоев различных веществ, крупность воздушных пузырьков в пульпе, количество и устойчивость пены.

Одним из основных факторов, влияющих на флотацию того или иного минерала, является реагентный режим.

Реагентный режим и схема обогащения разрабатываются опытным путем и уточняются при промышленной флотации на фабрике в течение длительного периода времени. Четкое выдерживание заданного реагентного режима является основой стабильного достижения высоких технологических показателей обогащения.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна