Классификация методов флотации

В зависимости от коллектирования полезных компонентов в концентрат различают, как указывалось выше, два метода флотации: а) коллективную флотацию, при которой все флотирующиеся примерно с одинаковой интенсивностью минеральные компоненты переходят в концентрат, а в хвостах остаются трудно флотируемые зерна, отвечающие понятию пустой породы, и б) селективную флотацию, когда по кондициям необходимо получать продукты с определенным соотношением как полезных зерен, так и зерен пустой породы, причем при селективной флотации самостоятельные концентраты получаются по основным металлам или минералам.

Пример 176. На фабрике Юта Апекс (США) в медно-свинцовой секции обрабатывается руда из халькопирита, свинцового блеска, цинковой обманки, пирита и минералов пустой породы при содержании меди 1,5—3,5%, свинца 2,5—4,0% и цинка 1,0—1,5%.

В зависимости от кондиций рынка из данной руды получают либо общий свинцово-медный концентрат либо раздельно свинцовый и медный концентраты. С другой стороны, поведение остальных сульфидов (цинковой обманки и пирита) требует перевода большей их части в хвосты.

Таким образом, получение совместного концентрата основных (товарных) сульфидов, свинца и меди, будет примером коллективной флотации, а получение раздельно медного концентрата и свинцового концентрата будет примером селективной флотации. Точно так же селективной флотацией можно считать раздельное получение сульфидов меди и свинца в виде концентратов, а сульфидов цинка и пирита — в виде хвостов.

В некоторых случаях флотации медно-цинковых руд, руд редких элементов и т. п. является нецелесообразным добиваться приемлемого разделения на конечные концентраты вследствие усложнения неэкономичности такого обогащения, так как последующая металлургическая или технологическая обработка сможет более рационально их разделить. Тогда такие компоненты собирают в коллективный концентрат, хотя общая схема проводится в остальном по методу селективной флотации.

Пример 177. Медные и цинковые сульфиды, например халькопирит и цинковая обманка зачастую вследствие тонкости прорастания, неэффективности флотирования и т. д. трудно промышленно разделить на кондиционные селективные концентраты.

Учитывая, что методом велц-процесса (отгонки цинка в цилиндрических печах) можно их при известных условиях разделить металлургически, флотацию ведут с получением как селективных концентратов меди и цинка, так и коллективного медно-цинкового промпродукта с выделением хвостов или, в случае трудности селективной флотации, общего коллективного концентрата.

Пример 178. Примером коллективной флотации, иногда называвшейся «полной флотацией (all flotation), также может служить флотация джезказганской руды, где в концентрат переводятся оба медных сульфидных минерала, халькопирит и борнит, а в хвостах остаются минералы несульфидные.

Как видно, понятие «коллективная флотация» является в известной мере условным и вряд ли себя оправдывающим, если принять во внимание сказанное выше о максимальном получении товарных продуктов и о возможности получения методом флотации наиболее легко обрабатываемых (легкоплавких, самофлюсующихся) товарных продуктов, независимо от того, где они будут во флотации получаться — в пене или в нефлотирующейся части пульпы.

Поэтому во всех случаях можно рассматривать флотацию как процесс селективного (избирательного) разделения в конечном итоге компонентов между собой, с целью выдачи товарных продуктов, не придавая значения месту, где такие продукты будут получаться. Тогда можно лишь различать флотацию простых и сложных полезных ископаемых, когда получается два или больше конечных продуктов.

Возможность такого обозначения не противоречит общепринятым понятиям о методах в других разделах обогащения, например по уд. весам, где термин «селективная концентрация на столе» и т. п. совершенно не применяется за отсутствием в нем особой надобности.

Пример 179. Термин «селективная (selective) флотация» был противопоставлен, как видели, термину «полная (all), или коллективная (collective)» флотация. Помимо него, в разное время применялись термины «дифе-ренциальная (differential)» и «преференциальная, или предпочтительная (preferential) флотация», которым придавались разными авторами несколько специфические оттенки. Так, под дифференциальной понимали такую флотацию, когда один из флотируемых минералов флотируется в большей степени, чем другой минерал. Под преференциальной флотацией понимали разделение флотацией одного или более сульфидов друг от друга, иногда с предварительным обжигом, а под «селективной» флотацией понимали случай отфлотирования сульфидных минералов от несульфидных.

Как видим, между этими обозначениями имеется определенная связь и близость понятий, что послужило причиной частой замены одного обозначения другим и в результате привело к использованию обобщающего термина «селективная флотация» большинством обогатителей. Этот же термин принят большинством обогатителей в нашей литературе.

Как показывает практика работы современных машин, получения конечных продуктов из пульпы весьма редко можно достичь путем обработки ее на одной машине или ванне за одну операцию, поэтому даже при правильно подобранной тонкости помола (с минимальным наличием в пульпе сростков), все же необходимо пропускать пульпу через ряд последовательно установленных машин с обработкой промежутков в открытом или замкнутом цикле.

Различные комбинации (а их можно иметь огромное количество) таких сочетаний движений пульпы можно объединить в следующие три стадии флотации, независимо от применяемого метода флотации.

а) Основная стадия флотации — когда в результате первой обработки на машине пульпы получается хотя Ca один конечный продукт по флотации данного компонента пульпы, а остальные продукты должны итти на последующие флотации.

б) Первичная стадия флотации — когда в результате первой обработки на машине пульпы не получается ни одного конечного продукта.

Обе эти стадии имеют пульпу как первичный исходный материал по данному компоненту, что необходимо отличать от последующей обработки продуктов одной из этих двух стадий.

Все последующие стадии флотации с любым продуктом имеют целью две конечных операции: получение конечного концентрата (обычно пенного продукта) или получение конечных (отвальных) хвостов (обычно остатка в пульпе).

При этом получающиеся в процессе флотации промежуточные продукты, подвергаясь флотации с целью распределения их, могут итти по той или иной основной ветви.

В силу сказанного мы будем называть все стадии ветви флотации, преследующие получение конечного концентрата, очистными флотациями, снабжая их порядковым номером по ходу числа очисток. С другой стороны, все стадии ветви флотации, преследующие получение конечных хвостов, а также и распределения промпродуктов, мы будем называть перечистными флотациями либо хвостов, либо промпродукта, снабжая каждую из них своим порядковым номером.

Таким образом, после первой флотации — основной или первичной — мы можем вести только очистные и перечистные флотации по данному компоненту.

При наличии нескольких компонентов и самостоятельных ветвей флотации для каждого из них, очевидно, хвосты флотации основной или какой-то перечистной по хвостам для первого компонента могут явиться исходным материалом для флотации второго компонента и т. д. И в этом случае, применяя ту же терминологию, мы сможем самую сложную схему довольно просто и вполне определенно формулировать.

Пример 180. Разберем на фиг. 119 схему для свинцово-цинковой руды с различными стадиями флотации. Первая операция для свинцовой флотации как основная 1 выделяет конечные свинцовые хвосты, требующие самостоятельной ветви флотации уже по другому компоненту (цинку).

Остающийся продукт, если он не конечный по кондициям на свинцовый концентрат, являясь обогащенным первичным концентратом, может потребовать первую очистную флотацию 2.

Промпродукт такой очистной флотации по свинцу, подвергаясь дальнейшей флотации с целью его распределения, дает нам первую перечистную флотацию свинцового промпродукта 3, с двумя оборотными продуктами, направляемыми в соответствующие вышеследовавшие флотации.

Допустим, что первая цинковая флотация не могла выделить ни одного готового продукта, тогда ее называем первичной цинковой флотацией 4.

Аналогично свинцовой ветви имеем первую очистную цинковую флотацию 5, а для первичных хвостов — первую перечистную цинковую флотацию хвостов б.

Таким образом, несмотря на сложность схемы данной флотации, мы ее сможем кратко характеризовать следующим образом.

Схема флотации имеет по свинцу: основную, одну очистную и одну перечистную для промпродукта флотации, а по цинку — первичную, одну очистную и одну перечистную по хвостам, причем промпродукты свинцовой флотации являются оборотными продуктами основной и очистной флотации, а промпродукты цинковой флотации являются оборотным продуктом первичной флотации.

Разбор и составление схем ряда руководящих американских фабрик показывает, что а этом вопросе нет еще достаточно четкой терминологии среди заграничных авторов, и часто понятие первичная флотация (rougher) объединяется с основной, хотя по смыслу языка она именно отвечает понятию rougher, как primary, — первичному разделению.

Наименование такой операции «грубой», как уже отмечалось выше, не может быть рекомендовано, так как вносит понятие о возможности недостаточно четкой работы в этой стадии флотации, между тем именно от правильного проведения этой операции в значительной степени зависит легкость разделения в остальных стадиях флотации.

Очистная операция отвечает понятию cleaner, в то время как перечистные операции промпродукта отвечают понятию recleaner, а группа многократных перечистных хвостов обозначаются как scavenger (группа перечистных флотаций хвостов).

Таким образом, как это будет видно и из ряда примеров, разбивка всех стадий флотации на три основных ветви дает простой и не вызывающий смешивания понятий метод характеристики всех флотационных операций любой схемы, увязывая ее с качественными результатами данной флотации, поэтому такая терминология автором целиком принимается в дачной книге.

Для того чтобы сделать наглядным ход процесса, за последнее время в обогатительной литературе пользуются, помимо линейного изображения схемы (фиг. 119), также и картинным, когда ряд аппаратов изображается условными фигурами (схема цепи аппаратов).

Оба способа являются общепринятыми, и мы в ряде примеров движения пульпы сопоставим оба вида изображения, чтобы выяснить, насколько линейное изображение, более легко воспроизводимое, достаточно понятно по сравнению с картинным.