Розподіл операцій флотації камерами флотаційних машин
Дуже рідко на практиці флотації вдається отримати кондиційний концентрат та відвальні хвости в одну операцію.
За своїм призначенням розрізняють операції флотації (рис.11.4):
Мал. 11.4 Схема флотаційного процесу
Основна флотація - перша операція флотації в результаті якої отримують чорновий концентрат та хвости.
Контрольна флотація–операція флотації хвостів, отриманих в основній флотації з метою додобування корисного мінералу з них.
Перечистна флотація (перечистка)–операція повторної флотації чорнових концентратів підвищення їх якості.
Залежно від послідовності виділення цінних компонентів бувають схеми:
Колективна–означає, що флотуються всі цінні компоненти, що мають однакову флотованість.
Селективна–цінні компоненти виділяються послідовно самостійний концентрат.
Розподіл операцій флотації камерами флотаційних машин показано малюнку 11.5.
Мал. 11.5 Розподіл операцій флотації у флотаційній
Лекція 12. Флотаційні реагенти
12.1 Класифікація та призначення флотаційних реагентів
12.2 Збирачі (колектори);
12.4 Депресори (подавлювачі);
12.5 Регулятори середовища.
12.1 Класифікація та призначення флотаційних реагентів
Хімічні речовини, що вводяться у флотаційну пульпу для управління флотаційним процесом, забезпечення високої вибірковості флотації різних мінералів, підвищення міцності повітряних бульбашок та стабілізації процесу флотації, називаються флотаційними реагентами.
Шляхом підбору спеціальних реагентів можна штучно змінити поверхневі властивості мінералів, саме їх змочуваність.
Наприклад:комплексна поліметалева руда в якій присутні наступні мінерали, що володіють однаковою природною флотованістю
У флотаційної пульпі створюються такі умови, коли можна виділити кожен із новачків у самостійний концентрат.
Кожен із реагентів, що додаються у флотаційну пульпу, має своє цільове призначення.
За своїм призначенням флотаційні реагенти поділяються на п'ять основних груп:
12.2 Збирачі
Збирачі - це органічні речовини, вибірково концентруються на поверхні мінеральних частинок, що видобуваються, гідрофобізують їх поверхню і сприяють прилипання їх до повітряних бульбашок.
Більшість реагентів-збирачів - це аполярні і гетерополярні (тобто містять полярну та аполярну групи) поверхнево-активні органічні речовини, здатні закріпитися на поверхні мінералів, що витягуються, і різко збільшити їх флотованість.
Аполярні речовини хімічно мало активні, погано розчиняються у воді і не змочуються нею, мають незначну поверхневу енергію і не розпадаються у воді на іони. До них відносяться мінеральні олії, жири та інші органічні сполуки.
Речовини, до складу яких одночасно входять полярна група та аполярний вуглеводневий ланцюг, називаються гетерополярними (рис. 12.1).
Мал. 12.1 Будова гетерополярної молекули
У пульпі молекули збирача строго орієнтуються своєю полярною групою мінералу, а аполярним (гідрофобним) радикалом у водну фазу.
При розчиненні гетерополярного з'єднання у воді його молекули прагнуть межі розділу фаз, де концентрація їх більше, ніж у об'ємі розчину. Ці гетерополярні молекули орієнтуються на межі розділу рідина - газ так, що їх полярні груписпрямовані у воду, а аполярні вуглеводневі радикали – у газову фазу. Це тим, що аполярна група майже немає спорідненості з водою і виштовхується в газову фазу. Молекули ПАР за рахунок полярної групи, навпаки, мають спорідненість до більш полярної фази – води.
По виду гідрофільних груп поверхнево - активні речовини прийнято ділити на іоногенні та неіоногенні (що не дисоціюють на іони). Іоногенні речовини дисоціюють у воді на іони, одні з яких мають адсорбційну активність, інші – адсорбційно неактивні. Якщо адсорбційно-активними є аніони, такі ПАР називаються аніонними чи аніонноактивними, у протилежному випадку – катіонними чи катіоноактивними. Якщо аніонні ПАР - це органічні кислоти і солі, але катіонні - основи, зазвичай аміни різного ступеня заміщення та їх солі.
Найбільш широке застосування отримали іоногенні аніонні збирачі, які є органічними похідними вугільної, фосфорної, сірчаної та відповідних їм тіокислот, а також алкілгідраксамові кислоти та їх солі. Залежно від складу солідофільної групи аніонні реагенти поділяються на сульфгідрильні (на основі двовалентної сірки) та оксигідрильні (на основі органічних кислот та сульфокислот).
Зі збирачів сульфгідрильного типу найбільш широко застосовуються ксантогенати та дитіофосфати (аерофлоти).
Група ксантогенатів (солі ксантогенової кислоти) мають загальну формулу:
де R – вуглеводневий радикал (аполярна група)
-OCSS- - полярна група
- C2H5OCSSK – етиловий ксантогенат калію,
- C3H7OCSSK – пропіловий ксантогенат калію,
- C4H9OCSSK – бутиловий ксантогенат калію та ін.
Область застосування – флотація сульфідних мінералів, міді, свинцю, цинку, сурми, молібдену тасамородних металів (золото, срібло, платина).
Група дитіофосфатів (аерофлоти), які є солями дитіофосфатних кислот, мають загальну формулу:
Приклади: бутіловий аерофлот
Оксигідрильні збирачі поділяються на дві групи: карбоксильні (органічні кислоти жирного ряду) та сульфоксильні (мила).
Загальна формула карбоксильних збирачів:
Мила жирних кислот - загальна формула:
- пальмітинова кислота C15H31COOH,
- Стеаринова кислота C17H35COOH.
Використовуються також нафтенові кислоти, милонафти, талове масло, синтетичні жирні кислоти.
Область застосування - високоефективні збирачі для флотації несульфідних мінералів (фосфатних, кальцієвих та ін) або апатит, шеєліт, флюоритвмісних руд.
Алкілгідроксамові кислоти та їх солі відомі як реагент ІМ-50.
Область застосування – використовуються під час флотації титану, ніобію, танталу, олова.
Збирачі, похідні сірчаної кислоти, представлені алкілсульфатами та алкілсульфонатами, до складу аніону яких входять такі групи.
- сульфокислоти, загальна формула
- алкілсульфати, загальна формула
Катіонні збирачі - це реагенти, в яких гідрофобізуючим іоном є катіон (позитивно заряджений іон), застосовуються рідше за аніонні.
Вони називаються амінами, оскільки є похідними аміаку чи амонію.
Область застосування – застосовуються при флотації силікатних мінералів: кварцу, польового шпату, слюд, літієвих та берилієвих руд.
Неіоногенні (аполярні) збирачі, що не дисоціюють на іони. До них відносяться: гас, трансформаторна, машинна та нафтові олії, смоли, продукти перегонки вугілля, торфу.
Застосовуються зазвичай у поєднанні з іншими збирачами - жирнокислотними абоксантогенатом.
Флотують мінерали з гарною природною гідрофобністю: молібденіт, вугілля, сірку, графіт, алмази, а також карбонати, оксиди сульфіди.