4.4. Основы технологии флотационного обогащения руд цветных металлов

4.4.1. Факторы, влияющие на технологию флотации руд

Пенная флотация представляет собой сложный физико-химический процесс, на который влияет большое количество факторов, относящихся как к особенностям флотируемой руды, так и к свойствам флотационных реагентов, свойствам применяемой воды, характеристики пульпы, типа флотационных машин, применяемой схемы флотации, требованиям к качеству получаемых продуктов флотации.

Характеристика исходной руды определяет всю технологию ее обогащения. Это прежде всего химический и минеральный состав руды, свойства минералов, входящей в ее состав, крупность и характер сростков минералов, наличие в них примесей, степень окисленности, наличие растворимых в воде веществ и т.п. Характеристика исходной пульпы определяет прежде всего технологию ее подготовки к флотации. Измельчение руды обычно производится до такой крупности, при которой подавляющее количество частиц полезных минералов будет свободно от сростков с другими минералами и размер измельченныъ частиц будет соответствовать подъемной силе пузырьков воздуха. Переизмельчение частиц до крупности 5…10 мкм значительно ухудшает процесс флотации, снижает качество получаемого концентрата и его извлечение ценного минерала в концентрат.

Большое значение при флотации имеют флотационные реагенты , их расход порядок подачи в процесс и продолжительность контакта с пульпой. Обычно сначала в процесс подают реагенты – регуляторы, изменяющие щелочность и подавляющие флотируемость минералов вмещающих пород, затем собиратель и последним подается пенообразователь. Реагенты – регуляторы часто подают в мельницу или в контактные чаны, затем в контактные чаны подаются реагенты – собиратели при необходимости значительного времени контакта их с флотационной пульпой. При небольшом времени контактирования с собирателем они подаются непосредственно в камеру флотационной машины. Собиратели и регуляторы часто подаются дробно, т.е. несколькими порциями по фронту флотационных машин в данной операции. При этом большая часть реагента (60…70%) обычно подается в начало флотации.

На процесс флотации существенное влиянии оказывает состав применяемой воды – свежей или оборотной. В воде , как правило, присутствую соли жесткости ( соли кальция и магния), соли железа, которые, например, увеличивают расход собирателя при флотации несульфидных минералов олеиновой кислотой вследствии образования нерастворимых олеатов. Ионы присутствующие в жидкой фазе пульпы могут также оказывать активирующее или депрессирующее действие на флотацию различных минералов, ухудшать пенообразование.

Большое значение при флотации имеет плотность флотируемой пульпы. Обычно соотношение твердой и жидкой фаз в пульпе определяется либо процентом твердого, либо соотношением массы твердого к массе жидкого (Т:Ж), либо разжижением ( соотношение Ж:Т).

При постоянной производительности отделения флотации и определенном объеме флотационных машин более плотная пульпа будет находиться в машинах. При этом увеличивается концентрация реагентов на единицу объема жидкой фазы пульпы, снижается скорость флотации крупных частиц и аэрация пульпы, увеличивается переход в пенный продукт шламистых частиц минералов вмещающих пород. Обычно при флотации плотность пульпы находится в пределах 25…40% твердого. По ходу процесса происходит разжижение пульпы и разница в плотности пульпы в первой и последней камерах может достигать 10…15%.

В перечистных операциях для получения наиболее чистых концентратов плотность пульпы принимается меньше, чем в основной операции. Это объясняется тем, что в более разбавленных пульпах снижается скорость флотации шламов, загрязняющих концентраты.

Влияние температуры пульпы особенно заметно при флотации несульфидных минералов с использованием в качестве собирателей жирных кислот или их мыл. Повышение температуры часто интенсифицирует процесс флотации, т.к. при этом повышается растворимость кислот и снижается их расход, но это почти всегда ухудшает селективность процесса.

На флотацию сульфидных минералов ксантогенатами температура пульпы почти не влияет, т.к. они хорошо растворяются в воде любой температуры. Однако при повышенной температуре увеличивается растворимость самих минералов и в пульпе появляется большое количество «неизбежныъ» ионов, которые могут нарушить процесс флотации.

Существенное влияние на флотируемость различных минералов оказывает концентрация водородных ионов в пульпе (рН). Так, например, почти все сульфидные минералы лучше флотируют ся в щелочной среде при рН 8…9, т.к. применяемые для их флотацити ксантогенаты в кислой среде разлагаются. Для каждого сульфидного минерала есть критическое значение рН, при которой наблюдается наилучшая флотируемость со всеми сульфгидрильными собирателями.

Катионные собиратели при флотации многих несульфидных минералов наиболее эффективны в кислой среде.

Оптимальное значение концентрации водородных ионов в пульпе определяет состояние реагента и поверхности минерала для их наилучшего взаимодействия, что обеспечивает высокие технологические показатели. На обогатительных фабриках концентрация водородных ионов в пульпе не только измеряется, но и автоматически регулируется во всех операциях флотации.

К другим факторам, оказывающим влияние на процесс флотации, относятся: тип применяемых флотационных машин, метод и степень аэрации пульпы, условия эксплуатации машины; выбор оптимальной схемы флотации ( с выделением грубых концентратов, наличие операции доизмельчения, число и последовательность операций флотации, способ переработки промпродуктов и т.п.), рациональное распределение операций флотации по флотационным машинам

.