1. Основные разновидности и классификация флотационных процессов

1. Пленочная флотация. При этом процессе разде­ление минералов происходит на плоской поверхности раздела вода-воздух. Если на поверхность воды, перемещающейся в верхнем слое, осторожно загружать смесь мелких флотирующихся и нефлотирующиеся час­тиц, то первые будут удерживаться на поверхности и переноситься пото­ком к месту разгрузки концентрата, вторые же будут тонуть и затем удаляться через отверстие в дне сосуда. Вследствие низкой производ-сти этот процесс не получил широкого применения. Однако пленочная фл-ция используется в настоящее время при флотогравитационном способе доводки концентратов редкие металлов.

2. Масляная флотация. Если в пульпу, содержащую тонко измельченную руду, добавить значительное количество масла, удельный вес которого меньше единицы, то при перемешивании масло будет образовывать капли, постепенно всплывающие на поверхность. При столкновении частиц с каплями масла флотирующиеся частицы будут удерживаться на поверхности раздела масло-вода, а нефлотирующиеся закрепляться на поверхности капель масла не будут, продолжая оста­ваться внутри пульпы. Значительного промышленного применения процесс масляной флотации не получил и в настоящее время не применяется.

3. Грануляционный процесс. В этом случае масло берется с высоким удельным весом и загружается в значительно меньшем количестве, чем при масляной флотации. Вследствие относительно небольшой загрузки масла число капель в единице объема пульпы по сравнению с масляной флотацией уменьшается, а их минерализация фло­тирующимися частицами возрастает. Минерализованные капельки при столкновении могут объединяться, образуя более крупные минерализован­ные гранулы, которые опускаются на дно сосуда. Нефлотирующиеся зерна выносятся кверху восходящим потоком воды. Разделение минерализованных гранул от нефлотирующихся частиц можно ускорить действием центро­бежных сил при пропускании пульпы через центрифугу. Грануляционный процесс на нек-ых зарубежных фабриках применялся для обогащения коксующихся углей.

4. Пенная флотация. При этом процессе пульпа насы­щается пузырьками газа, обычно воздуха. Флотирующиеся частицы закреп­ляются на пузырьках и выносятся ими на поверхность пульпы, образуя слой минерализованной пены. Пенная флотация имеет большое промышлен­ное значение. В зависимости от способа насыщения пульпы пузырьками газа пенная флотация подразделяется на: обычную пенную флотацию, вакуум-флотацию, химическую флотацию, флотацию кипячением и др. При обычной пенной флотация в качестве газа используется воздух, причем аэрация пульпы достигается или засасыванием воздуха из атмосферы и диспергированием его в пульпе специальными механическими аэраторами, или же вдуванием в пульпу сжатого воздуха. Вакуум-флотация. Аэрация пульпы при этом процессе получается выделением воздуха из раствора. По закону Генри концентра­ция растворенного газа (С) в жидкости пропорциональна парциальному давлению газа С=КР, где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от природа газа и жидкости и от единицы измерения концентрации и давления газа; Р - парциальное давление газа над жидкостью. Аналогичен процесс флотации с повышенным давлением (напорная флотация): вода насы­щается воздухом под повышенным давлением, затем при атмосферном давлении выделяются пузырьки. Флотации с повышенным давлением для обогащения не применяется, однако такой процесс иногда используют для очистки воды от тонких капелек нефти. Растворенный воздух выде­ляется на поверхности капелек нефти и ускоряет их всплывание. При химической или газовой флотации пузырьки газа образуются путем химического взаимо­действия. В руде, содержащей кальцит, добавляют серную кислоту или кислую соль. На выделяющихся пузырьках углекислоты флотируются суль­фиды. Флотация кипячением - при кипячении пульпы об­разуются пузырьки пара и выделяется растворенный в воде воздух. Этот процесс применялся некоторое время для обогащения графитов руд.

5. Пенное фракционирование и "ионная" фл-ция. Пенное фракцион-ние основано на способности ПАВв адсорбироваться на границе раздела Г-Ж. Ес­ли через раствор, содержащий поверхностно-активное вещество, пропус­кать пузырьки газа, то вследствие адсорбции пенная фракция будет обо­гащена этим веществом. Процесс пенного фракционирования имеет две разновидности. При первой происходит прямая адсорбция поверхностно - активных молекул на поверхности пузырьков. При второй сначала адсор­бируется ионы поверхностно - активного вещества, вследствие чего поверх­ность приобретает электрический заряд и притягивает из раствора противоионы, например ионы извлекаемых металлов. При обеих разновидностях процесса пенного фракционирования система имеет две фаза - жидкую (раствор) и газообразную.

При "ионной" флотации к слабому раствору добавляется реагент, образующий с ионами раствора гидрофобный труднорастворимый осадок. Этот осадок флотируется обычным образом и из полученной пенной фракции регенерируется добавленный реагент. При "ионной" флотации система имеет три фаза: жидкую, твердую и газообразную. В этом ее основное отличие от процесса пенного фракцио­нирования. При "ионной" флотации флотируются не ионы, а гидрофобные осадки, поэтому правильнее бы этот процесс назвать "флотацией гидрофобных осадков".

6. Эмульсионная флотация. При этом процессе в пульпе эмульгируется практически не растворимый в воде жидкий угле­водород. Частички флотируемого минерала закрепляются па поверхности раздела масло-вода, затем капельки эмульсии вместе с прилипшими к ним частичками флотируются пузырьками воздуха. В этом процессе снача­ла имеет место масляная флотация а затем - пенная.

7. Флотация с носителем. Вероятность встречи тонких частиц с движущимся в пульпе пузырьком воздуха очень мала, так как тонкие частицы относятся в сторону от пузырька потоками пульпы, обтекающими пузырек. Для улучшения флотации тонких шламов можно использовать флотацию с носителем. В пульпу добавляют частички ми­нерала-носителя, на поверхность которых налипают тонкие шламы мине­рала, подлежащего извлечению в концентрат. Селективность налипания достигается добавкой реагентов. Затем частицы минерала-носителя вместе с налипшими шламами флотируются обычной пенной флотацией.

Закрепление частиц на межфазовой поверхности не только ис­пользуется в перечисленных разновидностях флотации, но играет основ­ную роль в отдельных стадиях ряда других технологических процессов, к-ые по этой причине также примыкают к группе флотационных: обо­гащение алмазов на жировых поверхностях; флотогравитация; закрепле­ние частичек порода на капельках воды, находящихся в расплаве серы, при очистке серных концентратов; закрепление частичек золота на по­верхности ртути при амальгамирования; закрепление частичек пыли на, капельках воды при гидрообеспыливании; процессы закрепления тонких минеральных частиц на поверхности твердого при сгущении с носителем, селективной фильтрации и селективной флокуляции. Обогащение алмазов на жировых пов-тях. На дно желоба, по к-ому течет содержа­щая пустую породу и алмазы пульпа, наносят предварительно слой вяз­кого жира. Алмазы закрепляют на поверхности раздела жир-вода, а пустая порода сносится потоком пульпы. На поверхности жира закрепля­ют не только алмазы, но и некоторые другие минерала, флот-ные св-ва к-ых близки к свойствам алмаза. Через определенные проме­жутки времени питание на шлюз прекращают, минерализованный слой жира снимают, нагревают и жир отмывают растворителем.

Флотогравитация. Этот процесс применяется для доводки черновых оловянных (касситеритових) и вольфрамовых (вольфра-митовше) концентратов. Флотация при амальгамировании. Про­цесс амальгамирования основан на способности ртути поглощать из вод­ной фазы благородные металлы (золото, серебро), образуя амальгамы. Различают процессы внутренней и внешней амальгамации. При процессе внутренней амальгамации ртуть добавляется в измельчающий аппарат (ша­ровая мельница, бегуны) и разбивается при работе аппарата на капли. При внешней амальгамации ртуть наносится тонким слоем на медный лист, закрепленный на поверхности амальгамационного шлюза. Частички благородных металлов удерживаются поверхностью ртути, а пус­тая порода сносится потоком воды.