1 :2 ·(Режим Шеридана-Гризвольда). Эта смесь при обычных значениях рН пульпы 7,5-9, создаваемых содой; сильно де­

прсссирует сфалерит и сульфиды железа; чистый га-1енит этой

смесью не депрессируется, а халькопирит депрессируется

только при больших расходах. Поэтому смесь цинкового купо­ роса и цианида широко применяется в практике селективной ф.1отации полиметаллических сульфидных руд для отделения

галепита от сфалерита и сульфидов железа; ха.1ькопирита от

сфалерита и сульфидов железа; галепита от халькопирита и сульфидов же.пеза; галепита от вторичных сульфидов меди

(ковеллина, халькозина, борнита). В последнем случае разде­

ление может быть достигнуто, если сернокислый цинк и циа­

вид смешиваются в стехиометрическом отношении, необходи­

мом	для образования цинкцианистых ионов Zn (СН) -t 2-	(метод
Ю.	И. Еропкина), обеспечивающих протекание реакции	(9.10).

При флотации полиметаллических руд расход цианида со­

став.'lяст от 25 до 150 г/т руды. При разделении КОJiлективных

медно-свинцовых концентратов расход цианида, добавляемого для депрессии вторичных сульфидов меди, возрастает до 1 -

2,5 Кг/т ко-1лективного концентрата. Расход цинкового купо­ роса изменяется от 50 до 1500 г/т руды.

Смесь цинкового купороса с цианидом и аммиаком может

быть использована в качестве селективного делрессора сфале­ рита и пирита при отделении их от сульфидов свинца. По дан­ ным В. А. Конева, применение данной смеси реагентов на свинцаво-цинковой обогатительной фабрике Алмалыкского ГМК позволяет получать более высокие технологические пока­

зате.'!и разделения свинцаво-цинкового концентрата, чем со

смесью цинкового купороса с цианидом в режиме Шеридана­ Гризвольда. Механизм депрессирующего действия смеси не должен принципиа-1ьно отличаться от механизма действия

смеси цинкового купороса с цианидом.

9.1 F. Деnрессмру10щее действие суnьфокснднwх

сQеАиненмii м мх сочетаний с друrммм реаrентамм

В качестве сульфоксидных соединений используются серни­ стая кис:юта H2S03, ее соль Na2SOз, тиосуJrьфат Na2S020з, гид­

росульфит натрия Na2S204. Образующиеся в пульпе при по­

даче этих реагентов сульфоксидные ионы S0 3 ²- , S2Оз ² -, S2О1²-

• продукты их гидролиза термадинамически неустойчивы и

постепенно окисляются до конечного продукта- иона S01 ²-.

В процессе окисления, сопровождающегося поглощеннем кис­

лорода из пульпы, они переходят друг в друга, поэтому при

подаче любого сульфоксидного соединения в пуJ1ьпе присут­

ствует смесь сульфо:ксидных ионов и изменяется то.1ько соот­ ношение их концентраций.

Чистые растворы сульфоксидных соединений обJ1адают СJiа­

·бой депрессирующей способностью. Например, по данным

Л. А. Глазунова и С. И. Митрофанова [29], полной депрессии

фJ1отации сульфидов не наблюдается вплоть до концентра1щи

сульфита или тиосульфата натрия в растворе, равной 1000-2000 мг/л. Наиболее сильно депрессируется сфалерит, не­

сколько слабее халькопирит; галенит в этих условиях практи­

чески не депрессируется.

Механизм действия сульфоксидных соединений, обладаю­

'щих восстано11ительными свойствами, изучен недостаточно. Де­ прессирующее действие их, по мнению А. Ф. Тапарта и

И. А. Како:8ского, протекает по первому механизму депрессии,

·по мнению С. М. Ясюкевича- по третьему механизму депрес­ ·сии. В. М. Араmкевич и Ф. И. Нагирняк связывают депресси­

рующее дейст11ие этих реагентов с их воздействием на устой­

чивость ксантогената, а С. И. Митрофанов и Л. А. ГJ1азунов­

• поглощением кислорода и изменением окислительно-восста­

новительного потенциала пульпы [29].

Наиболее 11ысокие технологические показатели селективной

флотации дGстигаются при использовании в качестве депрес­ сора смеси сульфоксидных соединений с солями тяжелых ме­

таллов.

Смесь сульфита натрия и сульфата железа депрсссирует

сфалерит и пирит, но не депрессирует халькопйрит и. ковел­ лин, поэтому она не может быть использована для отде.1ения

сульфидов меди от сульфидов цинка и железа. В узком диапа­

зоне рН (от 5,5 до 6,2) эта смесь оказывает депрессирующее

действие на галепит и поэтому может быть применсна для раз­ деления сую.фи,цов меди от галенита. Смесь сульфита натрия

• сульфата железа несколько активирует халькопирит, вслед­

ствие чего результаты разделения халькопирита от сфалерита

и пирита при ее использовании получаются более высокими по

сравнению с u.ианидной технологией.

Расход реагентов· в смеси при разделении коллективных

медно-свинцовых концентратов составляет 1-2 кг/т, а при

181

раздедении медно-цинково-пиритных концентратов - окоJю

3 кг/т концентрата. .

Иссл.едованиями К. Г. Бакинова установлено, что более ус­

•ойчивая депрессия галепита при разделении свинцаво-медных

концентратов достигается заменой сульфита тиосульфатом нат­

рия.

Механизм депрессирующего действия смеси реагентов изу­ чен недостаточно. К. Г. Бакинов связывает его с налипанием

на поверхность минералов тонкодисперсных осадков, состоя­

щих из гидратов закисиого и окисиого железа; В. А. Конев­ ~ обра~ованием комплексных дисульфитоферритных или суль­ фитосульфатоферритных ионов; С. И. Митрофанов- с логло­

щением растворенного кислqрода из пуJiьпы вследствие окис­

ления су.1ьфоксидных ионов до сульфатных (36].

Смесь сульфита натрия с цинковым купоросом широко ис­

пользуется при селективной флотации медно-цинково-пиритных

руд и концентратов, а также си.1ьно активированных свинцаво­

цинковых и полиметаллических руд. Эта смесь слабее депрес­

~ирует сфалерит, чем цианиды, но если в руде содержится зна­

чительное количество растворимых в цианиде вторичных суль­

фидов меди и.1и присутствуют, хотя бы в малых количествах, карбонаты меди, то хорошая депрессия сфалерита цианидами

не достигается. В таких случаях лучшие результаты получа­ ются при использовании в качестве делрессора сфалерита и пирита смеси цинкового купороса с сульфитом натрия. Такая ~месь оказывается наиболее эффективной и в тех случаях, ко­

гда сульфиды цинка сильно активированы соединениями свинца

• подача цианидов практически не оказывает влияния на их

флотируемость. Расход цинкового купороса 0,5-2 кг/т, суль­

фита натрия 0,3-1 кг/т.

Смесь сульфита натрия с цинковым купоросом и цианидом

используется для уси.пения iei:Jpeccии сфалерита. Она приме­

няется обычно. вместо режима Шеридана-Гризво.пьда при флотации сульфидных руд. В связи с уменьшением удельного расхода цианида ·при использовании смеси наблюдается, как

правило, более эффективная флотация халькопирита.

Смесь сульфита натрия с медным купоросом депрессирует

флотацию практически всех сульфидов, сопутствующих молиб­

дену. В настоящее время ведутся промытленные испытания

использования этой смеси для разделения медно-молибдено­

вых концентратов.

Помимо рассмотренных смесей реагентов предложено ис­ по.'1ьзовать при отделении халькопирита от галенита, сфаJiе­

рита и пирита смеси сульфоксидных реагентов с трехвалент­

ным хромом, с цинковым купоросом и аммиаком и некоторые

другие сочетания. Можно полагать, что при использовании та­ ких .смесей третий и четвертый механизмы депрессии играют

значительную роль в общем механизме депрессии флотации

~ульфидных минералов.

182

9.t2. Деnрессмру10щее деktвие жмдкоrо cteкna

В общем случае жидкое стекJю можно рассматривать как

соль поликремневых кислот с общей формулой mSI0₂ • nNa 20.

Отношение m/n называется модулем жидкого стекла. Состав

ПОJlиионов может быть разнообразным, вплоть до простых ионов Si03²- .

При обработке жидкого стекла растворами кислот получа­

ется так называемое активиров~нное жидкос стекло, содержа.:.

щее значительное число взвешенных в воде частиц кремнекис­

лоты. Например, для простейшего случая

sю~-- + 2Н + _. Si0₂ (Нр).

Состав растворов и степень дисперснос.ти частиц кремнекис­

лоты зависит от рН, разбавления раствора и времени стояния

его после приготовлениS{. Чем выше щелочность, тем больше

степень дисперсности. При очень высоких рН могут быть по­

лучены истинные растворы, содержащие простые ионы, при

низких рН получаются растворы, содержащие полиионы и ча­

стицы кремнекислоты.

Многокомпонентнасть растворов жидкого стекла, изменение их состава во времени (вследствие процессов гидролиза и коа­ гуляции) обусловливают непостоянство депрессирующих

свойств этого реагента, если условия приготовления его рас.:.

творов и сроки их хранени~ неодинаковы.

Механизм депрессирующего действия жидкого стекла слож-·

ный и изучен недостаточно по"1но. Предполагают, что при до­ бавке жидкого стекла могут иметь место одновременно три

механизма:

вытеснение анионов собирателя ионами HSi03- , Si03²- и ОН- (второй механизм);

закрепление силикатных ионов без вытеснения ионов соби­ рателя (третий механизм);

на.'lипание гидрофильнЫх ко.iiJlОИдных частиц кремнекис.'lоты

на поверхности минералов (четвертый механизм). Преобладание того или иного механизма зависит от состава

растворов жидкого стекла. Например, при грубодисперсных

растворах, которые получаются при высоком модуле жидкого

стекла и низкой щелочности пульпы, более вероятен четвертый:

механизм, так как в этом случае в пульпе содержится б0льшое

количество коллоидных частиц кремнекислоты. При поиижении

модуля и повышении щелочности пульпы в растворе уменьша--ется концентрация. осадков кремнекислоты и возрастает кон­

центрация ПOJIИИOIIOB и !Jростых СИJiикатных ионов. Поэтому

может иметь место закрепление их на поверхности минерала

путем обменной адсорбции сначала без вытеснения собира:rеля,

а затем с вытеснением его ионов с поверхности минерала. На

депрессирующее действие жидкого стекла влияет также и тем-

183

пература пульпы. С увеJIИчением :rемпературы степень дисперс­

ности жидкого стекла повышается, соответственно нзУLеняется

и депрессирующее его действие.

Жидкое стекло является малосеJiективным делреесором и

nри больШих расходах может депрессировать все минералы. Но

все же депрессирующее действие жидкого стекла на отдельные к.1ассы минераJ10в разJ1ичное и нри анионном собиратеJ1е оно уменьшается в следующей последовательности: кварц; сИJIИ­

каты; окислы; карбонаты и не содержащие кремнезема соли -

щелочноземельных металлов; сульфиды; минералы, обJiадаю­ щие высокой естественной гидрофобностью.

Разделение минералов, принадлежащих к одному классу,

-с использованием жидкого стекла представляет значительные

затр.уднения. Повышение сеJ1ективности действия этого реа­ гента достигается следующими способами: точным под~ором расходов соды, жидкого стекJiа и собирателя; обработкой

пульпы жидким стеклом при повышенной температуре; добав·

кой в пyJiьny солей поливалентных металлов или предвари­ iедьно приготовленной смеси растворов жидкого стекла и солей

nоливалентных мeтaJIJIOB, например железа или алюминия; ис­ пользованием активированного жидкого стекJ1а; предваритель­

ной кислотной обработкой пульпы.

Жидкое стекло применяется при селективной флотап,ии не­

-сульфидных минералов, ДJIЯ депрессии СИJiикатных шламов при

-суJ1ьфидной флотации особенно сильно разрушенных руд, при

·ф.rютации серных, графитовых и других руд. Обычный расход

ЖИДКОГО CTeKJia СОСТаВJ1ЯеТ 100-500 Г/Т.

9.13. Деnрессмру10щее деiJiствме орrанмческмх реаrентов

В качестве органических депрсссоров испоJiьзуются соеди· нсния, в которых практически отсутствуют гидрофобные yгJie·

водородные радикаJ1ы, но имеется бош,uюе количество поляр­ ных групп, способных прочно удерживать по нескоJiько моJiе-

ку.п воды. .

В зависимости от характера IIOJiяpныx групп различают:

1 неионогенные органические депрессоры, имеющие в своем

составе гидроксильные -ОН, кстонные =С=О или альдегид-

О

~

ные - r, -Н группы. По данным С. И. Горловского, И. И. Ва-

нсева и Н. В. Зашихина, гидроксильная группа связывает три

МОJ1екулы, а аJiьдегидная группа -две молекулы воды; ионагенные анионные органические депрессоры, имеющие

о

/

в своем составе карбоксильные -с, -ОН,

184

о

,/

сульфоксильные - S -ОН

'^о_о

или сульфап:ыс -o-s^/-ОН

~

о

группы. По данным тех же авторов, карбоксильная группа спо­

собна удерживать четыре молекулы воды. Ионизация этих де­

прессоров лучше происходит в щелочных средах; ионагенные катионные органические депрессоры, имеющие

в своем составе аминогруппу- NH2 • Ионизация таких депрес­

соров происходит лучше в кислой среде; ионагенные амфотерные органические депрессоры, содержа­

щие в своем составе полярные группы, характерные как. для

анионных, так и катионных депрессоров. В щелочной среде ам­ фотерные делрессоры ведут себя как анионные, а в кислой -

как катионные депрессоры.

Из всех органИческих депрессоров при флотационном обога­

щении по.1езных ископаемых наиболее широко применяются ре­

агенты, относящиеся к группам неионогенных и ионагенных ани­

онных реагентов.

Например, растворимый крахмал и декстрин, относящиеся

• группе неионогенных депрессоров, применяют для депрессии

ф.1отоактивных силикатов при флотации. сульфидных руд; окис­ лов железа при обратной флотации как катионными,. так и ани­ онными собирателями железных руд; молибденита при селек­ тивной флотации медно-молибденовых концентратов; галенита при флотации сильвинитов. Имеются также сведения о возмож­ ности использования таннина и таннидов д.1я депрессии барита

• ка.'lьцита. В некоторых случаях крахмал способствует деп­

рессии халькопирита и сфалерита в нейтральной среде, одно­

временно улучшая флотацию галенита.

• свою очередь, карбоксиметилцеЛJ1юло3а (КМЦ), сульфат

• сульфонат целлюлозы, относящиеся к группе анионных де­

прессоров, являются селективно действующими подавителЯми

ф.1отоактивных силикатов, таких, как тальк, серицит, хлорит

11 др., и широко используются при флотации медно-никелевых

руд. С помощью сульфитцеллюлозных ·экстрактов (СЦЭ)

можно избирательно депрессировать кальций и барит при от­ делении их от флюорита. Лигнинеульфоновые кислоты в соче­ тании с фтористым натрием успешно применяются при селек­

тивной флотации елодумен-берилловых руд и разделении кол­

лективных концентратов [44].

185

Депрессирующее действие органических реагентов недоста­ точно селективно. Для повышения селективности необходимо опытным путем подбирать ионный состав пульпы. Расход орга­ нических депрессоров обычно колеблется от 50 до 400 г/т.

·Механизм депрессирующсго действия органических соедине­ ний на флотацию минералов изучен f!едостаточно. Установлено,

что подавление флотации сопровождается адсорбцией органи­ ческого делрессора на минера.1ах, однако вытеснения собира­

теля с поверхности не наблюдается. Гидрофилизация поверхно­ сти обусловлены тем, что размеры гидрофильных молекул

делрессора значительно превышают размеры углеводородных

радикалов и экраюrруют их гидрофобизирующее действие.

а

о

8

н о~ н i !

н CHz он о

н

1 j н

снz о~ о

н

J../н но "-.L

0

_0

___1/н

"-'-о-1

_,/н

"-Lо-

'\_н_о/

"-~о/

1

"-.~/

.

.

crz

/··..

н

.

н

,~ ...

о

о

н

н

н

1....

/\

\j

···../

н

нн

н

н

о

с

о

о

···./\/

\

/\

\

/'\

·о

о

н

н н н

н

н

нн н н

\1

\/ \J

'\./ \/

~-~

о

о

о

о

77777. ~'\,///////-

\1

"1 .

""'

)/77777Si///////.

7/7////.

Si~.

~llctJepxNccrr.ь

к6арf/а_.---

г

! 1

е

40

н

1Hz ОН

Н

С~

Н

Н

9CHzC'OHн

1/Н

О'"'-..1

Н/'--~

----0-""-h

но/-0-1

-' н

но

Lo-1 .1-(~. н~)!о-----

,......--

!

"-.Нi--0/

9

н

~Hz

~нz

~hz

9

С·

/\

с=о

сн2

1

!

н

н

о

с=с

--./

/\

j

·о

о

н

н

о

\

/\

'\/

1

Н

t'IH

Н

Н

о

1

'

'\/ \/

/'\

~Fe~

о

о

н

н

//

/

\1

."·..;

~ Fe 777777/

1

/П;:_5f:JX'ffJ!:"'b гематита

~ Fe 77//7

---------

Рис. 9.10. Принцнпиалыше схемы закрепления эдементарных звеньев крах­

мала на кварце (а-в) н карбоксиметилцеллюлозы на гематите (г-е) по С. И. Горловекому [10] (водородные связи, показанные пунктиром, даны только д.1я некоторых групп мннералов)

186

Для неионогенных органических депрессоров (тиnа крах­

мала) наиболее вероятно . закрепление на поверхности с по­

мощью образования водородных связей. Поскольку в закрепле­ нии участвует большое число полярных групп каждой моле­

кулы депрессора, достигается прочная связь делрессора

с минералом, хотя энергия единичной водородной связи и не­

велика.

По мнению С. И. Горловекого [10], закрепление водораство­

римых неионогенных полимеров на минеральной поверхности.

на которой находятся гидроксильные группы, кислород, атомы

серы, фтора, можно представить в виде схем (рис. 9.10, а-в). Схема на рис. 9.10, а соответствует случаю закрепления, обус­ ловленного непосредственным взаимодействием ОН-групп по­

лимера и минерала; схемы на рис. 9.1 О, б и в- случаям за~

крепления через молекулу воды.

Закрепление на минералах анионных депрессоров може1'

осуществляться не только водородными связями (через гидро­

ксильные группы), но и путем химического взаимодействия ани­ онных групп делрессора с катионами минеральной поверхносrи. В качестве примера на рис. 9.10, г-е показавы возможные

схемы закрепления КМЦ на гематите. Схема на рис. 9.1 О, г со­

ответствует закреплению вследствие образования водородной связи между СООН-группой полимера и ОН-группой на по­ верхности минерала через молекулу воды; схема на ри·с. 9.10. д- закреплению путем· химического взаимодействия СООН­ группы; схема на рис. 9.10, е характеризует связь ОН-групn через молекулу воды. Так как полиионы анионного делрессора

имеют бодьшой отрицательный, а полиионы катионно-го делрес­ сора-большой положительный заряд, то важную роль в их

закреплении могут играть силы электростатической поляриза­

ции и пр1_1тяжения.

Кроме молекул и ионов, органические делрессоры могут за­

крепляться в виде ассоциатов. экранируя углеводородные цепи

собирателя.

Таким образом, наиболее вероятно, что депрессия флотации

минералов органическими реагентами протекает в соответствии с третьим и четвертым механизмами депрессии.

tO. РЕrУЛЯТОРЫ СРЕДЫ И МЕХАНИЗМ

ИХ ДЕАСТВИЯ ПРИ ФЛОТАЦИИ

Регудяторы среды используются для создания оптимальных

усдовий действия других реагентов при флотации. Это достига­

ется, главным образом. путем изменения рН среды, удаления из­

жидкой фазы пульпы так называемых «нежелательных» ионов,

регулированием значений окислительно-восстановительного по­

тенциала пульпы и процессов диспер·гации и коагуляции шла­

мов. В качестве реагентов-регуляторGв среды используются не-

187'

органические и органические соединения, многие из которых

применяются также в качестве активаторов или депрессоров

флотации минералов.

10.1. Реrуnнрованне рН nynьnы

Изменение значения рН может оказать сущестnенное влия­

ние на состояние минеральной поверхности и собирателя в рас­ творе (см. рис. 5.2, 5.3, 6.3), вызвать осаждение одних и рас­

творение других компонентов, присутствующих в пульпе [3],

усилить или ослабить конкуренцию между ионами жидкой фазы пульпы и собирателем за место на поверхности мине­

рала (см. рис. 9.4-9.6 и др.).

Поэтому регулирование концентрации водородных (или гид­

Dоксильных) ионов в пульпе является одним из главных средстР повышения селективности процесса флотационного извлечения

минералов из руд.

Например, при селективной флотации медно-пиритных руд

сначала создают сильнощелочную среду, способствующую деп­

рессии пирита, и флотируют медные минералы. Перед пиритной флотацией, наоборот, уменьшают щелочность пульпы, добавляя

кислоту.

Для регулирования рН используют обычно наиболее деше­ вые реагенты. Для создания щелочной среды наибольшее рас­

пространение получили известь и сода, гораздо реже применя­

ется едкий натр. Для создания кислой среды или нейтрализа­

ции щелочной среды применяется обычно серная кислота.