книги из ГПНТБ / Клименко, Н. Г. Применение ионитов для повышения селективности флотационного процесса

' 1 2 1

ваниями. Эти опыты показали, что частицы класса

—10 мкм сорбируют собиратель без предварительной активации ионами меди.

Регулирование ионного состава растворов и вод­ ной фазы пульпы изменяет свойства поверхности ми­ нералов, что показано с помощью измерения электро­ химических потенциалов, метода «меченых» атомов, оценки времени индукции и результатов флотацион­ ных опытов реальных пульп.

Применение ионитов благодаря сорбции ионов ме­ ди из раствора изменяет термодинамический потен­ циал галенита, халькопирита и пирита в сторону значений, замеренных без этих ионов.

При использовании катионита заметно снижается величина скачка потенциала пирита в растворе бути­ лового ксаитогената и практически ие изменяется скачок потенциала галенита и халькопирита.

Изучение закрепления Си64 на сфалерите и катио­ ните позволило определить количество меди на мине­ рале и ионите как из сернокислого, так и циансодер­ жащего раствора. Наличие сорбента снижает закреп­ ление катионной и цианистой меди на всех минералах и их смесях. Активирующее действие комплекса Си(СП)Г и снижение активации сфалерита в присут­ ствии катионита подтверждено изменением времени индукции на контактном приборе КЭП-4.

Наиболее эффективно использование ионитов при флотации сфалерита крупностью до 20 мкм. По мере снижения крупности частиц положительная роль ка­ тионита уменьшается, что согласуется с опытами по адсорбции ксаитогената сфалеритом разной крупно­ сти. Катионит интенсифицирует флотацию минералов меди и свинца в интервале крупности —40+10 мкм.

На более мелкие частицы положительное влия­ ние не распространяется. При наличии большого ко­ личества шламовой крупности галенита может на­ блюдаться снижение извлечения свинца.

2. Влияние катионита на устойчивость пены

Изучению газовой фазы флотационных пульп по­ священа книга Г. О. Ерчиковского [80]. Следует так­ же отметить работы Гинцветмета, направленные в ос­ новном на изучецие..различных вспенивателей [81].

123

Авторами указанных работ предложен ряд конст­ рукций аппаратов, позволяющих определять диспергацию воздуха в растворах различных вспенивателей.

Необходимо было определить влияние ионного со­ става на устойчивость пены и изменение характера пены под влиянием ионообменных смол.

При проведении флотационных опытов было отме­ чено, что в присутствии ионитов меняется характер пены. Пена становится крупной, малоустойчивой, но более селективной. Особенно это заметно в первые минуты флотации.

Представляло интерес установить, является ли это одной из причин повышения селекции минералов или, наоборот, является следствием изменения ион­ ного состава жидкой фазы пульпы в присутствии ионитов.

В наших исследованиях изучена устойчивость пен­ ного слоя в зависимости от расхода вспенивателя (сосновое масло), концентрации водородных ионов в растворе, влияния электролитов, гидроокисей тяже­ лых металлов и наличия в электролите катионита КУ-1. Изучение проводилось по времени оседания пенного слоя в стеклянной трубке. Подготовка раст­ воров производилась взбалтыванием их с воздухом. Поскольку образование пены зависит от силы взбал­ тывания, то каждый раз эта операция проводилась с одинаковой скоростью (120 взбалтываний в минуту). Точность и повторяемость результатов, получаемые в этом методе, удовлетворительна (3—5%)- Посуда и употребляемые реагенты были стерильны.

Температура раствора, являющаяся одним из ос­ новных факторов, влияющим на устойчивость пены, во всех опытах была постоянной (18°С). Во всех опы­ тах после диспергации вспенивателя смесь заливалась в стеклянную трубку, в которую снизу подавался воздух с постоянной скоростью. Замеры высоты пен­ ного столба и уменьшение ее во времени начинались после прекращения подачи воздуха.

При выборе расхода вспенивателя было установ­ лено, что максимальная устойчивость пены наблюда­ ется при концентрации соснового масла 1 мг/л. На­ чальная высота слоя пены составляла 14 см, а раз­ рушение продолжалось 25 с. Этот расход вспенивате^

124

ІО-5 г-мол/л. Следовательно, наличие ионов Fe- и Zn препятствует образованию устойчивой пены и при поглощении их катионитом устойчивость пены может только возрастать.

При наличии же ионов Са, Си н Fe-" наблюдалось незначительное снижение устойчивости при повыше­ нии концентрации до ІО-7. Однако при дальнейшем увеличении шло заметное повышение. Максимум ус­ тойчивости пены наблюдался для Fe и Са при кон­ центрации ІО-5 г-мол/л, а для Си при ІО-6.

При дальнейшем увеличении концентрации устой­ чивость пены снова снижалась. Следовательно, в оп­ ределенных пределах наличие катионита в пульпе мо­ жет содействовать снижению устойчивости пены, если концентрация Си, Са и Fe за счет ионного обмена изменяется от ІО-6 до 10~s г-мол/л.

Видимо, при данных концентрациях катионов про­ исходит поверхностная реакция образования устойчи­ вого кристаллического гидрата вспенпвателя, находя­ щегося в равновесии с окружающим раствором.

Учитывая, что большинство флотационных режи­ мов предусматривает флотацию медных и свинцовых минералов при pH выше 7, благодаря чему в пульпе неизменно присутствуют гидраты тяжелых металлов, определялось влияние последних на устойчивость пе­ ны и было показано, что наличие их также снижает время разрушения пены.

Особо детально было изучено влияние па устойчи­ вость пены КУ-1. Опыты были проведены с различ­

—0,21+0,074 мм. Перед опытом раствор с КУ-1 взбал­ тывался и в бюретку заливалось 5 мл его. После опы­ та раствор отфильтровывался, катионит сушился и взвешивался. Наблюдения за ходом опытов (рис. 46) показали, что устойчивость пены с увеличением кон­ центрации ионита снижается. Таким образом, было подтверждено изменение характера пены в присутст­ вии катионита, наблюдаемого при проведении флота­ ционных опытов.

126

Г л а в а V

ВЛИЯНИЕ ИОНИТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ФЛОТАЦИИ

СУЛЬФИДНЫХ РУД

Работы, проведенные на чистых растворах и мономинералыіых смесях, позволили получить представле­ ние о кинетических и равновесных параметрах ионно­ го обмена и установить, что ионообменные процессы на катионите протекают в 20—40 раз быстрее, чем сорбционные процессы на поверхности сфалерита. В предыдущих главах доказано, что при наличии в пульпе достаточного количества катионита снижает­ ся как сорбция ионов меди на сфалерите, так и за­ крепление на нем ксантогената, а следовательно и его флотируемость. Селекция улучшается с увеличением размера зерен сфалерита и уменьшением зерен ка­ тионита.

Установлено также, что улучшение процесса селек­ ции достигается не только за счет снижения содер­ жания в пульпе попов меди, но и за счет изменения в присутствии катионита характера газовой фазы: пена делается более хрупкой и селективной, вследствие чего снижается механический захват в нее тонких частиц разделяемых минералов.

Положительные результаты но снижению потерь цинка в медном и свинцовом концентратах при вве­ дении в процесс катионита были получены в лабора­ торных условиях при флотации медно-цииковых руд Сибайского, Учалинского, Гайского, Межозерного и Урупского месторождений, на полиметаллических ру­ дах Майкаинского, Золотушинского, Белоусовского, Филизчайского и Кацдагского месторождений, на свинцово-цинковых рудах Нижне-Кштудакского, Предгорного и Текелийского месторождений. Разра­ ботанные в лабораторных условиях оптимальные ре­ жимы проверены для руд Сибая, Учалов, Золотушки, Филизчая и Кацдага в замкнутом цикле на непре­ рывных полупромышленных установках, на опытной

128

фабрике института ВНИИцветмет и в промышленных условиях иа Майкаинской, Сибайской и Белоусовской фабриках.

Оценка эффективности действия катионита осу­ ществлена несколькими методами:

1 ) сравнением показателей обогащения одного типа руд при работе с катионитом и без него на одном и том же оборудовании;

2 ) сравнением показателей обогащения с катиони­ том и без катионита за продолжительное время ра­ боты фабрики на смеси всех типов руд, поступаю­ щих в переработку;

3)сравнением показателей обогащения двух па­ раллельно работающих секций на одной и той же руде при условии подачи катионита на одну из них;

4)испытанием катионита в различных схемах, су­ ществующих на фабрике.

Испытания проводились без изменения реагентно­ го режима, принятого на фабрике, а также при со­

методом математической статистики. Промышленное внедрение катионита осуществлено на Майкаинской фабрике.

1. Флотация медно-цинковых руд

Объектами технологических исследований были выбраны руды с высоким содержанием вторичных сульфидов меди и низким извлечением цинка в цин­ ковый концентрат.

Руды одного месторождения представлены в основном медными минералами. Содержание цинка в среднем по месторождению не превышает 1 —2 %, но в отдельных типах руд оно достигает 4—6 %. Однако благодаря сложности выделения его из руды получе­ ние цинкового концентрата не было предусмотрено проектом. Кроме цинка и меди в рудах содержится комплекс полезных компонентов. Промышленный ин­ терес в рудах этого месторождения представляют медь, цинк, кадмий, селен, теллур, золото и серебро.