книги из ГПНТБ / Флотационные реагенты. Механизм действия, физико-химические свойства, методы исследования и анализа

сложной разветвленной структурой, также значительно уменьша­ ют сорбцию а.мина: при .малых расходах экстрактов ивы и ели ве­ личина g составляет 20—30%' (см. .рис. 75). Синтетические танни-

В условиях флотации хлористого калия .не уда­ ется обеспечить значи­ тельного экранирования поверхности шламов при повышенных расходах аннтанов и КТР. Послед­ нее объясняется усили­

вающимся их высаливанием в солевых растворах, а такжевозрастающим взаимодействием в растворе амина с этими анионактпвными веществами. Вместе с тем совместное применение с такими эф­ фективными модификаторами шламов, как КМЦ, позволяет за счет создания более плотного защитного покрытия шламов высоко- и среднемолекулярными полимерами снизить расход КМЦ.

Обладающий минимальным молекулярным .весом и ярко вы­ раженными анионными свойствами синтан НК не оказывает влия­ ния на сорбцию амина. Молекулярный вес коллагеи-хромового ре­ агента выше, чем у синтаиов іи КТР (степень шдролнза коллагена у испытуемого образца 10,4%), и по своему влиянию КХР близок

к КМЦ, уменьшает сорбцию амина ,на 20—25% 'при расходе 10— 15 м,г/.г н. о.

Повышенная, но непрочная сорбция .мицелл собирателя в на­ сыщенном растворе электролита маскирует действие активатора. В связи с этим (проводили сравнение .количеств сорбированного в солевой среде лауриламина глинисто-карбонатными шламами,

124

обработанными активатором и без него л осле промывки 50 и 150 мл солевого раствора (сорбционные опыты проводили при pH = 5 в 50 мл раствора, десорбцию также проводили при этом значении pH). Полученные таким образом значения степени уменьшения сорбции амина приведены в табл. 28, из которой следует, что про-

мывка небольшим количеством солевого раствора (50 мл) резко уменьшает сорбцию амина на шламах, обработанных модифика­ тором, по сравнению с сорбцией без предварительной обработки шламов. При этом достигаемая величина g больше, чем в анало­ гичных опытах в воде (ем. рис. 75).

Уменьшение сорбции лауриламина в солевой среде в несколь­ ко большей степени, чем в воде, может быть объяснено, с одной стороны, іулучшением сорбции полимеров и увеличением экрани­ рующего действия адсорбционного слоя органических полимеров па глинистых шламах вследствие ассоциации сорбированных моле­ кул. С другой стороны, диффузия мицелл собирателя к поверх­ ности шлама, экранированной сорбированными на ней ассоциатами полимера, более затруднительна ло сравнению с диффузией

125

шламом (см. рис. 72), однако уменьшение сорбции на 20—25% со­ ставляет 20—25 г амина на 4 т руды или 80—100 г на 1 т силь­ вина, а этого количества амина вполне достаточно для его полного извлечения.

126

и 77, а). Дальнейшее увеличение расхода КТР приводит к некото­ рому снижению извлечения КС1 из-за изменения свойств пены, повышения выноса шлама в пенный продукт (рис. 77, б). Разли­ чия в составе синтетических и растительных таннидов, входящих в КТР, оказывают влияние на его активирующие свойства в зна­ чительно меньшей мере, чем при их индивидуальном применении. Нами изучено влияние [различных типов КТР на уменьшение сорб­ ции гидрохлорида октадециламнна. В отличие от сорбционных опытов, при .флотационных испытаниях были получены близкие результаты. Нивелирование действияразличных типов КТР.наблю­ далось и при опытно-промышленных испытаниях. Это обстоятель­ ство може-т быть объяснено суммарным действием анионных тан­ нидов и амфотерных полипептидов. Дроме того, в процессе гид­

личных отходов красиодубных кож, значительно облегчает исполь­ зование этого реагента.

Из вышеизложенного можно сделать следующие выводы об ■основных особенностях действия реагентов, устраняющих отрица­ тельное влияние глинисто-карбонатных шламов при катионной флотации. Одной из основных отрицательных сторон действия глинистых шламов является сорбция нміі катионного собирателя, подавляющая тем самым флотацию полезного минерала.• Реаген­ ты-модификаторы при сорбции их тлипистыми минералами пре­ пятствуют сорбции катионного собирателя: замедляется диффузия его к поверхности шламов, создаются препятствия к сорбции в межслоевом пространстве глинистого минерала.

Действие модификатора ?,южет быть охарактеризовано по от­ носительному уменьшению сорбции собирателя глинисто-карбо­ натным шламом. Зависимость относительного уменьшения сорб­ ции собирателя от расхода модификатора находится в соответ­ ствии іс изівлечением в концентрат полезного .минерала—хлористо­ го калия. Уменьшая сорбцию собирателя глинисто-карбонатным шламом реагент-модификатор [выступает в роли активатора фло­ тации полезного минерала. С другой стороны, модификация свойств глинисто-карбонатных шламов должна препятствовать его выносу в пенный продукт.

В этом случае роль модификатора сводится к общеизвестному гидрофилизирующему действию реагентов-дѳпрессоров. В зависи­ мости от конкретных условий требования к активирующим и депрессирующим свойствам модификатора ^проявляются в разной мере.

Шламы руд Верхнекамского месторождения обладают мень­ шей .сорбционной способностью по сравнению с глинисто-карбо­ натными шламами Старобииского месторождения и основная роль модификатора шламов сводится к их депрессии. Для руд Старо-

128

бшіского месторождения высокой эффективностью обладают мо­ дификаторы, способные при низких расходах (5—10 мт/г) шлама уменьшить .сорбцию амина шламом на 20—25%.

По с-воеміу действию на шламы реагенты-модификаторы оказы­ вают флокулирующее и стабилизирующее (ги.дрофилнзирующее) действие. Разумеется, такое действие высокомолекулярных реаген­ тов зависит от их расхода: как известно, в зависимости от расхо­ да может быть вызвана либо стабилизация, либо флокуляция (коагуляция) шлама. Такие высокомолекулярные реагенты, как неионогенный полиакриламид (выпускаемый в промышленности полиакриламид частично гидролизован), анионактивные (полиме­ такрилаты, сополимеры метакрилоівой кислоты и амида, гидроли­ зованные шолиакрилнитрилы и др.), катионные (кубовые остатки 2-метпл, 5-і&иннлпириднна и этилѳихлорглдрина (ПВПН), ВА-2

Расход ПАА,г/труды

Рис. 78. Извлечение хлористого калия (а) и нерастворимого остатка (б) в концентрат при применении в качестве моди­ фикатора различных типов полиакриламида. Расход октадецнлашшшдрохлорида І00 г/т, соснового масла 10 г/т руды.

/— ПАА-36; 2 — ПАА-74М; 3 — ПАА-125

идр.), 'дрн малых (расходах (.применяемых-на практике) приводят к флокуляции.

Напротив, низкомолекулярные синтетические дубители (синтаны), обладающие гидрофильными сульфопруллами, гели крем­ ниевой кислоты, полифосфаты, гидроокиси , металлов в широком интервале расходов приводят к пептизацип глинисто-карбонатных суспензий. Производные целлюлозы: эфиры (КМЦ, МКЦ, СЭЦ и др.) и «елоиогенные (крахмал, гидролизаты отрубей, водорос­ лей и др.), обладая достаточным молекулярным весом, сильногидратированными группами ОН, S03H, СООН, могут . флокули-

решать шлам и при этом в значительной мере гидрофилизировать образующиеся фло-кулы. Образование флокул способствует акти­ вирующеміу действию модификатора, в большей .мере препятствуя сорбции .собирателя из-за уменьшения доступной поверхности гли­ нисто-карбонатных шламов. С этой стороны эффективные флокулянты будут и эффективными активаторами флотации, обеспе­ чивая достаточно высокое извлечение хлористого калия. Однако образование малогндрофильных крупных -флокул при использова­ нии такого полимера, как ПАА, способствует значительному из­ влечению глинисто-карбонатного шлама в концентрат: 27 п 43— 44% при оптимальном расходе полимера (рис. 78). Данные, при­ веденные на рис. 78, указывают также на наличие определенного молекулярного веса полиакриламида, обеспечивающего оптималь­ ные условия для активации флотации. Так, полиакриламид мар­ ки 74 М более эффективен, чем полиакриламиды 125 и 36.

Большого эффекта- .можно добиться при использовании для модификации шлама сочетаний реагентов активаторов и денрес-

Рпс. 79. Результаты флотации при при­ менении в качестве модификатора КХР

(/) и КХР+З г/т ПАА-74 М (2).

соров. Сочетания реагентов в .настоящее .время широко применяют­ ся в практике флотации сильвпинтовых руд: полиакриламид -и крем­ ниевая кислота (для .руды Верхпекаім-ского месторождения) для сокращения расхода КМЦ, при флотации руды Старобин-ского месторождения добавляют гидролизованный крахмал, мочевиноформальдегидные смолы. Нами -рекомендовано применять -совмест­ но с КМЦ такие реагенты, как еннтаны и КТ.-Р, которые способст­ вуют, с одной стороны,, активации -флотации за счет лучшей экра­ нировки совместно с КМЦ поверхности шлама и, следовательно,

130

большему уменьшению сорбции ими собирателя. С другой сторо­ ны, дополнительно с.идрофилизируя шлам, эти реагенты уменьша­ ют его вынос в пенный продукт.

Применение высокоэффективных флокулянтов для модифика­ ции шлама приводит к активации флотации, однако при этом низ­ ка депрессия шлама (высокое извлечение в концентрат). Совмест­ ное применение флокулянта (активатора) и гидрофилизатора (депрессора) создает (Возможность при их оптимальных (расходах достигнуть высокого извлечения хлористого калия и подавить фло­ тацию глинисто-карбонатных шламов. На рис. 79 приведена зави­ симость извлечения хлористого калия от расхода КХР (руда Старобинского месторождения, и. о. примерно 3,9%', расход ОДА-НС1 примерно 100 г/т), которое достигает примерно 95% (извлечение н. о. около 10%') при 800—1000 г КХР на 1 т .руды. Добавление полиакриламида (3 г/т руды) позволяет снизить расход КХР до 400 г/т. При (совместном применении .полиакриламида н КХР они оказывают воздействие как на активацию флотации, так и на де­ прессию шлама.

Высокое извлечение в концентрат шлама, характерное при при­ менении одного полиакриламида, в присутствии КХР значительно уменьшается (см. рис. 78, 79).

Внастоящее время ассортимент известных по литературным данным реагентов-модифтіікаторов для устранения отрицательного влияния глинисто-карбонатных шламов достаточно велик. Наряду

сизысканием новых, более эффективных модификаторов одним из основных наіпраівлений повышения эффективности действия реа­ гентов модификаторов является выявление оптимальных сочета­ ний активаторов и депрессоров и условий их применения.

Висследованиях, проводимых по подбору условий .реагентной обработки руды перед флотацией, отмечается влияние времени контактирования с депрессором на эффективность его действия ([85]. Приведенные ниже данные указывают на различный харак­ тер влияния интенсивности перемешивания (скорости и времени перемешивания) с реагентами флокулирующими или пептизи.рующнми шлам. При контактировании шлама с полиакриламидом до подачи собирателя требуется определенное .время перемешивания, уменьшающееся с возрастанием скорости .перемешивания. Несколь­ ко неожиданным оказалось улучшение результатов как сорбцион­ ных, так и флотационных оіпытОіВ с увеличением скорости мешалки.

Вопытах с полиакриламидом (образец 74М) при расходе во

флотационных опытах 20 г/т руды, соответствующем расходу 5 мг/т шлама в сорбционных-опытах, скорость мешалки 600 об/мин, получено оптимальное время 1 мин, после которого происходит ухудшение активации: уменьшается величина g и извлечение хло­ ристого калия. При контактировании шлама, обработанного фло­ кулирующим модификатором, с собирателем наблюдается воз­ растание сорбции амина разрушающимися флокулами шлама

(рис. 80). Однако если до подачи собирателя требуется опреде­ ленное время для образования оптимальных но числу и размеру флокул, то после подачи собирателя желательно 'минимальное время контакта и может быть рекомендована покамерная подача модификатора с флокулирующими свойствами.

Иной характер при применении модификаторов-лелтизаторов, В этом случае как при контакте со шламом до подачи собирателя, так и после его добавления эффективность реагента возрастает с увеличением времени кон­ тактирования. Эти реагенты г "

желательно вводить в процесс таким образом, чтобы время контакта с ними было макси­ мально возможным. Это поло-

жение ‘было подтверждено испытаниями синтана 3 на комбинате Белорускалнп. Синтан вводили до КМЦ, эффективность его дей­ ствия повышалась с увеличением .времени .контакта и оптимальным оказалось введение синтана непосредственно в цикл измельчения. Необходимо отметить, что применение модифпкаторов-пептизато- ров способствует интенсификация процесса обеешламливания руды в пндроциклонах и гидросепараторах, что также положительно сказывается па процессе флотации.

Приведем результаты испытаний в качестве реагентов-модифи­ каторов при флотации руд Старобинского месторождения (н. о.

132

будут менее подвержены ассоциации. Большая гидрофилыюсть сульфогрупп, возможность использования в средах, содержащих

активной части). Извлечение нерастворимого остатка в концентрат (при оптимальных расходах) примерно равно (рис. 82). При сравне­ нии КМЦ и СЭЦ немаловажным является и то обстоятельство, что для получения последней требуется этиловый спирт и серная кис­ лота, в то время как для получения КМЦ необходима импортируе­ мая монохлорукеусная кислота. Несмотря на большую эффектив­ ность, СЭЦ дефицитна и попользовать ее в качестве перспективно-

133