книги из ГПНТБ / Александрович Х.М. Основы применения реагентов при флотации калийных руд

в гетерогенной среде и последующем высушивании и измель­ чении ( М в е с = 16 000—70 000), а также амилоид, полученный действием 63—70%-ной H2SO4 на целлюлозу в результате ее коллоидного растворения в гомогенной среде ( М в е с = 5000—

10 000) .

Водорастворимые продукты гидролиза без КМЦ оказы­ вают незначительное депрессирующее действие на глинистые шламы. При совместном внесении их с небольшим количе­ ством КМЦ резко повышается эффективность действия реагентной смеси. Изменением соотношения этих реагентов можно найти смесь с оптимальными депрессирующими свой­ ствами. Наиболее эффективными из водорастворимых про­ дуктов гидролиза являются более высокомолекулярные про­ дукты деполимеризации (Мвес~800), растворенные при фрак­

с целлодекстринами, так же как и с крахмалом, отличается большей селективностью действия, чем КМЦ в отдельности. Это выражается в повышенном содержании КС! в концентра­ те, снижении в нем н. о., а следовательно, и повышении извле­ чения КС1 в концентрат [333]. Причем более низкомолекуляр­ ные целлодекстрины являются полноценной заменой большей

части отдельно применяемой КМЦ.

На рис. 77 приведена зависимость извлечения КС1 в кон­ центрат от расхода депрессоров: КМЦ, целлодекстринов и их

только целлодекстринов извлечение КС1 в концентрат сравни­ тельно невелико, и только при расходе их в 2 кг/г извлечение

смеси КМЦ — целлодекстрины, в которой содержится только

чить применением меньшего (на 100 г/т) количества реагент­ ной смеси КМЦ с целлодекстринами.

В табл. 31 приведены результаты влияния состава смеси реагента-депрессора на качество продуктов обогащения при

одинаковом извлечении KCl в концентрат (92—95%). При возрастающем количестве целлодекстринов в смеси наряду с повышением содержания КС1 в концентрате понижается со­ держание в нем н. о., что упрощает последующую обработку (фильтрацию и сушку) концентрата.

С учетом доступности и низкой стоимости (1,5 рубім3) наиболее перспективными для практического применения яв­ ляются продукты перколяционного гидролиза древесины.

Рис. 77. Зависимость извлечения КС1 (е) при флотации руды с депрессией н.о. декстринами (7) и смесью их с КМЦ при содержании ее з смеси:

1—50; 2—100; 3—200; 4—300; 5—400 г/г; 5 — только КМЦ

Стоимость реагентной смеси КМЦ (300 г/т) с общими нейтрализатами (30 л/т) составляет 25 коп/т руды вместо стоимости КМЦ 45 коп/т или стоимости смеси КМЦ с крахмалом 35 коп/т.

Т а б л и ц а 31

Влияние состава реагента-депрессора на качество концентрата

концентрации по натуре, нерастворимая коллоидно-дисперс­ ная часть не отделялась от раствора и вводилась совместно во флотопульпу после предварительного перемешивания сус­ пензии. Раствор имел кислую реакцию (pH 3,9). Для полу­ чения деструктированной целлюлозы использовали подпу­ шек — отход хлопкоочистительных заводов, представляющий

собой низкосортную хлопковую целлюлозу с малой длиной волокна, для получения деструктированного целлолигнина — целлолигнин, получаемый предгидролизом сосновых опилок. Однако в связи с некоторой сложностью получения целлолиг­ нина исследования проводились также с использованием дре­ весных опилок.

Сравнительные опыты по флотации калийных солей с де­ прессией глинистых шламов КМЦ, смесью ее с продуктами деструкции целлюлозы и целлолигнина приведены в табл. 32.

Как и при использовании других реагентных смесей, кон­ центраты содержат пониженное количество глинистых приме­ сей и повышенное количество КС1. Оптимальный расход реагентов зависит от содержания глинистых примесей в руде.

Результаты испытаний показали следующее.

1. Очередность подачи реагентов не оказывает решающе­ го влияния на результаты флотации. При совместном введе­ нии и перемешивании реагентов извлечение КС1 в концентрат несколько выше, чем при раздельном, тогда как при началь­ ном введении КМЦ и последующем целлюлозы эффект де­ прессии улучшается, благодаря чему снижается извлечение

н.о. в концентрат.

2.Использование целлолигнина в виде осветленного рас­ твора и суспензии с тонкодисперсным лигнином дало практи­ чески одинаковые результаты, что свидетельствует об отсут­

ствии вредного влияния коллоидно-лигнинового комплекса на флотацию.

3. Возможно совместное использование деструктированной целлюлозы со смесью КМЦ и крахмала. Использование продуктов деструкции целлюлозы и целлолигнина позволяет снизить расход КМЦ на 200—300 г/т при расходе их 400 и 600 г/т в натуре соответственно.

После нейтрализации кислых растворов до нейтрального pH результаты флотации не изменяются.

Механо-химическая деструкция целлюлозы более эффек­ тивна и с меньшим временем обработки происходит в вибро­ мельнице. Такой же деструкции, только за большее время, можно достичь обработкой древесины в шаровой мельнице.

Сравнительные данные о зависимости степени деструкции полисахаридов в этих аппаратах от времени и о результатах из влияния на флотацию калийных руд приведены в табл. 33. Степень деструкции полисахаридов характеризовалась содер­ жанием легкогидролизуемой фракции в процентах от всех по­ лисахаридов, а также по истинной растворимости продуктов деструкции и содержанию декстринов в растворе. Флотацион­ ные опыты проведены с реагентной смесью 150 г КМЦ и 1000 г/т продуктов механо-химической деструкции древесины.

Следовательно, с увеличением времени деструкции увели­ чиваются выход легкогидролизуемых полисахаридов, раство­ римость и содержание в растворе декстринов, оказывающих положительное влияние в смеси с КМЦ на депрессию глини­ стых шламов. При очень длительной обработке древесины, особенно при повышенной температуре вследствие саморазо­ грева, появляются продукты разложения сахаров, которые оказывают вредное влияние на флотацию.

Приведенные данные свидетельствуют о высокой эффек­ тивности продуктов механо-химической деструкции древесины

при pH 3—5 — при комнатной. По мере увеличения времени конденсации и отгонки части выделяемой воды повышается вязкость раствора.

Нами проведено испытание продуктов конденсации моче­ вины и формальдегида в качестве реагента-депрессора при флотации калийных руд [336, 337]. До настоящего времени в отечественной и зарубежной практике обогащения полезных ископаемых мочевино-формальдегидные смолы в качестве де­ прессора не применялись. Известно применение этих смол при изготовлении прессматериалов, слоистых пластиков, неопла­ стов, клеев, покрытий и др.

Механизм образования мочевино-формальдегидных смол сложен и еще недостаточно изучен, однако имеющиеся дан­ ные позволяют создать некоторое представление о характере образующихся продуктов. На первой стадии синтеза из моче­ вины и формальдегида при определенных условиях образует­ ся диметилолмочевина. Из диметилолмочевины может проис­ ходить образование как линейных смол, так и смол с цикли­ ческими звеньями. Это высокомолекулярные вещества, моле­ кулы которых содержат большое число гидроксильных групп. Показано [338], что в зависимости от условий конденсации получаются продукты с различным составом, растворимостью и температурой размягчения. В общем виде процесс может быть выражен следующей схемой:

Нами испытаны в качестве реагента-депрессора промыш­ ленные мочевино-формальдегидные смолы МФ-17, МФ-70, М-19-62 и др. Они отличаются неполной растворимостью в воде и обладают относительно слабым депрессирующим дей­ ствием. Водные дисперсии их нестабильны, что нежелательно при использовании смол в технологическом процессе обога­ щения. В связи с этим были синтезированы и исследованы свойства смол в зависимости от исходного весового соотноше­ ния мочевины к формальдегиду, pH среды и времени синтеза.

Синтез проводили в трехгорлой колбе, снабженной мешал­ кой, обратным холодильником и термометром, при темпера­ туре 90 °С. Ход синтеза контролировался периодическим от­ бором конденсационного раствора для определения его pH и

относительной вязкости. Для предотвращения перехода на­ чальных смолообразных продуктов в более высокомолекуляр­ ные смолы добавлялись в качестве стабилизаторов одно- и двухзамещенные натриевые соли фосфорной кислоты. Депрессирующие свойства смол изучались путем проведения флота­ ционных опытов с рудой Старобинского калийного месторож­ дения.

Опыты показали, что для получения смол с оптимальным депрессирующим действием соотношение мочевины к фор­ мальдегиду должно составить соответственно 1 : 1,1 (моляр­ ное соотношение близко к 1 :2). Увеличение доли мочевины ведет к образованию смол, менее растворимых в воде. Это связано с наличием в них нерастворимых полиметиленмочевин. При введении такого реагента во флотационную пульпу на глинистых частицах адсорбируется лишь водорастворимая часть депрессора, а нерастворимая часть находится в пульпе в виде тонкой мути, которая частично ухудшает флотацию сильвинита. Расход такого депрессора становится большим,а депрессирующее действие снижается. Аналогичное явление наблюдается при использовании в качестве реагента-депрес­ сора испытанных нами промышленных мочевино-формальде- гидных смол.

Увеличение при конденсации весовой доли формальдегида ведет к увеличению времени синтеза и доли непрореагировав­ шего формальдегида. Свободный формальдегид оказывает отрицательное действие на флотацию вследствие взаимодей­ ствия его с жирными аминами-собирателями, которое приво­ дит к снижению флотационной активности последних.

Оптимальное pH среды при синтезе смол находится в пре­ делах 5—6. Увеличение pH до 6 увеличивает в несколько раз время конденсации. Однако синтезированные в этих условиях смолы отличаются хорошей растворимостью в воде и высоки­ ми депрессирующими свойствами. Уменьшение pH среды до 5 сокращает время синтеза до 2—3 час, однако синтезирован­ ные смолы менее растворимы в воде и обладают худшими депрессирующими свойствами (рис. 78).

С увеличением времени конденсации растет относительная вязкость мочевино-формальдегидных смол, что связано с ростом их молекул, причем при меньшем pH среды вязкость растет быстрее. Одновременно с ростом вязкости улучшаются депрессирующие свойства смол до тех пор, пока резко не Ухменынится их растворимость.

Рост молекул смолы сопровождается увеличением числа гидроксильных групп, приходящихся на каждую отдельную молекулу, которые определяют как высокую гидрофилыюсть получаемых смол, так и их способность адсорбироваться на глинистых частицах. Закрепление молекул смол на поверх­