книги из ГПНТБ / Глембоцкий В.А. Флотация учебник

§ 2. Контактные чаны

Контактные чаны применяют для осуществления контакта мине­ ральных частиц с реагентами в течение необходимого времени.

На современных флотационных фабриках применяется кон­ струкция контактных чанов, изображенная на рис. 98.

Контактный чан представляет собой круглый бак, внутри кото­ рого находится центральная труба 1, имеющая ряд боковых отвер­

Полезный объем чана может регулироваться в известных преде­ лах изменением уровня пульпы в результате открытия запасных отверстий в боковой стенке чана.

Главной гидродинамической задачей применения контактного чана является создание однородности перемешиваемой пульпы по концентрации в ней реагентов, по плотности и по крупности частиц в отдельных участках.

Степень однородности пульпы в контактном чане можно опреде­ лить следующим образом. Из находящейся в контактном чане пульпы одновременно отбирается ряд проб из отдельных точек, расположен-

и интенсивности перемешивания пульпы. В каждом конкретном случае нужно устанавливать оптимальную интенсивность переме­ шивания.

Так, например, при применении плохо растворимых в воде ре­ агентов или грубозернистых пульп требуется более интенсивное пере­ мешивание пульпы.

Расчет необходимого объема контактного чана производится по требуемому времени контакта пульпы с реагентом, установленному опытным путем. Метод расчета такой же, как и приведенный выше

258

реагента). При этом часть реагента (обычно большая) подается в кон­ тактный чан, а остальные порции — в отдельные камеры флотацион­ ных машин. Если применяют машины механического типа, то доба­ вочные порции реагента следует подавать в пульпу, поступающую на импеллер. Соотношение расхода реагентов в отдельных точках, При котором получаются лучшие результаты, подбирается экспери­ ментально. Примером целесообразной фракционной подачи реаген­ тов-собирателей является флотация каменных углей.

Если необходимо воздействие собирателя на свежеобнаженные минеральные грани, реагент подается в мельницу. Иногда при боль­ шой скорости взаимодействия собирателей с минералами эти реагенты можно подавать во флотационную машину, не применяя контактного чана.

Реагенты-пенообразователи подаются, как правило, после соби­ рателя непосредственно во флотационную машину. Время их кон­ такта с пульпой обычно составляет 1—2 мин.

Для правильного использования реагентов большое значение имеет способ их подготовки перед дозированием. При применении реагентов в виде растворов необходимо подобрать оптимальнуюконцентрацию этих растворов. Слишком разбавленные растворы применять неудобно ввиду их большого объема. Однако нельзя применять и излишне концентрированные растворы, которые трудно дозировать (вследствие высокой вязкости) или доставлять по трубо­ проводам. Концентрированные растворы жидкого стекла, отлагаясь на стенках реагентопроводов, закупоривают их. Иногда в концентри­ рованных растворах реагенты изменяют свои свойства (например,, крахмал и олеат натрия образуют плохо диспергируемые в воде мицеллы).

Для сохранения постоянного удельного расхода реагентов не­ обходимо периодически контролировать их количество, подаваемое питателями, а также свойства пульпы (ее щелочность и т. п.). При этом необходимо учитывать количество пульпы, поступающей в дан­ ный момент во флотационные машины. Следует систематически конт­ ролировать качество реагентов. Соответствующие методы контроля описаны в специальной литературе [199]. В настоящее время раз­ работаны и начали применять устройства для автоматической регулировки подачи реагентов в зависимости от остаточной концен­ трации реагента в пульпе.

§ 6. Работа флотационных машин

Количество поступающей во флотационные машины пульпы и е& плотность должны быть постоянными. Объем пульпы, поступающей в машину, должен обеспечивать оптимальное время флотации. При избыточно большой нагрузке время флотации будет меньше необхо­ димого, что приведет к получению богатых хвостов (низкого извле­ чения полезного ископаемого в концентрат). При недостаточной

нагрузке на машины время флотации будет слишком большим, что может привести к флотации частиц пустой породы и, следовательно, к понижению качества концентрата. Кроме того, излишне длительное пребывание пульпы во флотационных машинах приводит к непроиз­ водительному расходу электроэнергии, а в отдельных случаях может иметь место истирание материала с образованием тонких шламов. Без контроля плотности пульпы нельзя ее регулировать. Должен быть организован автоматический контроль плотности пульпы.

Быстрое уменьшение количества пульпы, поступающей во фло­ тационные машины, приводит к понижению уровня пульпы, увеличе­ ние количества пульпы — к его повышению. То и другое весьма от­ рицательно сказывается на флотации. Понижение уровня пульпы приводит к уменьшению полезного объема машин и количества сни­ маемой пены и, следовательно, к получению более богатых хвостов. Чрезмерное повышение уровня пульпы ухудшает условия допол­ нительного обогащения концентрата в пенном слое и вызывает пере­ ливание пульпы в желоб для пены, что ухудшает качество концент­ рата.

В основной флотации чаще всего следует стремиться к тому, чтобы все необходимое количество пены было снято до последней камеры. Эта камера является как бы контрольной и в ней удаляется небольшое количество остатков пены, что обеспечивает хорошее качество хвостов. Иногда при флотации быстроокисляющихся мине­ ралов полезно флотировать их как можно быстрее и удалить макси­ мально возможное количество пены в первых, головных камерах флотационной машины.

В перечистной флотации во всех камерах обычно поддерживают относительно толстый слой пены для получения более богатых кон­ центратов. Но слишком большое количество циркулирующих бога­ тых промежуточных продуктов может перегрузить флотацию и по­ низить извлечение.

Необходимо также предотвращать накапливание крупных частиц в нижних зонах камер, обеспечивая продвижение этих частиц сквозь специальные отверстия к хвостовой камере.

Г л а в а I I СХЕМЫ ФЛОТАЦИИ

В практике известно мало примеров, когда в первой же операции флотации удается получить готовый, кондиционный концентрат и отвальные хвосты. Это не удается сделать по следующим причинам: близость флотационных свойств минералов, которые необходимо разделить, не позволяет добиться высокой избирательности про­ цесса; необходимо получать не два, а более продуктов обогащения; в процессе флотации бывает целесообразно осуществлять доизмельчение отдельных продуктов для более полного раскрытия сростков.

276

Поэтому приходится применять несколько операций флотации с подачей отдельных продуктов из одной операции в другую. Соче­ тание отдельных операций флотации называется с х е м о й ф л о ­ т а ц и и .

Существующие схемы флотации весьма разнообразны. Они за­ висят от флотационных свойств обогащаемого сырья, требований, предъявляемых к качеству продуктов обогащения.

§1. Классификация схем флотации

Внастоящее время в литературе [190] приняты следующие наи­ менования отдельных операций флотации.

О с н о в н о й ф л о т а ц и е й называется начальная операция флотации для разделения определенных групп минералов. Иногда схема флотации может иметь несколько основных флотации (напри­

называются операции, в которых подвергаются повторной флотации первичные концентраты или продукты концентратной ветви схемы

зываются операции перечистки хвостов первичной флотации или продуктов хвостовой ветви схемы для уменьшения содержания фло­ тируемого минерала в хвостах.

Применяемые схемы флотации различаются по главным и второ­

схем флотации относятся: число перечистных и очистных операций флотации в отдельных стадиях или циклах и точки возврата проме­ жуточных продуктов.

С т а д и е й называется часть схемы, включающая в себя одну операцию измельчения руды и следующую за ней группу операций флотации. Различают одно-, двух- и трехстадиальные схемы флота­ ции. Принципиальные варианты таких схем (не осложненные схе­ мами операций флотации и классификации в каждой стадии) приве­ дены на рис. 103. Обычно одностадиальная схема предусматривает флотацию измельченной, прошедшей контрольную классификацию руды. При необходимости доизмельчения промежуточных продук­ тов последние направляются в первоначальное измельчение (рис. 103, а). Гораздо реже, при особенно заметном влиянии тонких шламов на флотацию измельченная пульпа разделяется на пески и шламы, которые подвергаются раздельной флотации (рис. 103, б) 1 .

1 При графическом изображении схем флотации удобно выдерживать сле­ дующее условие: пенные продукты изображаются всегда слева, а камерные — справа от горизонтальной черты, обозначающей данную операцию флотации.

277

В двухстадиальных схемах предусматривается доизмельчение концентратов (рис. 103, б), хвостов (рис. 103, г) или промежуточных продуктов, получаемых в первом цикле флотации. Трехстадиальные схемы флотации могут быть весьма разнообразными и состоять из

РИзмельчение? I

различных сочетаний одно- и двухстадиальных схем. На рис. 103, е приведен пример трехстадиальной схемы. В виде исключения (на­ пример, в отдельных случаях при флотации графита) схемы флота­ ции могут иметь более трех стадий.

Ц и к л о м схемы флотации называется группа операций флота­ ции, в которой выделяется один или несколько готовых (не подвер-

278

280

с пустой породой. Также схемы эффективны тогда, когда для полного освобождения минералов требуется тонкое измельчение руды, от­ дельные компоненты которой сильно отличаются друг от друга по твердости. Применение подобных схем снижает переизмельчение полезных минералов и их потери в хвостах, так как позволяет флоти­ ровать минеральные частицы почти сразу после обнажения их гра­ ней и образования свободных зерен.

Определенный интерес представляет схема струйной флотации [248]. В этом случае питание флотации делится на два потока и пен­ ный продукт первого потока добавляется к питанию второго потока. В первом потоке выделяются хвосты основной флотации, концен­ трат здесь не получается. Во втором потоке выдаются концентрат и хвосты. Получены данные о возможности применения такой схемы при флотации сульфидных руд [187], а также различных несульфид­ ных руд. М. А. Эйгелес и другие считают, что подготовленные к быст­ рому прилипанию частицы пенного продукта при флотации во вто­ ром потоке вытесняют с поверхности пузырька частицы, менее под­ готовленные к флотации минералов. К этому следовало бы добавить, что уже однажды сфлотированные, гидрофобные частицы могут играть во втором.потоке роль минерала-носителя и способствовать выделению в концентрат мелких частиц полезных минералов.

Большое количество вариантов различных схем обогащения при­ ведено в литературе [142, 146, 150, 185, 248].

§ 2. Основные принципы построения схем флотации

Схемы флотации зависят от флотационных свойств обогащаемого материала и от требований, предъявляемых к качеству концентратов и отходов флотации. Даже при флотации руд с одним полезным ком­ понентом избирательность флотации обычно не бывает столь значи­ тельной, чтобы можно было уже после основной флотации получать кондиционный концентрат и отвальные хвосты. Приходится после­ довательно повышать качество концентратов вследствие применения перечистных операций и доизвлекатьиз хвостов полезные компоненты вследствие применения серии контрольных флотации. Число пере­ чистных и контрольных операций определяется четкостью разделе­ ния минералов. Если удается подобрать реагентный режим, при котором эта четкость заметно увеличивается, то можно сократить число операций флотации. Применением более сильных реагентов-со­ бирателей и активацией полезных минералов, попавших в хвосты, можно улучшить их флотируемость и тем самым создать условия для сокращения числа перечистных операций.

Наиболее сложным вопросом является установление выгодных способов перефлотации промежуточных продуктов. Существует два принципиально различных приема их флотации: в замкнутом цикле с первоначальными циклами флотации и в отдельном цикле.

281

поданы в общий флотационный цикл, отрицательно влияют на процесс, что может быть связано с присутствием в промежуточ­ ных продуктах тонких шламов или реагентов, а также с их большим разжижением. В других случаях возникает необходимость доизмельчения промежуточных продуктов и их флотации в условиях, отли­ чающихся от оптимальных условий измельчения и флотации исход­ ной руды. Однако обычно стремятся найти возможность флотации промежуточных продуктов в первоначальных циклах флотации, поскольку в этом случае значительно упрощаются регулировка процесса, компоновка аппаратуры и другие эксплуатационные фак­ торы.

При разработке схемы флотации и определении в связи с этим точек возврата промежуточных продуктов необходимо соблюдать основные условия:

1. Промежуточные продукты должны подаваться в ту точку процесса, где находятся продукты с близким им содержанием фло­ тируемого минерала и с близкими флотационными свойствами.

2. Из каждого участка схемы минеральные частицы должны иметь выход во все конечные продукты флотации, для того чтобы случайно попавшие в любую операцию частицы в результате перечистньгх или очистных флотации могли в конце концов попасть в со­ ответствующие продукты.

При построении схем необходимо учитывать также влияние про­ межуточных продуктов на изменение плотности пульпы в соответ­ ствующих операциях флотации, с тем чтобы эта плотность была до­ статочно близкой к оптимальной. В редких случаях приходится применять операции сгущения отдельных продуктов для создания оптимальной плотности пульпы и иногда удаление тонких шламов и реагентов.

§ 3. Распределение операций флотации по флотационным машинам

Правильное размещение отдельных операций флотационной схемы по имеющимся флотационным машинам весьма важно. Особой гиб­ костью отличаются машины механического типа, большинство из которых способно засасывать циркулирующие продукты.

При размещении операций по флотационным машинам необходимо выполнять следующие условия.

1.Объем и поверхность пенонакопления камер, необходимые для проведения каждой операции, должны обеспечивать оптимальные условия флотации.

2.Желателен максимальный самотек продуктов и возможно меньшее количество перекачек насосами (особенно пенных продуктов).

Приведем несколько примеров размещения флотационных машин по операциям схемы флотации.

282