книги из ГПНТБ / Глембоцкий В.А. Флотация учебник

В присутствии катионных собирателей полевые шпаты депрессируются жидким стеклом, кремнефторидом натрия и гексаметафосфатом, но полной депрессии достичь очень трудно [19].

Флотация силикатов, а) В бериллиевых рудах содержится наибо­ лее важный в промышленном отношении минерал берилл A l 2 ( S i 0 3 ) 3 - •3BeSi03 . В рудах часто присутствуют кроме бериллия литий, тантал, ниобий и другие компоненты. Наиболее важное значение имеют два варианта технологии: кислотный и щелочной [26, 185, 248]. По кислотному методу, после выделения сульфидов и слюды пульпу обрабатывают плавиковой и серной кислотами и флотируют катионным собирателем в общий концентрат берилл и полевой шпат.

После неоднократного разбавления и сгущения концентрата для вывода из него реагентов его флотируют в содовой среде анионным собирателем (полевой шпат после обработки плавиковой кислотой анионным собирателем не флотируют и переходит в хвосты). По щелочному методу руду обрабатывают едким натром, при этом берилл активируется. Затем руду отмывают от щелочи и берилл флотируют анионными собирателями.

комплексностью, так же как бериллиевые руды (содержат бериллий и другие элементы)Для сильно выветрелых руд перед флотацией практикуют обесшламливание. Сподумен хорошо активируется едким натром и обработка им пульпы обычно всегда предшествует его флотации анионными собирателями (мылами, жирными кислотами).

Существенную роль во флотации сподуменовых руд играет очистка его поверхности от продуктов выветривания, что часто достигается перемешиванием пульпы в присутствии едкой щелочи. В некоторых случаях сподумен флотируют совместно со слюдой, применяя совместно анионный и катионный собиратели. Затем пенный концентрат перефлотируют в кислой пульпе-, переводя сподумен в камерный продукт.

При обогащении комплексных литиевых руд, содержащих, например, кроме сподумена монацит, берилл, танталит-колумбит, циркон — схема может сочетать рудоразборку, гравитацию, • электро­

(мыла, жирные кислоты), так и катионными собирателями, первые максимально сорбируются при рН = 7, а вторые при рН = 1.0. На одной из зарубежных фабрик циркон извлекается из гравита­ ционных концентратов, которые кондиционируются в концентриро­ ванном горячем растворе мыла, промываются, обрабатываются

363

Извлечение циркона составляет 95—97%. В хвосты перехоцит кварц. Флотация окислов. Рассмотрим флотацию железных, марган­

руд является магнитная сепарация и гравитационное обогащение. Тем не менее флотация начинает также играть существенную роль как самостоятельный процесс (для тонковкрапленных немагнитных руд), так и в сочетании с указанными выше методами. В последнее время флотацию начинают применять для доводки железных кон­ центратов (полученных магнитным методом) путем флотации из них примесей (кварца, силикатов железа и др.) при депрессии железных минералов. Наиболее важные промышленные минералы железных руд — гематит F e 2 0 3 и магнетит F e g 0 4 , а также многие виды мартита легко флотируются жирными кислотами и мылами (например, талловым маслом, талловым мылом), лучше всего в слабокислой среде.

На фабрике «Каннстео» (США) осуществляется обратная флотация железных руд с подавлением железных минералов крахмалом (1,15 кг/т), извести (1,67 кг/т) и омыленных жирных кислот (0,325 кг/т). При исходном содержании 18,6% железа получается (в виде камерного продукта) 56%-ный концентрат с извлечением 77% . Советскими исследованиями [82] показана возможность получения сверхбогатых (до 70—79% Fe) железных концентратов в результате обратной флотации (с депрессией железных минералов лигносульфонатами и флотации породных минералов мылом таллового масла). Возможна также флотация породы с применением катионных реаген­ тов АНП или ИМ-11. Полученные обратной флотацией железных концентратов продукты могут быть использованы для прямого восстановления железа и порошковой металлургии.

б) Марганцевые руды. Основные промышленные минералы мар­ ганца — пиролюзит М п 0 2 , манганит, псиломелан, вад и некоторые другие — флотируются анионными собирателями типа мыл и жирных кислот, но малоактивны. Кроме того, многие из них легко шламуются. Флотация часто затруднена присутствием легкошламующихся глин. Значительные работы по флотации марганцевых руд в послед­ нее время проведены советскими учеными [64, 65, 238]. Показано,

флотируют манганит; менее активно — пиролюзит и еще слабее — псиломелан. Флотируемость кварца (очевидно, природно активиро­ ванного) значительно выше в этих условиях. Применение жирных

на их поверхности гидроокисей марганца. Предварительная кислот­ ная обработка руды (1 кг/т серной кислоты) резко улучшает фло-

364

тируемость всех марганцевых минералов, снижает в несколько раз расход собирателя и в 2—3 раза повышает скорость флотации» Установлено, что кислотная обработка резко снижает гидратиро­ ванность поверхности марганцевых окислов. Промышленное освоение этого метода во флотационном цехе Грушевской фабрики (Нико­ польский марганцевый бассейн, Украинская ССР) позволило поднять содержание марганца в концентрате с 43 до 46% (т. е. получить

боксильного типа с соответствующими депрессорами пустой породы специфическим собирателем для касситерита является паратолиларсоповая кислота

На флотационные свойства касситерита большое влияние оказы­ вают примеси (например, железо). Чистый касситерит флотирует слабо. В СССР флотация касситерита освоена в промышленном

до 0,24% олова, обесшламленных по зерну 10%мк. После удаления сульфидов (бутиловый ксантогенат и пенообразователь Т-66) со­ здается кислая среда, вводится 1,5 кг/т таллового масла и ведется флотация касситерита (основная, контрольная флотация и пять

Указанная выше паратолиларсоновая кислота применяется при флотации касситерита на фабрике «Шварцвассер» (ГДР). По данным

многие промышленные минералы урана могут флотироваться (главным образом жирными кислотами и мылами), флотация в обогащений урановых руд пока еще не имеет самостоятельного значения (основ­ ным процессом извлечения урана из руд являются радиометрический

365

метод и гидрометаллургия). Чаще флотация используется для вы­ ведения из урановых руд сульфидов, карбонатов и других минералов, которые или представляют самостоятельную ценность, или пре­ пятствуют гидрометаллургическому извлечению урана из руды. В лабораторных условиях изучена флотируемость многих минералов урана [142].

Г л а в а V I I

ФЛОТАЦИЯ РАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ

Флотация растворимых солей, особенно калийных, имеет большое значение для химической промышленности. Процесс ведется в на­ сыщенных солевых растворах с определенным ийменением поверх­ ности частиц (при ее растворении или росте), взаимодействием реагентов со средой и сильным вспениванием растворов. Первые работы по флотации растворимых солей для выделения галита из сильвинитовых отходов проведены Б. Ф. Пылаевым в 1932 г. С. С. Кузин также флотировал галит из сильвинитовой руды, акти­ вируя его солями свинца. В послевоенные годы флотационное извле­ чение хлористого калия начало применяться в ГДР, Франции, ФРГ, Испании, Канаде. Флотация калийных минералов (в основном сильвина) началась после того, как для этого начали применять катионный собиратель, состоящий из смеси аминов жирного ряда. Это повысило верхний предел крупности флотируемых частиц с 0,2 до 0,8 мм. В 1953 г. первая опытная калийная фабрика пущена на Березниковском калийном комбинате. В 1963 г. вступили в строй действующие флотационные фабрики в Березниках и Солигорске.

Флотационные свойства отдельных высокорастворимых солей очень сильно зависят от присутствия в пульпе других солей, сильно изменяющих состав маточного раствора. Флотируемость соли сни­ жается в том случае, если изменение состава маточника снижает ее растворимость [216]. Это не только вызывает возможность постоян­ ного обновления поверхности, но и, по-видимому, увеличивает сорбцию катионов на менее растворимом минерале ионов более растворимой соли.

Лучшими анионными собирателями для таких солей являются реагенты с сульфогруппой типа R S 0 3 . Но наиболее пригодны для флотации солей канионные собиратели, достаточно устойчивое за­ крепление которых на кристаллах солей является необходимым условием их флотации. Адсорбция аминов зависит от рН среды, температуры, длины углеводородного радикала и состава жидкой фазы. Значительное влияние оказывает присутствие в пульпе гли­ нистых шламов, обладающих огромной удельной поверхностью и поглощающих существенную часть собирателя. Поэтому для многих калийных руд удаление глинистых шламов перед флотацией яв­ ляется обязательным. Оптимум рН среды связан с необходимостью обе­ спечения наиболее полной диссоциации собирателя. На селективность флотации растворимых солей значительно влияет соответствие разме-

366

ров полярной группы собирателя с диаметром катиона соли. Большую роль, чем обычно, играет образование мицелл собирателя. Для изби­ рательности флотации необходимо применение подавителей, обычно различных органических полимеров. Например, флотационное раз-

СильЗинйт

Рис. 125. Схема флотационного обогащения сильвинитов -Верхнекамского месторождения с предварительной флотацией глинистых шламов:

1 — бункер для руды; г — стержневая мельница; з — мешалки; 4 — дуговое сито R = 1500;

5 — дуговое сито R = 550; 6 — флотационные машины для шламовой флотации; 7 — то же, для перечистки шламов; * — тоже, для основной сильвинитовой флотации; 9 —для перечистки

деление гипса и гидроборацита (руда Индерского месторождения) воз­ можно лишь при добавлении оптимального количества крахмала [103].

Технологические схемы флотации калийных солей обычно осно­ ваны на переводе в пенный продукт хлористого калия с помощью собирателей катионного типа.

Глина предварительно удаляется, или реже подавляется в ос­ новной флотации. Глинистые шламы перечищаются. Все продукты

367

тщательно обезвоживаются, и маточник направляется в оборот. Обычно руда измельчается до крупности 0,8 мм. Но кристаллы сильвинита почти всегда более крупные, а дальнейшее употребление

Шмель чение

Классифцкац ия на дуговых ситах

Готовый продукт на склад

Рис. 126. Схема флотации калийных руд с депрессией гли­ нистого шлама

368

Схема обогащения сильвинитов с предварительной флотацией глинистых шламов приведена на рис. 125. Схема флотации калийных руд с депрессией глины приведена на рис. 126.

Рис. 127. Схема цепи аппаратов при флотации калийной руды в Карлсбаде:

1 — бункер; г — смеситель; 3,5 — спиральный классификатор; 4 —

стержневая мельница; в, 9, n t 13 — отстойники; 7 — шаровые мельницы; 8, is — флотационные машины; 10 — центрифуги; 12 —

всброс бак для подогрева галитовой пульпы; 14 — вакуум-кристаллизатор

Глина флотируется с помощью реагента ФР-г, керосина и коа­ гулянта (полиакриламида), при этом выделяется до 85% глины. Сильвин флотируется солянокислым амином. При содержании в руде глины не более 2,5% в этих условиях из руды извлекается 90—92% хлористого калия, содержание которого в концентрате равно 93—95%.

При большом количестве глины в руде (4—5%) лучше подавлять ее флотацию с помощью, например, карбоксилцеллюлозы. По такой схеме работают обогатительные фабрики № 1 и частично I I Солигорских калийных комбинатов. Из руды, содержащей 24% хлористого калия, получают концентрат, содержащий 93% хлористого калия при его извлечении 85—90% [154]. Имеются и другие варианты схем.

За рубежом, как упоминалось, флотация калийных солей приме­ няется во многих странах. Схема фабрики, пущенной в Карлсбаде, приведена на рис. 127. Близкие схемы имеют фабрики в ФРГ, США и других странах. Почти всюду глина удаляется перед флотацией механическим способом.

воздушных пузырьков во флотационной пульпе. — В сб. «Роль газов и реаген­ тов в процессах флотации». Изд. АН СССР, 1950.

вып. 124, 1959. Авт.: О. С. Богданов, А. К. Поднек, В. Я. Хайнман, Н. А. Янис.

20.В о л ь к е н ш т е й н Ф. Ф. К вопросу о взаимодействии адсорби­ рованных молекул в связи с теорией адсорбции на неоднородных поверхностях.— ЖФХ, т. 21, вып. 2, 1947.

21.В о л ь к е н ш т е й н Ф. Ф. Химическая адсорбция на ионных кри­ сталлах. — ЖФХ, вып. 10, 1952.

22.В о л ь к е н ш т е й н Ф. Ф. Электронные процессы при химической адсорбции. В кн.: «Гетерогенный катализ в химической промышленности». М., Госхимиздат, 1955.

370

О влиянии контактных электрических явлений между сульфидными минера­ лами на их поверхностные свойства. Изв. вузов. Цветная металлургия, 1968, № 5.

48.Г л е м б о ц к и й В. А. Исследование раздельного кондиционирования

среагентами песков п шламов перед их совместной флотацией с целью интенси­

рости взаимодействия реагентов-собирателей с сульфидными минералами. Сб. «Обогащение полезных ископаемых». Изд. АН СССР, 1960.

51. Г л е м б о ц к и й В. А., С м и р н о в а И. С. Флотационному методу обогащения полезных ископаемых — сто лет. — «Цветные металлы», 1960, № 12.

вания адсорбционного слоя реагентов-собирателей на минеральных частицах. Вести. АН СССР, 1963, № 2 (215).

лярных собирателей прп флотации. — Сб. «Интенсификация флотационного про­

Ультразвуковое эмульгирование аполярных масел для повышения их флота­

№1, 1966.

60.Г л е м б о ц к и й В. А. Флотационный метод обогащения полезных ископаемых. В кн. «Современное состояние горной науки в СССР». М., «На­ ука», 1968.

61.Г л е м б о ц к и й В. А. Фпзикохимия флотационных процессов. М., «Недра», 1972.

Получение первосортных марганцевых концентратов из шламов флотацией. Бюллетень ЦНИИЧМ, 1967, № 14.

шламистых руд Коунрадского месторождения. Дисс. на соиск. уч. степ. канд.

кулярных органических депрессоров. В кн.: «Исследование действия флота­ ционных реагентов». Л., 1965. (Труды ин-та Механобр, вып. 135).

372