6. Флотация

6.1 Общие сведения

Флотацией называется процесс разделения тонкоизмельчен­ных полезных ископаемых, осуществляемый в водной среде и основанный на различии их способности, естественной или искусственно создаваемой, смачиваться водой, что определяет избирательное прилипание частиц минералов к поверхности раздела двух фаз.

Флотационный процесс осуществляется чаще всего в трех­фазной системе, включающей твердую (Т), жидкую (Ж) и га­зообразную (Г) фазы. Из всех разновидностей флотационного метода обогащения наиболее широкое распространение полу­чила пенная флотация, которая основана на способности не­смачиваемых (гидрофобных) минералов прилипать к пузырь­кам воздуха, образующимся в результате аэрации пульпы, и всплывать вместе с ними на поверхность пульпы, образуя пенный продукт, а смачиваемых (гидрофильных) минералов оставаться взвешенными в пульпе, образуя камерный продукт. Минеральные частицы, закрепившиеся на поверхности воздуш­ных пузырьков, называются флотирующимися, незакрепившие­ся — нефлотирующимися. Крупность флотируемых частиц в процессе пенной флотации обычно не превышает 0.15 мм для руд, содержащих тяжелые минералы, и 0.5 мм — для углей.

Для увеличения естественного различия в смачиваемости поверхности минералов или для искусственного создания такого различия минеральную поверхность обрабатывают особыми веществами, называемыми флотационными реагента­ми. С помощью подбора флотационных реагентов можно до­стигнуть условий, при которых одни минералы будут флотироваться, а другие нет, т. е. создать условия для их селективного разделения.

Сущность процесса пенной флотации сводится к следую­щему. Исходная пульпа после обработки ее флотореагентами поступает во флотационную машину, где насыщается воздухом в виде мелких воздушных пузырьков. Несмачиваемые (гидро­фобные) частицы при столкновении с пузырьками прилипают к последним, создавая агрегаты, состоящие из воздушных пузырьков с закрепившимися на них твердыми частицами. Агрегаты, имеющие плотность меньшую, чем плотность пуль­пы, всплывают на ее поверхность, образуя слой минерализо­ванной пены, удаляемой с поверхности. Смачиваемые (гидро­фильные) частицы к воздушным пузырькам не прилипают,

•остаются в объеме пульпы и образуют камерный продукт.

Обычно в пенный продукт флотации извлекают полезный минерал, а в камерный — минералы пустой породы. Такой про­цесс носит название прямой флотации. В отдельных случаях целесообразнее бывает извлекать в пенный продукт мине­ралы пустой породы, а полезные минералы концентрировать в камерном продукте. Такой процесс называется обратной флотацией.

Если в процессе флотации получают концентрат, содержа­щий два или более ценных компонента, такую флотацию на­зывают коллективной. Если в процессе флотации последо­вательно получают несколько концентратов при содержании в каждом отдельном концентрате только одного ценного компо­нента (например, меди, цинка, свинца и др.), такую флотацию называют селективной. Если в процессе флотации вначале получают коллективный концентрат, а затем из него выделяют последовательно ценные компоненты в самостоятельные кон­центраты, такую флотацию называют коллективно-се­лективной.

Для очистки сточных вод разработаны вакуумные и компрессионные (напорные) флотационные машины.

В вакуумных флотационных машинах предусмотрена пода­ча обработанной реагентами и насыщенной воздухом пульпы в камеру, где флотация осуществляется пузырьками воздуха, выделяемыми из раствора при разрежении.

В напорных машинах пульпа подается при избыточном давлении (от 0.3 до 0.4 МПа) в камеру, где флотация осуществляет­ся выделяющимися мельчайшими воздушными пузырьками в результате падения давления над пульпой до атмосферного

В настоящее время флотация широко применяется для обо­гащения большинства руд цветных и редких металлов, апати­товых, фосфоритовых, баритовых, графитовых, флюоритовых и других руд, полевошпатового сырья и угольных шламов. Метод флотационного обогащения находит применение при обогащении железных и

марганцевых руд. Широкая распро­страненность флотации объясняется универсальностью процес­са, связанной с возможностью разделения практически любых минералов и возможностью обогащения бедных руд.

Рисунок 6.1 - Технологическая схема флотации апатита на АНОФ-2 ОАО «Апатит»