6. Содержание отчета
6.1. Привести кристаллохимическую характеристику минерала.
6.2. Результаты опытов представить и вида таблицы и графиков.
6.3. На основании полученных результатов сделать выводы о влиянии расхода медного купороса на эффективность активации сфалерита и эффективность его последующей флотации, а также о влиянии рН на процесс взаимодействия меди с минералом.
7. Контрольные вопросы
7.1. Как, зная произведения растворимости сульфидов тяжелых металлов, установить порядок их взаимоактивации.
7.2. Как влияет расход активатора на эффективность флотации минерала и почему.
7.3. Как влияет рН пульпы на эффективность активации и флотации сфалерита.
7.4. В чем причины слабой флотируемости не активированного сфалерита и в чем состоит механизм его активации солями меди.
7.5. Как можно устранить отрицательное влияние на флотацию избытка активатора.
8. Литература
8.1. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. Учебник для ВУЗов. 2-е изд., перераб и дополн. - М.: Недра, 1993., 412 с
8.2. Подвишенский Н.С. Лабораторный практикум по дисциплине «Флотационные методы обогащения» М.: МГИ, 1990.
8.3. Теория и технология флотации руд (под общей редакцией О.С. Богданова). М.: Недра,1994.
.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СЕРНИСТОНОГО НАТРИЯ НА ФЛОТАЦИЮ СУЛЬФИДНЫХ И ОКИСЛЕННЫХ МИНЕРАЛОВ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ЩЕЛОЧНОСТИ ПУЛЬПЫ И КОНЦЕНТРАЦИИ СОБИРАТЕЛЯ
1. Цель работы
Установись роль сернистого натрия при различной концентрации его в пульпе в процессе флотации сульфидных и окисленных минералов тяжелых металлов.
2. Теоретическое введение
По своему назначению сернистый натрий является реагентом полифункционального действия. Основными вариантами его применения в технологии обогащения руд цветных металлов являются следующие:
1. Применение в качестве сульфидизатора окисленных минералов с целью активации их флотации.
2. Применение в качестве депрессора сульфидных минералов.
3. Применение в качестве десорбента собирателя с поверхности минералов при подготовке коллективных концентратов к разделению.
Сернистый натрий представляет собой соль сильного основания и слабой кислоты, является сильным электролитом и в водных растворах полностью распадается на ионы
Na2S→2Na+ + S2-.
Ион S2- как анион слабой сероводородной кислоты Н2S в воде гидролизуется. Гидролиз протекает в две стадии по уравнениям
S2- + Н2О→НS- + ОН- (Кг'=4·10-2);
НS- + Н2О→Н2S + ОН- (Кг''=1·10-7).
Гидролиз в основном идет по первой ступени, т.е. с образованием НS-, поскольку вторая константа гидролиза в 4·10-5 раз меньше первой. Отсюда [Na2S]≈[НS-]≈[ОН-]. Более точно концентрация ионов ОН- может быть найдена по формуле
.
Если значительное повышение величины рН при флотации незначительно, сульфидные ионы вводят в пульпу в виде гидросульфида натрия.
Активирующее действие сернистого натрия при использовании его в качестве сульфидизатора связано с образованием на поверхности окисленных минералов свинца, цинка, меди, висмута и других металлов сульфидных пленок, благоприятных для устойчивого закрепления ионов ксантогената и образования диксантогенида. Без предварительной сульфидизации окисленные минералы ксантогенатом не флотируются, даже несмотря на значительную в некоторых случаях плотность адсорбции химически закрепившегося собирателя.
Пленка сульфида на окисленном минерале не устойчива в механическом и химическом отношении. Она сравнительно легко отслаивается при перемешивании пульпы и окисляется растворенным в воде кислородом. Поэтому флотируемость сульфидизированного минерала со временем уменьшается. Для повышения извлечения применяют повторную сульфидизацию расход сернистого натрия, применяемого в качестве сульфидизатора, составляет порядка 100-300 г/т, но может быть и выше, если в пульпе в значительном количестве присутствуют поглотители сульфидных ионов - катионы металлов и шламы. Во всех случаях максимальная скорость флотации сульфидизированных минералов, в том числе и предварительно окислившихся с поверхности сульфидных минералов, потребовавших сульфидизации, соответствует оптимальной концентрации сульфидных ионов в пульпе, значение которой зависит от рН пульпы и не зависит от степени окисления руд.
При высоких значениях щелочности пульпы процесс сульфидизации окисленных минералов становится затруднительным, так как на поверхности минерала в этом случае образуется слой гидроокиси. Оптимальным условиям сульфидизации отвечает рН около 9. На скорость процесса сульфидизации влияет температура. Повышение температуры, во-первых, ускоряет гетерогенную химическую реакцию образования сульфидной пленки и, во-вторых, снижает концентрацию растворенного кислорода, что приводит к уменьшений окисления сульфидных ионов и сокращению непроизводительного расхода реагента.
При избыточной концентрации сернистого натрия его активирующее действие переходит в депрессирующее.
Депрессия сульфидов протекает в основном по второму механизму: сульфидные ионы вытесняют ксантогенатные ионы, так как растворимость сульфидов тяжелых металлов значительно меньше растворимости их ксантогенатов. Кроме того, значительная концентрация сульфидных ионов создает восстановительную среду, в которой прекращается процесс электрохимического окисления ионов ксантогената с образованием диксантогенида.
При использовании сернистого натрия в качестве депрессора сульфидных минералов и десорбента ксантогената с поверхности минералов расходы его должны быть значительно больше, от нескольких килограммов до десятка килограммов на тонну коллективного концентрата перед его селекцией. Сульфид натрия является сильным депрессором для всех сульфидов цветных, черных и редких металлов, кроме молибденита.
Сернистый натрий широко используется также для предотвращения взаимоактивации сульфидов в процессе измельчения, в частности, при обогащении медно-цинковых и свинцово-цинковых руд. При разделении цинксодержащих коллективных концентратов, (свинцово-цинковых, медно-цинковых) сернистый натрий применяют в сочетании с цинковым купоросом для образования осадков сульфида цинка, обладающих селективным депрессирующим действием на сфалерит.