Флотация это способ обогащения руды

Обогащение руд флотацией

Сущность флотации состоит в следующем. После добавления в пульпу тонкоизмельченной руды соответствующих флотационных реагентов через нее при энергичном перемешивании продувается воздух. Мелкие пузырьки воздуха, распределенные по всему объему пульпы, прикрепляются к зернам тех минералов, которые под действием реагентов стали трудно смачиваться водой. Всплывая на поверхность пульпы, пузырьки воздуха выносят с собой прикрепившиеся к ним частицы минералов. Само название процесса произошло от английского слова flotation — плавание, всплывание.

Флотационные реагенты, образующие на зернах некоторых минералов пленки, трудно смачиваемые водой, называются собирателями; они представляют собой высокомолекулярные органические соединения, например, соли ксантогеновой кислоты — ксантогенаты, карбоновые кислоты и их соли и другие органические вещества. Собиратели действуют с образованием трудно смачиваемых поверхностных пленок только на минералы с определенным химическим составом и кристаллической структурой. К частицам минералов, не поддающимся действию собирателя, не прикрепляются при флотации пузырьки воздуха, поэтому такие частицы не могут всплыть и остаются в пульпе.

При флотации применяют также реагенты — пенообразователи, благодаря действию которых на поверхности пульпы образуется устойчивая пена, способная удержать в себе частицы поднятых из пульпы минералов. Действие пенообразователей сводится к понижению ими поверхностного натяжения воды. В качестве пенообразователей используют различные органические вещества, например, мыла, масла и смолы.

Расход флотационных реагентов — собирателей и пенообразователей — очень невелик, он не превышает 50—300 г на 1 г руды. Объясняется это тем, что собиратели и пенообразователи — поверхностно активные вещества; они сорбируются на границах раздела воды с минералами и пузырьками воздуха, вследствие чего при малой концентрации в пульпе концентрация этих реагентов на границах раздела фаз может быть значительной.

Минералы, родственные по химическому составу, например, сульфиды меди, свинца, железа, обладают почти одинаковой способностью взаимодействовать с собирателями, поэтому при флотации руды, содержащей несколько сульфидных минералов, все они могут переходить в пену. Для подавления флотируемости одного из минералов применяют реагенты — депрессоры, которыми обычно служат различные неорганические вещества, образующие на поверхности частиц одного из минералов пленки, не способные взаимодействовать с собирателем. Такие пленки образуются в результате химической реакции депрессора с поверхностным слоем частиц минерала. Под действием депрессора один из минералов теряет способность флотироваться, в то время как другие родственные ему минералы, не реагирующие с депрессором, переходят в пену.

После перевода в пену одного из родственных минералов может быть отфлотирован и ранее подавленный его спутник. Для этого в пульпу вводят новый флотационный реагент — активатор, обычно представляющий собой также растворимое в воде неорганическое вещество. В результате действия активатора ранее подавленный минерал вновь приобретает способность флотироваться. Активатор либо разрушает поверхностную пленку, созданную депрессором, либо изменяет состав этой пленки так, что на нее начинает действовать собиратель.

В качестве примера селективной флотации можно привести обогащение свинцово-цинковой руды. Эта руда содержит свинцовый блеск PbS, сфалерит ZnS и пустую породу, состоящую из пирита FeS2, кварца SiO2 и других минералов. В пульпу измельченной руды добавляют депрессоры сфалерита: цианистый натрий и цинковый купорос; на поверхности зерен последнего образуется пленка цианистого цинка, поверхность зерен галенита при этом не изменяется. После этого в пульпу добавляют собиратель, пенообразователь и проводят флотацию, при которой в пену переходит свинцовый блеск, а сфалерит остается в пульпе. После снятия пены свинцового концентрата сфалерит активируют, для чего добавляют небольшое количество сернокислой меди. Поверхность частиц сфалерита при этом вновь изменяется: она покрывается пленкой сернистой меди, легко

воспринимающей действие собирателя. При повторной флотации в пену переходит сфалерит и с поверхности пульпы снимается цинковый концентрат. В пульпе после второй флотации остаются минералы пустой породы, не представляющие ценности, т. е. хвосты, которые отбрасывают.

В некоторых случаях при первой флотации подавитель не применяют, тогда в пену переходят совместно свинцовый блеск и сфалерит; получается коллективный свинцово-цинковый концентрат. Снятый с поверхности пульпы коллективный концентрат при добавлении воды превращается в новую пульпу, которая повторно флотируется. При повторной флотации в результате добавления депрессора флотируется только свинцовый блеск. В полученной пене содержится свинцовый концентрат, а в пульпе после флотации остается цинковый концентрат.

Флотационный метод широко применяется для обогащения самых разнообразных руд, в том числе для многих руд цветных металлов. Флотация проводится в кислой или щелочной среде, последнюю обычно создают, добавляя в пульпу известь.

Применяемые для флотации флотационные машины в производственных условиях работают непрерывно — исходная пульпа руды непрерывно подается в машину, а из машины выходит пенный продукт и пульпа хвостов.

По способу перемешивания пульпы с воздухом различают машины пневматические и механические.

Механические флотационные машины имеют ванну прямоугольного сечения, разделенную поперечными перегородками на ряд камер (до 16, рис. 38).

Пульпа подается через коробку 1 по трубе 2 в первую камеру машины. Здесь она попадает на быстро вращающуюся мешалку 3, закрытую сверху диском 4. Мешалка, представляющая собой колесо с лопатками из твердой стали, вращается со скоростью 275—600 об/мин. и засасывает при этом в пульпу воздух из трубы 5, сообщаемой с атмосферой через отверстие 6.

Перемешанная с мелкораздробленными пузырьками воздуха пульпа поднимается в зону спокойного отстаивания, находящуюся выше решетки 8.

Из первой камеры пульпа поступает в промежуточную коробку через порог 9. Так она последовательно проходит через все камеры машины; из последней камеры непрерывно выпускается пульпа хвостов. Всплывшая пена сбрасывается с поверхности пульпы лопатками пеногона 7.

Если необходимо пенный продукт флотировать вторично, то пену отводят в желоб 10, откуда она может быть снова направлена на флотацию по трубам 11.

Механические флотационные машины наиболее распространены на современных обогатительных фабриках.

Технологические схемы флотационных процессов бывают весьма сложными даже при выделении из руды одного минерала. Еще более сложны схемы селективной флотации, предусматривающие иногда получение из руды двух-трех концентратов. На рис. 39 в качестве примера приведена упрощенная схема простой флотации, а на рис. 40 — схема селективной флотации.

Основные технологические показатели флотации — это степень извлечения металла в концентрат и качество концентрата, определяемое содержанием (%) в нем извлекаемого металла и примесей. Извлечение при флотации колеблется в широких пределах и зависит от многих факторов (главным образом от индивидуальных особенностей данной руды), В отдельных случаях в концентрат извлекается до 90—98% нужного металла.

Источник

Флотация это способ обогащения руды

Добываемые руды цветных металлов, как правило, бедные и большую их часть составляет пустая порода. Одним из основных способов обогащения руды является флотация. Метод основанный в различии в смачиваемости частиц.

Флотацией называют один из методов обогащения полезных ископаемых, который основан на различной способности элементов удерживаться на межфазовой поверхности (поверхности раздела двух сред), обусловленной различием в удельных поверхностных энергиях. В силу таких различительных свойств, частицы элементов полезных ископаемых подразделяют на два вида:

1. Гидрофобные – это частицы, которые плохо смачиваются водой, то есть стремятся избежать контакта с ней. Пример проявления свойств гидрофобности является то, как ведет себя вода, собравшаяся на листьях деревьев или траве (Рис. 1.). Вода при этом принимает округлую форму и остается неподвижной, то есть не растекается, как это происходит обычно. Аналогично происходит и с частицами полезных ископаемых и руд, прошедших процессы дробления и измельчения. Эти частицы, зачастую находящиеся в жидких растворах, проявляют свои гидрофобные свойства стремясь соединиться с молекулами воздуха или других газов, для того чтобы всплыть на поверхность и уменьшить свою энергию.
2. Гидрофильные – частицы, которые хорошо смачиваются водой, находясь в растворах и суспензиях.

Таких образом, гидрофобные частицы стремятся соединиться с молекулами воздуха, а точнее, с пузырьками воздуха, для того чтобы всплыть на поверхность – это свойство и используется в разделении компонентов полезных ископаемых. Однако, в качестве процесса, посредством которого гидрофобные частицы могут избавиться от излишней энергии, может быть не только прилипание к пузырькам воздуха. Аналогичными свойствами обладают и различные масла. Масло, налитое в стакан с водой всплывет на поверхность, потому что, масло также является гидрофобным соединением.

Обогащение руды флотацией

Методы флотации различают по тому, какая граница раздела создана для разделения компонентов руды. Различают:

1. Масляная флотация. Смешивание измельченной руды с маслом и водой, впоследствии чего сульфидные минералы, которые плохо смачиваются водой, всплывают на поверхность.
2. Пенная флотация . Флотация, при которой через смесь частиц с водой пропускают пузырьки воздуха, в последствии чего, на поверхности образуется пена, насыщенная флотируемыми компонентами. Эту пену затем отделяют от жидкости после чего подвергают сушке.

Для проведения пенной флотации руда должны быть измельчена до 0.1-0.2 мм.

Однако, не все ценные компоненты руды имеют достаточную гидрофобность для извлечения. И наоборот, элементы пустой породы могут обладать более выраженной гидрофобностью в отличии от ценных компонентов руды. Для этого существуют специальные химические соединения, называемые реагентами. Реагенты – это вещества, повышающие либо понижающие гидрофобные/гидрофильные свойства частиц. В зависимости от свойств реагенты подразделяются на следующие категории:

1. Собиратели – это вещества, которые сорбируются на поверхности металла, который необходимо извлечь из раствора (перевести в пену).
2. Регуляторы — имеют противоположное действие и наоборот увеличивают гидрофильные свойства отдельных частиц, в результате чего, последние становятся не способными к флотации.
3. Пенообразователи придают устойчивость минерализированным пенам.
4. Реагенты-активаторы — это реагенты, создающие условия, благоприятствующие закреплению собирателей на поверхности минералов.
5. Реагенты-депрессоры — это реагенты, применяемые для предотвращения гидрофобизации минералов собирателями. Они предназначены для повышения избирательности (селективности) флотации при разделении минералов, обладающих близкими флотационными свойствами.

Флотационные реагенты являются дорогостоящим сырьем. Для автоматического управления реагентного режима процесса флотации требуется в режиме реального времени определять количественное содержание различных элементов в пульпе. Для этих задач используется поточный рентгенофлуоресцентный анализатор АРП-1Ц , способный определять в пульпопроводе концентрацию элементов от Ca до U.

Процессы флотации имеют очень важную роль в обогащении руд различных элементов. Наибольшей эффективностью обладает пенная флотация, вследствие чего она получила наибольшее распространение.

Перед флотационным обогащением — руду измельчают в специальных мельницах, превращая руду в шихту, которая состоит из частиц ценной руды и пустой породы. Для качественного проведения процесса флотации необходимо выбрать степень измельчения, которые обеспечивают достаточно полное разделение минералов. Лучше всего флотацией разделяются зёрна размером 0,1-0,04 мм. Более мелкие частицы разделяются хуже, а частицы мельче 5 мк ухудшают флотацию более крупных частиц. Отрицательное действие частиц микронных размеров уменьшается специфическими реагентами. Крупные (1-3 мм) частицы при флотации отрываются от пузырьков и не флотируются.

На первом этапе флотации в смесительной камере измельченная руда смешивается с водой, образуя пульпу (смесь частичек руды и пустой породы в воде). Одновременно в камеру добавляется флотационный реагент, который смачивает только частички ценной руды, но не пустой породы.

Источник

Флотация как способ обогащения

Флотация представляет собой метод обогащения полезных ископаемых на промышленных предприятиях. Этот способ основан на способности одних частиц – гидрофильных — легко смачиваться жидкостью и отделяться от других частиц – гидрофобных. Процесс происходит в жидкой среде, которая аэрируется воздухом или в которую вводятся капельки масла.

Разделение руды на элементы происходит на границе двух разных средств. Во флотационной установке гидрофобные частички прилипают к пузырькам газа или масла и поднимаются на поверхность, в то время как гидрофильные элементы оседают на дне емкости. Этот процесс имеет высокую эффективность и экономичность.

Полная автоматизация позволяет уменьшить себестоимость технологических операций на обогатительной фабрике и в гидрометаллургии.

Более подробно о том, что это такое – флотация, а также в каких сферах она используется, читайте далее.

Методы флотации

В зависимости от того, каким образом создается межфазная граница между средами, используются четыре разных способа флотации:

• Масляная. Используется для добычи сульфидных минералов, которые смачиваются в руде маслом и всплывают на поверхность воды, в то время как порода оседает вниз.
• Пленочная. Принцип работы этого оборудования основан на способности мелких гидрофобных частиц удерживаться на поверхности воды.
• Пенная. В установках через смесь руды в воде пропускаются маленькие пузырьки воздуха, которые всплывают на поверхность и собираются с нее. Помимо воды, в качестве флотационной жидкости могут использоваться другие вещества.
• Электрофлотация. Всплытие на поверхность жидкости частиц осуществляется за счет выделения электролитических газов в жидкости.

Где применяется флотация

Благодаря универсальности и эффективности метода технология флотации используется при добыче таких полезных ископаемых6

• Серы;
• Золота (обработка золотосодержащих руд);
• Угля (обогащение угольных шламов);
• Железных руд;
• Меди (обогащение медной руды).

Способы использования флотационных устройств

Рассматриваемая обогатительная технология в зависимости от типа используемого устройства позволяет решить несколько различны задач:

1. Получение концентрата полезного ископаемого из руды, в которой содержится минимальное количество металла. Таким образом производится добыча меди, золота, титана, графита, песка для производства стекла и известняка для изготовления цемента.
2. Разделение пульпы на несколько компонентов, которые затем используются для производства. Таким образом сортируют руду и выделяют из нее несколько разных видов полезных ископаемых.

Помимо перечисленных задач, флотационные устройства могут применяться для выделения солей из перенасыщенного раствора, для очистки каучука естественного происхождения от посторонних примесей, а также очистки бытовых и промышленных канализационных стоков.

Разновидности оборудования

Для обогащения руд методом флотации используются такие типы и виды оборудования:

• Механические установки – перемешивание пульпы, а также диспергирование воздуха производится с помощью импеллера. Он создает водяной вихрь, который распределяет засасываемый воздух на пузырьки.
• Пневматическое оборудование – насыщение воды воздухом производится с помощью аэраторов. Для разделения на пузырьки воздушный поток пропускается сквозь поры.
• Комбинированное – В этом случае воздух распределяется на пузырьки с помощью сит, а перемешивание обрабатываемого материала и распределение пузырьков по емкости осуществляется с помощью импеллера.

При покупке оборудования необходимо обращать внимание на объем камеры, пропускную способность установки, мощность привода импеллера, удельный расход воздуха и другие характеристики.

Источник