Література.

1. Бережний М.М.,Мовчан В.П., Збагачення та окускування сировини: Монографія. -Харків: 000 «Видавництво ІСП», - 2000.- 365 с.

2. Білецький В. С, Смирнов В.О. Переробка і якість корисних копалин: Посібник. -Донецьк: Східний видавничий дім, 2005. - 324 с.

3. Бедрань Н.Г., Скоробогатова Л. М. Переработка и качество полезних ископаемых: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1986.- 272 с.

 

 

Практичне заняття №7

Тема: Вивчення процесу флотації

Час, що потрібен для виконання роботи-4 години.

Мета роботи:вивчення будови і принципу дії лабораторної механічної флотаційної машини 237 ФЛ-А , освоєння методики проведення флотаційних дослідів

і флотація марганцевих шламів

 

Флотаційний метод збагачення грунтується на використанні різниці в природній чи штучно створеній змочуваності поверхні мінералів. При цьому проявляється різниця в здатності утримуватись на межі розділення фаз: твердої (Т), рідкої (Р) та газоподібної (Г). Різна здатність мінералів утримуватись на міжфазній поверхні визначається різним значенням їх питомої поверхневої енергії, залежної від хімічного складу та будови кристалічної решітки мінералів.

Флотація здійснюється у водному середовищі і широко застосо­вується для збагачення тонкомелених (до крупності менше 0,5 мм) найрізноманітніших корисних копалин. Флотаційна здатність мінералів, тобто степінь змочуваності мінералів водою, можна змінювати штучно, оброблюючи їх поверхню флотаційними реагентами. Флотаційні реагенти— речовини, здатні вибірково адсорбувати на поверхні мінералів свої молекули і зменшу­вати або збільшувати їх змочуваність.

Питома поверхнева енергія залежить також від полярностей дотичних фаз, тобто різниці в інтенсивності діючих в них молекулярних сил. Мірою полярності фази можуть бути такі властивості її, як дипольний момент молекул, внутрішній тиск, діелектрична стала. Чим більша різниця в полярності дотичних фаз, тим більше питома поверхнева енергія на межі цих фаз.

При дотиканні мінералу з водою характер взаємодії полярних молекул води та молекул поверхневого шару мінералу може бути різним. Якщо сила притягання між молекулами мінералу і води більша, ніж сила притягання між молекулами води, то здійснюється змочування поверхні мінералу водою (гідратація). В цьому випадку крапля води вільно розтікається по поверхні мінералу та легко витісняє з поверхні повітря .

Якщо сили притягання між молекулами води і мінералу менше ніж сили притягання між молекулами води, то поверхня мінералу не змочується водою. В цьому випадку крапля води на поверхні мінералу витісняється повітрям і зберігає майже кулеподібну форму .

Всі природні мінерали значно різняться по здатності до гідратації. Вони бувають легко змочуваними, або гідрофільними, погано змочуваними, або гідрофобними, та проміжними. До перших належать кварц, кальцит, магнетит, золото та інші, до других — сірка, галеніт, молібденіт, графіт, тальк та інші, до третіх — гематит, пірит та інші мінерали.

Чим слабші та менше зкомпенсовані зв'язки на поверхні мінералу, тим сильніше молекула води притягується до твердої поверхні, тим гідрофільніша та більше гідратована поверхня мінералу. На добре змочуваній поверхні молекули води утворюють упорядковані гідратні шари, товщина яких досягає 0,1 мкм.

Флотуємість мінералів обумовлюється ступінем змочуваності (гідрофобністю) їх поверхні, тобто адсорбційною здатністю до молекул води.

Для проведення процесу флотації необхідно посилити різницю у змочуваності, увівши в пульпу відповідні хімічні речовини,які називаються реагентами. В залежності від призначення флотаційні реагенти класифікують наступним чином:

1.3бирачі або колектори- представляють собою органічні сполуки, вибірково діючі на поверхню частинок певних мінералів і гідрофобізуючих її.

2.Спінювачі — поверхнево-активні органічні речовини, які, концентруючись на поверхні розділу «рідина-газ», сприяють збереженню повітряних бульбашок у дисперсному стані, запобігають їх злиттю (коалесценції) та збільшують міцність піни.

3. Активатори — неорганічні реагенти,що сприяють закріпленню збирача на поверхні мінералу.

4. Придушувачі (депресори) — речовини,що зменшують флотуемість (збільшують змочуваність) тих мінералів, вилучення яких у пінний продукт в цю мить небажане. Більшість реагентів- депресорів є неорганічними сполуками —електролітами та застосовуються для підвищення вибірковості (селективності) флотації при розділенні мінералів, близьких за своїми флотаційними властивостями.

5. Регулятори середовища — флотаційні реагенти,що застосовуються для регулювання взаємодії збирачів, депресорів та активаторів з мінералами та створення рН середовища (кислотності чи лужності),внаслідок чого підвищується вибірковість (селективність) флотаційного процесу.

Більшість реагентів-збирачів — це гетерополярні та аполярні речовини. Найбільше розповсюджені при флотації руд гетерополярні збирачі. Молекули гетерополярних збирачів мають складну асиметричну структуру, складену з двох частин, відмінних фІзико-хімічними властивостями, — неполярної (аполярної) та полярної, Такі реагенти відносяться до іоногенних, тобто дисоціюючих на іони. В залежності від того, який вид іонів закріплюється на мінералі та викликає його гідрофобізацію, розрізняють аніонні чи катіонні іоногенні збирачі.

В основу вибору селективних гетерополярних збирачів покладено здатність полярної частини їх молекул вступати в хімічну та фізичну взаємодію з іонами поверхневого шару мінералу.

У аніонних збирачів з поверхнею мінералу реагують аніони.

Катіонні збирачі є реагенти іоногенного типу, в яких гідрофобізуючим іоном є катіон.

Аполярні збирачі належать до неіоногенних збирачів, погано розчинних у воді. Вони представляють собою органічні рідини, складені з вуглеводів різних гомологічних рядів, одержуваних з нафти. Ці реагенти не мають у складі молекул солідофільної групи і тому не мають можливості хімічно закріплюватись на поверхні мінералів. Закріплення їх здійснюється за рахунок фізичної адсорбції.

Реагенти-піноутворювачі представляють собою гетерополярні органічні речовини, здатні адсорбуватись на поверхні розділу фаз «вода-повітря». Орієнтуючись своєю полярною групою до води, а неполярною — до повітря, вони підвищують стійкість гідратних шарів оболонок бульбашок повітря.

Одні й ті реагенти можуть бути акти­ваторами, депресорами та регуляторами рН середовища.