Асвоіць выкарыстанне флатарэагентаў: павысіць дакладнасць вызначэння мінеральнага складу

У галіне перапрацоўкі карысных выкапняў і геалагічнага аналізу правільнае выкарыстанне флотацыйных рэагентаў мае вырашальнае значэнне для дакладнага вызначэння мінеральнага складу. Флатацыя — гэта шырока ўжывальны фізіка-хімічны працэс падзелу і ўзбагачэння мінералаў, які абапіраецца на адрозненні ў фізіка-хімічных уласцівасцях мінеральных паверхняў. Дадаючы рэагенты, можна рэгуляваць гідрафільнасць або гідрафобнасць мінеральных паверхняў, што дазваляе аддзяляць мэтавыя мінералы ад пустой пароды.

У гэтым артыкуле будзе прадстаўлены шэраг практычных парад па эксплуатацыі, якія дапамогуць лабарантам і горным інжынерам аптымізаваць працэс флотации, павышаючы дакладнасць і паўтаральнасць вынікаў выпрабаванняў.

Па-першае, давайце пачнем з асноўных тыпаў флотацыйных рэагентаў — збіральнікаў , пенаўтваральнікаў і мадыфікатараў . Кожны рэагент адыгрывае ўнікальную ролю ў працэсе флотацыі. Збіральнікі паляпшаюць гідрафобнасць мінералаў, спрыяючы іх прымацаванню да паветраных бурбалак; пенаўтваральнікі дапамагаюць стабілізаваць пласт пены, дазваляючы ўзбагачаным мінералам лёгка аддзяляцца ад суспензіі; мадыфікатары выкарыстоўваюцца для рэгулявання pH або іоннай сілы суспензіі, ствараючы аптымальныя ўмовы для флотацыі мінералаў.

З пастаянным тэхналагічным прагрэсам пашыраюцца таксама тыпы і сферы прымянення флотацыйных рэагентаў. Правільны выбар і выкарыстанне гэтых рэагентаў можа не толькі палепшыць каэфіцыенты здабычы карысных выкапняў і якасць карысных выкапняў, але і прынесці значныя перавагі з пункту гледжання аховы навакольнага асяроддзя і кантролю выдаткаў.

Як правільна выкарыстоўваць флотореагенты?

Віды рэактываў

Тыпы рэагентаў, якія выкарыстоўваюцца на флотационных заводах, залежаць ад такіх фактараў, як уласцівасці руды, тэхналагічны паток і колькасць неабходных мінеральных прадуктаў. Як правіла, яны вызначаюцца з дапамогай выпрабаванняў на селектыўнасць руды або паўпрамысловых выпрабаванняў.

Рэагенты можна ў цэлым падзяліць на тры асноўныя тыпы ў залежнасці ад іх функцый:

1. Пенаўтваральнікі: арганічныя павярхоўна-актыўныя рэчывы, якія размяркоўваюцца на мяжы вады і паветра. Яны выкарыстоўваюцца для стварэння пласта пены, які можа ўтрымліваць мінералы. Да распаўсюджаных пенаўтваральнікаў адносяцца хваёвы алей, крэзілавая кіслата і спірты.

2. Зборнікі: іх функцыя заключаецца ў захопе мэтавых мінералаў, змяняючы гідрафобнасць мінеральных паверхняў, каб дазволіць плаваючым мінеральным часцінкам прыліпаць да паветраных бурбалак. У залежнасці ад іх прыроды калектары можна падзяліць на непалярныя, аніённыя і катыённыя. Да часта выкарыстоўваных калектараў адносяцца чорныя лекі, жоўтыя лекі, белыя лекі, тоўстыя кіслоты, тоўстыя аміны і мінеральныя алеі.

3. Мадыфікатары: Да мадыфікатараў адносяцца актыватары і інгібітары, якія змяняюць уласцівасці мінеральных паверхняў, уплываючы на ​​ўзаемадзеянне паміж мінераламі і калектарамі. Да мадыфікатараў таксама адносяцца агенты, якія выкарыстоўваюцца для змены хімічных або электрахімічных уласцівасцей воднага асяроддзя, такія як рэгулятары pH і стан калектараў. Тыпы мадыфікатараў ўключаюць:

• Рэгулятары pH: вапна, карбанат натрыю, серная кіслата, дыяксід серы.

• Актыватары: сульфат медзі, сульфід натрыю.

• Інгібітары: вапна, жоўтая крывяная соль, сульфід натрыю, дыяксід серы, цыянід натрыю, сульфат цынку, дыхрамат калію, вадкае шкло, танін, растваральныя калоіды, крухмал, сінтэтычныя палімеры і г.д.

• Іншыя: змочвальныя агенты, флотацыйныя агенты, солюбілізатары і г.д.

Дазавання рэагентаў

Дазоўка рэагентаў падчас флотации павінна быць дакладнай; недастатковае або празмернае колькасць можа паўплываць на паказчыкі перапрацоўкі карысных выкапняў. Празмернае выкарыстанне таксама можа павялічыць выдаткі на апрацоўку.

Узаемасувязь паміж дазоўкай рэагента і паказчыкамі флотации:

• Недастатковая доза калектара можа прывесці да недастатковай гідрафобнасці мінералаў, што зніжае хуткасць здабычы. І наадварот, празмерная колькасць можа знізіць якасць канцэнтрату і ўскладніць аддзяленне і флотацыю.

• Недастатковая доза пенаўтваральніка можа прывесці да дрэннай стабільнасці пены, а празмерная колькасць можа выклікаць з'яву "пералівання".

• Занадта нізкая доза актыватара можа прывесці да дрэннай актывацыі, а занадта вялікая — парушыць селектыўнасць працэсу флотацыі.

• Недастатковая доза інгібітара можа знізіць якасць канцэнтрату, а празмерная колькасць можа падаўляць вывядзенне мінералаў, якія павінны плаваць, што зніжае хуткасць здабычы.

Падрыхтоўка рэагентаў

Для зручнасці дадання цвёрдыя рэагенты разводзяцца ў вадкасці. Нерастваральныя ў вадзе рэагенты, такія як жоўтае лекавае сродак, аміннае чорнае лекавы сродак, вадзяное шкло, карбанат натрыю, сульфат медзі і сульфід натрыю, варта рыхтаваць у выглядзе водных раствораў з канцэнтрацыямі ад 2% да 10%. Нерастваральныя ў вадзе рэагенты неабходна растварыць у растваральніку перад падрыхтоўкай у выглядзе воднага раствора для дабаўлення, напрыклад, некаторыя зборшчыкі амінаў, якія можна непасрэдна дадаваць, напрыклад, алей № 2, чорны медыкамент № 31 і олеінавая кіслата. Для высокарастваральных рэагентаў, якія патрабуюць значных колькасцяў, канцэнтрацыя прэпарата звычайна вагаецца ад 10% да 20%, напрыклад, сульфіду натрыю, які рыхтуецца пры 15% падчас выкарыстання. Для дрэнна растваральных рэагентаў можна выкарыстоўваць арганічныя растваральнікі для іх растварэння перад падрыхтоўкай у выглядзе раствораў нізкай канцэнтрацыі.

Выбар метаду падрыхтоўкі рэагента ў першую чаргу залежыць ад уласцівасцей рэагентаў, метаду дадання і іх функцый. Адзін і той жа рэагент можа мець значныя адрозненні ў дазоўцы і эфектах з-за розных метадаў падрыхтоўкі. Звычайна распаўсюджаныя метады падрыхтоўкі ўключаюць:

1. Прыгатаванне воднага раствора канцэнтрацыяй ад 2% да 10%: большасць водарастваральных рэагентаў рыхтуюцца такім чынам (напрыклад, жоўты лекавы прэпарат, сульфат медзі, вадкае шкло).

2. Растварэнне ў растваральніку: некаторыя нерастваральныя ў вадзе рэагенты можна раствараць у спецыяльных растваральніках. Напрыклад, белы лекавы прэпарат не растваральны ў вадзе, але можа быць раствараны ў 10–20% растворы аніліну і павінен выкарыстоўвацца пасля падрыхтоўкі змешанага раствора аніліну. Аналагічна, чорны лекавы прэпарат аніліну не растваральны ў вадзе, але можа растварацца ў шчолачным растворы гідраксіду натрыю, таму шчолачны раствор гідраксіду натрыю павінен быць падрыхтаваны спачатку перад даданнем рэагента для стварэння раствора чорнага лекавага прэпарата аніліну для флотацыі.

3. Падрыхтоўка ў выглядзе суспензіі або эмульсіі: некаторыя дрэнна растваральныя цвёрдыя рэагенты можна прыгатаваць у выглядзе эмульсій для выкарыстання. Напрыклад, вапна мае вельмі нізкую растваральнасць у вадзе, таму яе можна дробна здрабніць у парашок і змяшаць з вадой для стварэння малочнай суспензіі (напрыклад, вапнавае малако), або яе можна непасрэдна дадаць у выглядзе сухога парашка ў шаровы млын або рэзервуар для змешвання.

4. Амыленне: Для зборшчыкаў тоўстых кіслот амыленне з'яўляецца найбольш распаўсюджаным метадам. Напрыклад, пры выбары гематыту ў якасці зборшчыка выкарыстоўваецца амыленае мыла з парафіна і дзёгаць. Для амылення дзёгаць пры падрыхтоўцы рэагента неабходна дадаць каля 10% карбанату натрыю і нагрэць да атрымання гарачага мыльнага раствора для дадання.

5. Эмульгаванне: Эмульгаванне можна дасягнуць з дапамогай ультрагукавога эмульгавання або механічнага перамешвання. Пасля эмульгавання тоўстыя кіслоты і дызельнае паліва могуць палепшыць сваё рассейванне ў суспензіі, павышаючы эфектыўнасць рэагентаў. Даданне некаторых эмульгатараў можа яшчэ больш павысіць эфектыўнасць.

6. Падкісленне: пры выкарыстанні катыённых калектараў з-за іх дрэннай растваральнасці іх неабходна папярэдне апрацаваць салянай або воцатнай кіслатой, перш чым яны змогуць растварыцца ў вадзе для флотацыі.

7. Аэразольны метад: гэта новы метад падрыхтоўкі, які ўзмацняе дзеянне рэагентаў. Ён прадугледжвае выкарыстанне спецыяльнай распыляльнай прылады для аэразолізацыі рэагентаў у паветраным асяроддзі перад непасрэдным даданнем іх у флотацыйны рэзервуар, таму яго таксама называюць «метадам аэразольнай флотацыі». Гэты метад не толькі паляпшае флотацыйнасць карысных мінералаў, але і значна зніжае іх расход. Напрыклад, доза калектараў можа складаць толькі ад адной траціны да адной чвэрці ад звычайнай колькасці, а доза пенаўтваральніка — толькі адну пятую.

8. Электрахімічная апрацоўка рэагентаў: праз раствор прапускаюць пастаянны ток для хімічнай апрацоўкі флотацыйных рэагентаў, што можа змяніць стан рэагента, значэнне pH і акісляльна-аднаўленчы патэнцыял, тым самым павялічваючы канцэнтрацыю найбольш актывуючых кампанентаў рэагента, павышаючы крытычную канцэнтрацыю для ўтварэння калоідаў і паляпшаючы дысперсію маларастваральных рэагентаў у вадзе.

Як правіла, калектары і ўспеньвальнікі змешваюць на працягу 1-2 хвілін, у той час як некаторыя рэагенты, такія як біхромат калію, які выкарыстоўваецца для падаўлення свінцу пры падзеле медзі і свінцу, могуць патрабаваць больш працяглага мяшання.

Месца дадання рэагентаў

Каб максымізаваць эфектыўнасць флотационных рэагентаў, звычайна ў шаравую млын дадаюць рэгулятары, інгібітары і некаторыя калектары (напрыклад, газа), каб як мага раней стварыць адпаведнае флотационное асяроддзе. Калектары і пенаўтваральнікі ў асноўным дадаюцца ў першы бак для мяшання ў працэсе флотации. Пры наяўнасці двух ёмістасцяў для мяшання актыватар трэба дадаць у першую, а калектар і ўспеньвальнік - у другую. Пункты дадання вар'іруюцца ў залежнасці ад роляў рэагентаў у флотационной машыне. Напрыклад, медны купарвас, жоўтае лекі і хваёвы алей звычайна дадаюць у наступным парадку: медны купарвас дадаюць у цэнтр першага бака для мяшання, жоўты лекі ў цэнтр другога бака і сасновы алей на выхадзе з другога бака для мяшання. Увогуле, флотационные ўстаноўкі спачатку дадаюць рэгулятары рН, каб давесці шлам да адпаведнага рН, перш чым дазволіць зборшчыку і інгібітару працаваць больш эфектыўна. Пры даданні рэагентаў вельмі важна ведаць аб тым, што некаторыя шкодныя іёны выклікаюць неэфектыўнасць рэагентаў. Напрыклад, іёны медзі, якія рэагуюць з гідрыд-іёнамі, могуць прывесці да неэфектыўнасці гідрыдаў. Пры падзеле серы і медзі, калі ў ёмістасці для мяшання шмат іёнаў медзі, цыянід не варта дадаваць у ёмістасць для мяшання, а непасрэдна ў працэсе сепарацыйнай флотацыі.

Загад на даданне рэагентаў

Тыповы парадак дадання рэагентаў на флотационных устаноўках наступны: для флотации сырых руд гэта павінны быць рэгулятары pH, інгібітары або актыватары, пенообразователи і зборшчыкі; для мінералаў, якія былі інгібіраваны падчас флотацыі, парадак актыватараў, калектараў і пенаўтваральнікаў.

Метады дадання рэагентаў

Звычайна існуе два метады дабаўлення рэагентаў: цэнтралізаванае даданне і дысперснае даданне. Выбар метаду дабаўлення павінен улічваць як тыпы рэагентаў, так і дзеянне рэагентаў.

1. Цэнтралізаванае даданне: большасць рэагентаў дадаюцца цэнтралізавана; напрыклад, калектары, актыватары і інгібітары дадаюцца ў ёмістасці для перамешвання.

2. Дысперснае даданне: Некаторыя рэагенты можна дадаваць непасрэдна ў флотацыйны бак, што часта ўжываецца для рэагентаў, якія з'яўляюцца лятучымі або адчувальнымі да іншых рэагентаў. Напрыклад, калі флотацыйныя рэагенты аказваюць шкодны ўплыў адзін на аднаго (напрыклад, негатыўны ўплыў лішку сульфіду натрыю на актываваную флотацыю), рэагенты можна дадаваць непасрэдна ў флотацыйную машыну.

Conclusion

Шляхам правільнага выбару, падрыхтоўкі, дазоўкі і дадання флотационных рэагентаў можна аптымізаваць апрацоўку карысных выкапняў і геалагічны аналіз, павышаючы дакладнасць і эфектыўнасць выпрабаванняў і аналізаў. Гэтыя аператыўныя парады накіраваны на тое, каб дапамагчы лабарантам і горным інжынерам лепш выкарыстоўваць флотационные рэагенты, што прывядзе да павышэння эфектыўнасці працы і больш надзейных вынікаў.