Флотациялық реагенттерді қолдануды меңгеру: минералды құрамды анықтау дәлдігін арттыру

Минералды өңдеу және геологиялық талдау салаларында флотациялық реагенттерді дұрыс пайдалану минералды құрамдарды дәл анықтау үшін өте маңызды. Флотация - минералды бөлу және байыту үшін кеңінен қолданылатын физика-химиялық процесс, ол минералды беттердің физика-химиялық қасиеттеріндегі айырмашылықтарға негізделген. Реагенттерді қосу арқылы минералды беттердің гидрофильділігін немесе гидрофобтығын реттеуге болады, бұл мақсатты минералдарды гангтан бөлуге мүмкіндік береді.

Бұл мақалада зертханашылар мен тау-кен инженерлеріне флотация процесін оңтайландыруға, сынақ нәтижелерінің дәлдігі мен қайталанушылығын жақсартуға көмектесетін практикалық операциялық кеңестер жинағы енгізіледі.

Алдымен флотациялық реагенттердің негізгі түрлерінен бастайық — коллекторлар , көбіктендірушілер және модификаторлар . Әрбір реагент флотация процесінде ерекше рөл атқарады. Коллекторлар минералдардың гидрофобтығын арттырады, олардың ауа көпіршіктеріне жабысуын жақсартады; көбіктендірушілер көбік қабатын тұрақтандыруға көмектеседі, бұл байытылған минералдардың суспензиядан оңай бөлінуіне мүмкіндік береді; модификаторлар суспензияның рН немесе иондық беріктігін реттеу үшін қолданылады, бұл минералдардың флотациясы үшін оңтайлы жағдайлар жасайды.

Технологиялық жетістіктердің үздіксіз дамуымен флотациялық реагенттердің түрлері мен қолданылуы да кеңеюде. Бұл реагенттерді дұрыс таңдау және пайдалану минералды алу жылдамдығы мен сұрыптарын жақсартумен қатар, қоршаған ортаны қорғау және шығындарды бақылау тұрғысынан айтарлықтай пайда әкелуі мүмкін.

Флотациялық реагенттерді қалай дұрыс қолдануға болады?

Реагенттердің түрлері

Флотациялық қондырғыларда қолданылатын реагенттердің түрлері руданың қасиеттері, технологиялық ағыны және қажетті минералды өнімдердің саны сияқты факторларға байланысты. Әдетте, олар кенді селективтілік сынақтары немесе жартылай өнеркәсіптік сынақтар арқылы анықталады.

Атқаратын қызметіне қарай реагенттерді үш негізгі түрге бөлуге болады:

1. Көбіктендірушілер: Су-ауа шекарасында таралатын органикалық беттік белсенді заттар. Олар минералдарды қалқыта алатын көбік қабатын жасау үшін қолданылады. Кең таралған көбіктендірушілерге қарағай майы, кресил қышқылы және спирттер жатады.

2. Коллекторлар: Олардың қызметі - нысана минералдарын ұстап алу, қалқымалы минералды бөлшектердің ауа көпіршіктеріне жабысуына мүмкіндік беру үшін минералды беттердің гидрофобтығын өзгерту. Олардың табиғатына байланысты коллекторларды полярлы емес коллекторлар, анионды коллекторлар және катионды коллекторлар деп бөлуге болады. Жиі қолданылатын коллекторларға қара дәрі, сары дәрі, ақ дәрі, май қышқылдары, майлы аминдер және минералды майлар жатады.

3. Модификаторлар: Модификаторларға минералды беттердің қасиеттерін өзгертетін, минералдар мен коллекторлар арасындағы өзара әрекеттесуге әсер ететін активаторлар мен ингибиторлар кіреді. Модификаторларға сондай-ақ сулы ортаның химиялық немесе электрохимиялық қасиеттерін өзгерту үшін қолданылатын агенттер, мысалы, рН реттегіштері және коллекторлардың күйі кіреді. Модификаторлардың түрлеріне мыналар жатады:

• рН реттегіштері: әк, натрий карбонаты, күкірт қышқылы, күкірт диоксиді.

• Белсенді заттар: мыс сульфаты, натрий сульфиді.

• Ингибиторлар: әк, сары қан тұзы, натрий сульфиді, күкірт диоксиді, натрий цианиді, мырыш сульфаты, калий дихроматы, су шынысы, танин, еритін коллоидтар, крахмал, синтетикалық полимерлер және т.б.

• Басқалары: ылғалдандырғыштар, флотациялық агенттер, еріткіштер және т.б.

Реагент дозасы

Флотация кезінде реагенттердің дозасы нақты болуы керек; жеткіліксіз немесе артық мөлшер пайдалы қазбаларды өңдеу көрсеткіштеріне әсер етуі мүмкін. Шамадан тыс пайдалану өңдеу шығындарын да арттыруы мүмкін.

Реагент дозасы мен флотация көрсеткіштері арасындағы байланыс:

• Коллекторлық мөлшерлеменің жеткіліксіздігі минералдардың гидрофобтылығының жеткіліксіздігіне әкеліп соғуы мүмкін, бұл қалпына келтіру жылдамдығын төмендетеді. Керісінше, шамадан тыс мөлшер концентраттың сапасын төмендетіп, бөлу флотациясын қиындатуы мүмкін.

• Көбіктегіштің жеткіліксіз мөлшері көбіктің тұрақтылығының төмендеуіне әкелуі мүмкін, ал шамадан тыс мөлшері «толып кету» құбылысын тудыруы мүмкін.

• Активатордың тым аз мөлшері белсенділіктің нашарлауына әкелуі мүмкін, ал тым көп мөлшерде болуы флотация процесінің селективтілігін бұзуы мүмкін.

• Ингибитордың жеткіліксіз мөлшері концентраттың сұрыптылығын төмендетуі мүмкін, ал шамадан тыс мөлшері қалқып жүруі керек минералдарды басып, қалпына келтіру жылдамдығын төмендетуі мүмкін.

Реагенттерді дайындау

Қатты реагенттер оңай қосу үшін сұйықтықтарға сұйылтылады. Суда ерімейтін реагенттер, мысалы, сары дәрі, қара аминді дәрі, су шыны, натрий карбонаты, мыс сульфаты және натрий сульфиді концентрациясы 2%-дан 10%-ға дейін болатын сулы ерітінділер түрінде дайындалуы керек. Суда ерімейтін реагенттерді қосу үшін су ерітіндісі ретінде дайындау алдында еріткіште еріту керек, мысалы, №2 май, №31 қара дәрі және олеин қышқылы сияқты тікелей қосуға болатын кейбір амин жинағыштар. Елеулі мөлшерлерді қажет ететін жоғары еритін реагенттер үшін препарат концентрациясы әдетте 10%-дан 20%-ға дейін ауытқиды, мысалы, пайдалану кезінде 15%-да дайындалатын натрий сульфиді. Нашар еритін реагенттер үшін оларды концентраты төмен ерітінділер ретінде дайындамас бұрын оларды еріту үшін органикалық еріткіштерді қолдануға болады.

Реагент дайындау әдісін таңдау ең алдымен реагенттердің қасиеттеріне, қосу әдісіне және олардың функцияларына байланысты. Әртүрлі дайындау әдістеріне байланысты бірдей реагенттің дозасы мен әсерлері айтарлықтай айырмашылықтарға ие болуы мүмкін. Әдетте, кең таралған дайындау әдістеріне мыналар жатады:

1. 2%-дан 10%-ға дейінгі сулы ерітіндіні дайындау: Суда еритін реагенттердің көпшілігі осылай дайындалады (мысалы, сары дәрі, мыс сульфаты, су стақаны).

2. Еріткіште еріту: Кейбір суда ерімейтін реагенттерді арнайы еріткіштерде ерітуге болады. Мысалы, ақ дәрі суда ерімейді, бірақ 10%-дан 20%-ға дейінгі анилин ерітіндісінде ерітуге болады және анилин аралас ерітіндісін дайындағаннан кейін қолданылуы керек. Сол сияқты, анилин қара дәрісі суда ерімейді, бірақ натрий гидроксиді сілтілі ерітіндісінде еруі мүмкін, сондықтан флотация үшін анилин қара дәрі ерітіндісін жасау үшін реагентті қоспас бұрын алдымен сілтілі натрий гидроксиді ерітіндісін дайындау керек.

3. Суспензия немесе эмульсия ретінде дайындау: Кейбір нашар еритін қатты реагенттер үшін оларды қолдануға арналған эмульсиялар ретінде дайындауға болады. Мысалы, әктің суда ерігіштігі өте төмен, сондықтан оны ұсақтап ұнтаққа айналдырып, сүтті суспензия (мысалы, әк сүті) жасау үшін сумен араластыруға немесе оны құрғақ ұнтақ түрінде шарлы диірменге немесе араластырғыш ыдысқа тікелей қосуға болады.

4. Сабындандыру: Май қышқылдарын жинаушылар үшін сабындандыру ең көп таралған әдіс болып табылады. Мысалы, гематитті таңдаған кезде, парафин мен шайыр майының сабындандырылған сабыны жинаушы ретінде қолданылады. Шайыр майын сабындандыру үшін реагентті дайындаған кезде шамамен 10% натрий карбонатын қосып, қосу үшін ыстық сабын ерітіндісін жасау үшін қыздыру керек.

5. Эмульсиялау: Эмульсиялауды ультрадыбыстық эмульсиялау немесе механикалық араластыру арқылы жүзеге асыруға болады. Эмульсиялаудан кейін май қышқылдары мен дизель отыны суспензиядағы дисперсиясын жақсарта алады, бұл реагенттердің тиімділігін арттырады. Кейбір эмульсиялау агенттерін қосу тиімділікті одан әрі арттыра алады.

6. Қышқылдандыру: Катионды коллекторларды пайдаланған кезде, олардың ерігіштігі нашар болғандықтан, флотация үшін суда ерімес бұрын оларды тұз қышқылымен немесе сірке қышқылымен алдын ала өңдеу керек.

7. Аэрозоль әдісі: Бұл реагенттердің әсерін күшейтетін жаңа дайындау әдісі. Ол реагенттерді флотациялық резервуарға тікелей қоспас бұрын ауа ортасында аэрозольдеу үшін арнайы бүрку құрылғысын пайдалануды қамтиды, сондықтан оны «аэрозольдік флотация әдісі» деп те атайды. Бұл әдіс пайдалы минералдардың қалқымалылығын жақсартып қана қоймай, реагенттерді пайдалануды айтарлықтай азайтады. Мысалы, коллекторлардың дозасы әдеттегі мөлшердің тек үштен бірінен төрттен біріне дейін, ал көбікті ...

8. Реагенттерді электрохимиялық өңдеу: Флотациялық реагенттерді химиялық өңдеу үшін ерітінді арқылы тұрақты ток өткізіледі, бұл реагенттің күйін, рН мәнін және тотығу-тотықсыздану потенциалын өзгерте алады, осылайша ең белсенді реагент компоненттерінің концентрациясын арттырады, коллоидтардың түзілуі үшін маңызды концентрацияны арттырады және суда нашар еритін реагенттердің дисперсиясын жақсартады.

Әдетте, коллекторлар мен көпірткіштер 1-2 минут бойы араластырылады, ал кейбір реагенттер, мысалы, мыс-қорғасынды бөлу кезінде қорғасынды басу үшін қолданылатын калий бихроматы, ұзағырақ араластыруды қажет етуі мүмкін.

Реагент қосу орны

Флотациялық реагенттердің тиімділігін арттыру үшін жалпы тәжірибе қолайлы флотация ортасын мүмкіндігінше ертерек жасау үшін шар диірменіне реттеу агенттерін, ингибиторларды және кейбір коллекторларды (мысалы, керосин) қосу болып табылады. Коллекторлар мен көпірткіштер негізінен флотация процесінің бірінші араластырғыш ыдысына қосылады. Екі араластырғыш резервуар болса, активаторды бірінші резервуарға, ал екінші резервуарға коллектор мен көпірткіш қосу керек. Қосу нүктелері флотациялық машинадағы реагенттердің рөлдеріне байланысты өзгереді. Мысалы, мыс сульфаты, сары дәрі және қарағай майы әдетте келесі ретпен қосылады: мыс сульфаты бірінші араластырғыш ыдыстың ортасына, сары дәрі екінші резервуардың ортасына және қарағай майы екінші араластырғыштың шығысына қосылады. Жалпы алғанда, флотациялық қондырғылар коллектор мен ингибитордың тиімдірек жұмыс істеуіне мүмкіндік бермес бұрын, суспензияны тиісті рН мәніне жеткізу үшін алдымен рН реттегіштерін қосады. Реагенттерді қосқанда, реагент тиімсіздігін тудыратын белгілі бір зиянды иондар мәселесін білу қажет. Мысалы, гидрид иондарымен әрекеттесетін мыс иондары гидридтердің тиімсіздігіне әкелуі мүмкін. Мыс пен күкіртті бөлу кезінде, егер араластырғыш ыдыста мыс иондары көп болса, цианидті араластырғыш ыдысқа қоспау керек, бірақ бөлу флотация процесінде тікелей қосылуы керек.

Реагент қосу тәртібі

Флотациялық қондырғыларда реагенттерді қосудың типтік тәртібі келесідей: шикі кендерді флотациялау үшін ол рН реттегіштер, ингибиторлар немесе активаторлар, көпірткіштер және коллекторлар болуы керек; флотация кезінде тежелген минералдар үшін активаторлар, коллекторлар және көпірткіштер тәртібі болып табылады.

Реагенттерді қосу әдістері

Реагенттерді қосудың әдетте екі әдісі бар: орталықтандырылған қосу және дисперстік қосу. Қосу әдісін таңдауда реагент түрлерін де, реагенттердің әрекетін де ескеру қажет.

1. Орталықтандырылған қосу: Көптеген реагенттер орталықтандырылған түрде қосылады; мысалы, коллекторлар, активаторлар және ингибиторлар араластырғыш бактарға қосылады.

2. Дисперсті қосу: Кейбір реагенттерді тікелей флотациялық резервуарға қосуға болады, ол көбінесе ұшқыш немесе басқа реагенттерге сезімтал реагенттерге қолданылады. Мысалы, егер флотациялық реагенттер бір-біріне зиянды әсер етсе (мысалы, артық натрий сульфидінің белсендірілген флотацияға теріс әсері), реагенттерді тікелей флотациялық машинаға қосуға болады.

қорытынды

Флотациялық реагенттерді дұрыс таңдау, дайындау, мөлшерлеу және қосу арқылы минералды өңдеу мен геологиялық талдауды оңтайландыруға болады, бұл сынақтар мен талдаулардың дәлдігі мен тиімділігін арттырады. Бұл операциялық кеңестер зертханашыларға және тау-кен инженерлеріне флотациялық реагенттерді жақсырақ пайдалануда көмектесуге бағытталған, бұл жұмыс тиімділігін арттыруға және сенімдірек нәтижелерге әкеледі.