Флотациялық реагенттерді қолдануды меңгеру: минералды құрамды анықтау дәлдігін арттыру

салаларында Пайдалы қазбаларды өңдеу және геологиялық талдау, дұрыс пайдалану Флотациялық реагенттер минералды құрамды дәл анықтау үшін өте маңызды. Флотация - минералды бөлу және байыту үшін кеңінен қолданылатын физика-химиялық процесс, минералды беттердің физика-химиялық қасиеттерінің айырмашылығына негізделген. Реагенттерді қосу арқылы минералды беттердің гидрофильділігін немесе гидрофобтылығын реттеуге болады, бұл мақсатты минералдарды гангадан 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.

Біріншіден, флотациялық реагенттердің негізгі түрлерінен бастайық—Коллекционерлер, Ағайындылар, және Модификаторлар. Әрбір реагент флотация процесінде ерекше рөл атқарады. Коллекторлар минералдардың гидрофобтылығын арттырады, олардың ауа көпіршіктеріне қосылуына ықпал етеді; көпірткіштер көбік қабатын тұрақтандыруға көмектеседі, байытылған минералдарды суспензиядан оңай бөлуге мүмкіндік береді; модификаторлар минералды флотация үшін оңтайлы жағдай жасай отырып, суспензияның рН немесе иондық беріктігін реттеу үшін қолданылады.

Үздіксіз технологиялық жетістіктермен флотациялық реагенттердің түрлері мен қолданылуы да кеңейіп келеді. Бұл реагенттерді дұрыс таңдау және пайдалану тек жақсартуға ғана емес Минералды қалпына келтіру ставкалар мен бағалар, сонымен қатар қоршаған ортаны қорғау және шығындарды бақылау тұрғысынан айтарлықтай пайда әкеледі.

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. Ағайындылар: Су-ауа шекарасында таралатын органикалық беттік белсенді заттар. Олар минералдарды жүзіп жібере алатын көбік қабатын жасау үшін қолданылады. Жалпы көпірткіштерге қарағай майы, кресил қышқылы және спирттер жатады.

2. Коллекционерлер: Олардың қызметі қалқымалы минералды бөлшектердің ауа көпіршіктеріне жабысуына мүмкіндік беру үшін минералды беттердің гидрофобтылығын өзгерте отырып, мақсатты минералдарды ұстау болып табылады. Табиғаты бойынша коллекторларды полярсыз коллекторлар, аниондық коллекторлар және катиондық коллекторлар деп бөлуге болады. Жиі қолданылатын коллекторларға қара дәрі, сары дәрі, ақ дәрі, май қышқылдары, майлы аминдер және минералды майлар жатады.

3. Модификаторлар: Модификаторларға минералдар мен коллекторлардың өзара әрекеттесуіне әсер ететін минералды беттердің қасиеттерін өзгертетін активаторлар мен ингибиторлар жатады. Модификаторларға сонымен қатар рН реттегіштері және коллекторлардың күйі сияқты сулы ортаның химиялық немесе электрохимиялық қасиеттерін өзгерту үшін қолданылатын агенттер кіреді. Модификаторлардың түрлеріне мыналар жатады:

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

• Активаторлар: Мыс сульфаты, натрий сульфиді.

• Тежегіштер: Әк, сары қан тұзы, натрий сульфиді, күкірт диоксиді, натрий цианиді, мырыш сульфаты, калий бихроматы, су шыны, танин, еритін коллоидтар, крахмал, синтетикалық полимерлер және т.б.

• Басқа: 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:

• Коллектордың жеткіліксіз мөлшері минералдардың жеткіліксіз гидрофобтылығына әкелуі мүмкін, қалпына келтіру жылдамдығын төмендетеді. Керісінше, шамадан тыс мөлшерлер концентраттың сапасын төмендетеді және бөлу флотациясын қиындатады.

• Көпірткіштің жеткіліксіз дозасы көбік тұрақтылығының нашарлығына әкелуі мүмкін, ал шамадан тыс мөлшерлер «толып кету» құбылыстарын тудыруы мүмкін.

• Активатордың тым аз дозасы нашар белсендіруге әкелуі мүмкін, ал тым көп болса флотация процесінің селективтілігін бұзуы мүмкін.

• Тежегіштердің жеткіліксіз дозасы концентраттың құрамын төмендетуі мүмкін, ал шамадан тыс мөлшерлер қалқып кетуі 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.

Таңдау Реагент дайындау әдіс ең алдымен реагенттердің қасиеттеріне, қосу әдісіне және олардың функцияларына байланысты. Бір реагенттің әртүрлі дайындау әдістеріне байланысты дозасы мен әсер етуінде айтарлықтай айырмашылықтар болуы мүмкін. Жалпы дайындық әдістеріне мыналар жатады:

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

2. Еріткіште еріту: Кейбір суда ерімейтін реагенттерді арнайы еріткіштерде ерітуге болады. Мысалы, ақ дәрі суда ерімейді, бірақ оны 10% - 20% анилин ерітіндісінде ерітуге болады және анилин аралас ерітіндісін дайындағаннан кейін қолданылуы керек. Сол сияқты, қара анилинді дәрілік зат суда ерімейді, бірақ натрий гидроксиді сілтілі ерітіндісінде еруі мүмкін, сондықтан флотацияға арналған анилинді қара дәрілік ерітінді 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 пайдалану үшін эмульсия ретінде дайындауға болады. Мысалы, әктің суда ерігіштігі өте төмен, сондықтан оны майдалап ұнтақтап, сүтті суспензия жасау үшін сумен араластыруға болады (мысалы, әк сүті) немесе оны құрғақ ұнтақ түрінде шар диірменіне немесе араластырғыш ыдысқа тікелей қосуға болады.

4. Сабындандыру: Май қышқылдарын жинаушылар үшін сабындау ең көп таралған әдіс болып табылады. Мысалы, гематитті таңдағанда коллектор ретінде парафиннің сабындалған сабын және шайырлы май қолданылады. Майды сабындау үшін реагентті дайындау кезінде шамамен 10% натрий карбонатын қосу керек және қосу үшін ыстық сабын ерітіндісін жасау үшін қыздыру керек.

5. Эмульсия: Эмульсияға ультрадыбыстық эмульсия немесе механикалық араластыру арқылы қол жеткізуге болады. Эмульсиядан кейін май қышқылдары мен дизель реагенттердің тиімділігін арттыра отырып, олардың суспензиядағы дисперсиясын күшейте алады. Кейбір эмульгаторларды қосу тиімділікті одан әрі арттыруға болады.

6. Қышқылдандыру: Катионды коллекторларды пайдалану кезінде олардың ерігіштігі нашар болғандықтан, олар флотация үшін суда ерімес бұрын, тұз қышқылымен немесе сірке қышқылымен алдын ала өңдеуден өтуі керек.

7. Аэрозоль әдісі: Бұл реагенттердің әсерін күшейтетін жаңа дайындау әдісі. Ол флотациялық резервуарға тікелей қоспас бұрын реагенттерді ауа ортасындағы аэрозольизациялау үшін арнайы бүрку құрылғысын пайдалануды қамтиды, сондықтан «аэрозольді флотация әдісі» деп те аталады. Бұл әдіс пайдалы минералдардың жүзгіштігін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар реагенттерді пайдалануды айтарлықтай азайтады. Мысалы, коллекторлардың дозасы әдеттегі мөлшердің тек үштен төрттен біріне дейін болуы мүмкін, ал көпірткіш дозасы тек бестен бір бөлігін құрауы мүмкін.

8. Реагенттерді электрохимиялық өңдеу: Тұрақты ток флотациялық реагенттерді химиялық өңдеу үшін ерітінді арқылы өтеді, ол реагенттің күйін, рН мәнін және тотығу-тотықсыздану потенциалын өзгерте алады, сол арқылы ең белсендіретін реагент компоненттерінің концентрациясын арттырады, коллоидтарды қалыптастыру үшін критикалық 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 толықтыру: Көптеген реагенттер орталықтан қосылады; мысалы, араластырғыш цистерналарға коллекторлар, активаторлар және ингибиторлар қосылады.

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