Освоить использование флотационных реагентов: повысить точность определения минерального состава.

В полях Минеральная переработка и геологический анализ, правильное использование Флотореагенты имеет решающее значение для точного определения состава минералов. Флотация — широко применяемый физико-химический процесс разделения и обогащения минералов, основанный на различиях в физико-химических свойствах минеральных поверхностей. Добавляя реагенты, можно регулировать гидрофильность или гидрофобность минеральных поверхностей, что позволяет отделять целевые минералы от пустой породы.

В этой статье представлен ряд практических рекомендаций, которые помогут лаборантам и горным инженерам оптимизировать процесс флотации, повысив точность и повторяемость результатов испытаний.

Для начала давайте рассмотрим основные типы флотореагентов:Коллекторы, Пенообразователи и Модификаторы. Каждый реагент играет уникальную роль в процессе флотации. Собиратели усиливают гидрофобность минералов, способствуя их прикреплению к пузырькам воздуха; пенообразователи помогают стабилизировать слой пены, позволяя легко отделять обогащенные минералы от пульпы; модификаторы используются для регулирования pH или ионной силы пульпы, создавая оптимальные условия для флотации минералов.

С постоянным технологическим прогрессом типы и области применения флотационных реагентов также расширяются. Правильный выбор и использование этих реагентов может не только улучшить Добыча полезных ископаемых ставки и сорта, но и приносят значительные выгоды с точки зрения защиты окружающей среды и контроля затрат.

Как правильно использовать флотореагенты?

Типы реагентов

Типы реагентов, используемых на флотационных заводах, зависят от таких факторов, как свойства руды, технологический процесс и количество желаемых минеральных продуктов. Как правило, они определяются посредством испытаний на селективность руды или полупромышленных испытаний.

Реагенты можно разделить на три основных типа в зависимости от их функций:

1. Пенообразователи: Органические поверхностно-активные вещества, которые распределяются на границе раздела вода-воздух. Они используются для создания пенного слоя, который может удерживать минералы. Распространенные пенообразователи включают сосновое масло, крезиловую кислоту и спирты.

2. Коллекционеры: Их функция заключается в захвате целевых минералов, изменении гидрофобности минеральных поверхностей, чтобы позволить плавающим минеральным частицам прилипать к пузырькам воздуха. В зависимости от их природы, коллекторы можно разделить на неполярные коллекторы, анионные коллекторы и катионные коллекторы. Обычно используемые коллекторы включают черную медицину, желтую медицину, белую медицину, жирные кислоты, жирные амины и минеральные масла.

3. Модификаторы: Модификаторы включают активаторы и ингибиторы, которые изменяют свойства минеральных поверхностей, влияя на взаимодействие между минералами и коллекторами. Модификаторы также включают агенты, используемые для изменения химических или электрохимических свойств водной среды, такие как регуляторы pH и состояния коллекторов. Типы модификаторов включают:

• Регуляторы pH: Известь, карбонат натрия, серная кислота, диоксид серы.

• Активаторы: Медный купорос, сульфид натрия.

• Ингибиторы: Известь, желтая кровяная соль, сульфид натрия, диоксид серы, цианид натрия, сульфат цинка, дихромат калия, жидкое стекло, танин, растворимые коллоиды, крахмал, синтетические полимеры и т. д.

• Другое: Смачивающие агенты, флотационные агенты, солюбилизаторы и т. д.

Дозировка реагента

Дозировка реагентов при флотации должна быть точной, недостаточное или избыточное количество может повлиять на показатели переработки минерального сырья. Чрезмерное использование также может привести к увеличению затрат на переработку.

Взаимосвязь между дозировкой реагента и показателями флотации:

• Недостаточная дозировка коллектора может привести к недостаточной гидрофобности минералов, что снизит скорость извлечения. Наоборот, избыточное количество может снизить качество концентрата и усложнить разделительную флотацию.

• Недостаточная дозировка пенообразователя может привести к плохой стабильности пены, а чрезмерное количество может вызвать явление «перелива».

• Слишком маленькая дозировка активатора может привести к плохой активации, а слишком большое количество может нарушить селективность процесса флотации.

• Недостаточная дозировка ингибитора может снизить качество концентрата, а чрезмерное его количество может подавить минералы, которые должны флотироваться, что снизит показатели извлечения.

Подготовка реагентов

Твердые реагенты разбавляются в жидкости для легкого добавления. Нерастворимые в воде реагенты, такие как желтый препарат, аминовый черный препарат, жидкое стекло, карбонат натрия, сульфат меди и сульфид натрия, следует готовить в виде водных растворов с концентрацией от 2% до 10%. Нерастворимые в воде реагенты необходимо растворить в растворителе перед приготовлением в виде водного раствора для добавления, например, некоторые собиратели аминов, которые можно добавлять напрямую, например, масло № 2, черный препарат № 31 и олеиновая кислота. Для высокорастворимых реагентов, требующих значительных количеств, концентрации приготовления обычно составляют от 10% до 20%, например, сульфид натрия, который готовится в концентрации 15% во время использования. Для плохо растворимых реагентов можно использовать органические растворители для их растворения перед приготовлением в виде растворов с низкой концентрацией.

Выбор Подготовка реагентов Метод в первую очередь зависит от свойств реагентов, метода добавления и их функций. Один и тот же реагент может иметь значительные различия в дозировке и эффектах из-за разных методов приготовления. Обычно общие методы приготовления включают:

1. Приготовление 2%-10% водного раствора: Большинство водорастворимых реагентов готовятся именно таким образом (например, желтая медицина, медный купорос, жидкое стекло).

2. Растворение в растворителе: Некоторые нерастворимые в воде реагенты можно растворить в специальных растворителях. Например, белое лекарство не растворяется в воде, но может быть растворено в 10%-20% растворе анилина и должно использоваться после приготовления смешанного раствора анилина. Аналогично, черное лекарство анилина не растворяется в воде, но может быть растворено в щелочном растворе гидроксида натрия, поэтому щелочной раствор гидроксида натрия должен быть приготовлен перед добавлением реагента для создания раствора черного лекарства анилина для флотации.

3. Приготовление в виде суспензии или эмульсии: Для некоторых плохо растворимых твердых реагентов их можно приготовить в виде эмульсий для использования. Например, известь имеет очень низкую растворимость в воде, поэтому ее можно тонко измельчить в порошок и смешать с водой для создания молочной суспензии (например, известкового молока), или ее можно напрямую добавлять в виде сухого порошка в шаровую мельницу или смесительный бак.

4. Омыление: Для собирателей жирных кислот наиболее распространенным является метод омыления. Например, при отборе гематита в качестве собирателя используют омыленное мыло парафина и дегтярного масла. Для омыления дегтярного масла при приготовлении реагента следует добавить около 10% карбоната натрия, и нагреть для получения горячего мыльного раствора для добавления.

5. эмульгирование: Эмульгирование может быть достигнуто с помощью ультразвукового эмульгирования или механического перемешивания. После эмульгирования жирные кислоты и дизельное топливо могут улучшить свою дисперсию в пульпе, повышая эффективность реагентов. Добавление некоторых эмульгирующих агентов может еще больше повысить эффективность.

6. Подкисление: При использовании катионных собирателей, ввиду их плохой растворимости, их необходимо предварительно обработать соляной или уксусной кислотой, прежде чем они смогут раствориться в воде для флотации.

7. Аэрозольный метод: Это новый метод подготовки, который усиливает действие реагентов. Он заключается в использовании специального распылительного устройства для аэрозолизации реагентов в воздушной среде перед их непосредственным добавлением во флотационный резервуар, поэтому его также называют «методом аэрозольной флотации». Этот метод не только улучшает флотируемость полезных ископаемых, но и значительно снижает расход реагентов. Например, дозировка собирателей может составлять всего одну треть или одну четвертую от обычного количества, тогда как дозировка пенообразователя может составлять всего одну пятую.

8. Электрохимическая обработка реагентов: Для химической обработки флотационных реагентов через раствор пропускают постоянный ток, что позволяет изменить состояние реагента, значение pH и окислительно-восстановительный потенциал, тем самым увеличивая концентрацию наиболее активирующих компонентов реагента, повышая критическую концентрацию образования коллоидов и улучшая диспергирование плохо растворимых реагентов в воде.

Обычно собиратели и пенообразователи перемешивают в течение 1–2 минут, в то время как некоторые реагенты, такие как дихромат калия, используемый для подавления свинца при разделении меди и свинца, могут потребовать более длительного перемешивания.

Место добавления реагента

Чтобы максимизировать эффективность флотационных реагентов, общепринятой практикой является добавление корректирующих агентов, ингибиторов и некоторых собирателей (например, керосина) в шаровую мельницу для создания подходящей среды флотации как можно раньше. Собиратели и вспениватели в основном добавляются в первый смесительный бак процесса флотации. Если имеется два смесительных бака, активатор следует добавлять в первый бак, а собиратель и вспениватель — во второй бак. Точки добавления различаются в зависимости от ролей реагентов во флотационной машине. Например, сульфат меди, желтое лекарство и сосновое масло обычно добавляются в следующем порядке: сульфат меди добавляется в центр первого смесительного бака, желтое лекарство — в центр второго бака, а сосновое масло — на выходе второго смесительного бака. Как правило, флотационные установки сначала добавляют регуляторы pH, чтобы довести пульпу до соответствующего pH, прежде чем позволить собирателю и ингибитору работать более эффективно. При добавлении реагентов важно помнить о проблеме некоторых вредных ионов, вызывающих неэффективность реагентов. Например, ионы меди, реагирующие с ионами гидрида, могут привести к неэффективности гидридов. При разделении меди и серы, если в смесительном баке находится много ионов меди, цианид не следует добавлять в смесительный бак, а следует добавлять непосредственно во время процесса флотации разделения.

Порядок добавления реагента

Типичный порядок добавления реагентов на флотационных установках следующий: для флотации сырых руд это регуляторы pH, ингибиторы или активаторы, вспениватели и собиратели; для минералов, которые были ингибированы в процессе флотации, порядок следующий: активаторы, собиратели и вспениватели.

Методы добавления реагентов

Обычно существует два метода добавления реагентов: централизованное добавление и рассеянное добавление. Выбор метода добавления должен учитывать как типы реагентов, так и действия реагентов.

1. Централизованное добавление: Большинство реагентов добавляются централизованно; например, собиратели, активаторы и ингибиторы добавляются в емкости для перемешивания.

2. Дисперсное добавление: Некоторые реагенты можно добавлять непосредственно в флотационный бак, что часто применяется к реагентам, которые являются летучими или чувствительными к другим реагентам. Например, если флотационные реагенты оказывают друг на друга пагубное воздействие (например, отрицательное влияние избытка сульфида натрия на активированную флотацию), реагенты можно добавлять непосредственно в флотационную машину.

Заключение

За счет правильного выбора, подготовки, дозировки и добавления флотационных реагентов можно оптимизировать обработку полезных ископаемых и геологический анализ, что повышает точность и эффективность испытаний и анализов. Эти рабочие советы направлены на то, чтобы помочь лаборантам и горным инженерам лучше использовать флотационные реагенты, что приводит к повышению эффективности работы и более надежным результатам.