Роль сульфата аммония в переработке полезных ископаемых

Введение

Переработка минералов является важнейшим этапом в извлечении ценных минералов из руд. Среди различных используемых методов, флотация является одним из наиболее широко используемых методов. В этом процессе, Сульфат аммония играет важную роль, способствуя эффективному разделению и извлечению минералов. В этой статье будут рассмотрены многогранные функции сульфата аммония в Минеральная переработка, углубляясь в его механизмы и приложения.

Свойства сульфата аммония

Сульфат аммония — белое кристаллическое вещество. Он легко растворяется в воде, что является ключевой характеристикой для его применения в переработке полезных ископаемых. При нормальных условиях соединение имеет относительно стабильную химическую структуру. Но при попадании в среду переработки полезных ископаемых он может участвовать в различных химических реакциях.

Функции флотации

Как коллекционер-промоутер

В процессе флотации собиратели — это вещества, которые избирательно прикрепляются к поверхности целевых минералов, делая их гидрофобными и позволяя разделять их пенной флотацией. Сульфат аммония может усиливать взаимодействие между собирателями и минералами. Например, при флотации некоторых сульфидных минералов сульфат аммония может реагировать с поверхностью минерала, изменяя его химические свойства. Эта модификация способствует адсорбции собирателей, таких как ксантогенаты, на поверхности минерала. Ионы в сульфате аммония могут взаимодействовать с ионами металлов на поверхности минерала, образуя комплексы или изменяя заряд поверхности. Это изменение свойств поверхности увеличивает сродство между собирателем и минералом, повышая эффективность разделения минералов.

Как регулятор pH

Значение pH флотационной пульпы является критическим фактором, который влияет на поведение флотации минералов. В некоторых случаях сульфат аммония может действовать как регулятор pH. При растворении в воде сульфат аммония проходит химический процесс, который высвобождает ионы водорода, что слегка подкисляет пульпу. При флотации некоторых минералов, таких как некоторые оксидные минералы, для оптимальной флотации требуется определенный диапазон pH. Регулируя pH с помощью сульфата аммония, можно изменить поверхностные свойства минералов. Например, при флотации некоторых оксидных минералов меди кислая среда, создаваемая сульфатом аммония, может усилить активацию поверхности минерала, делая ее более восприимчивой к действию собирателей и, таким образом, улучшая извлечение флотации.

Как депрессант-супрессант

В сложных рудных системах, где присутствует несколько минералов, депрессанты используются для избирательного ингибирования флотации нежелательных минералов. Однако в некоторых ситуациях чрезмерное использование депрессантов может привести к подавлению и целевых минералов. Сульфат аммония может играть роль в противодействии чрезмерному депрессивному эффекту. Например, при флотации свинцово-цинковых руд, если избыточное количество депрессанта добавляется для ингибирования цинковых минералов, это также может оказать неблагоприятное воздействие на флотацию свинцовых минералов. Сульфат аммония может взаимодействовать с избыточным депрессантом или продуктами его реакции в пульпе. Он может нарушить образование ингибирующих пленок на поверхности целевых минералов или уменьшить адсорбцию депрессантов на целевых минералах, тем самым восстанавливая флотируемость целевых минералов.

Флотация оксидных минералов

1. Минералы оксида меди: Минералы оксида меди часто сложнее флотировать по сравнению с сульфидными минералами меди. Сульфат аммония может использоваться при флотации минералов оксида меди несколькими способами. Во-первых, его можно использовать в сочетании с сульфидирующим агентом, таким как сульфид натрия. Сульфат аммония помогает в процессе сульфидирования, способствуя реакции между сульфидирующим агентом и поверхностью минерала оксида меди. Он увеличивает растворимость некоторых ионов металлов на поверхности минерала, способствуя образованию более реактивного слоя сульфида. Эта покрытая сульфидом поверхность затем легче захватывается собирателями, такими как ксантогенаты. Во-вторых, сульфат аммония может напрямую активировать поверхность минерала оксида меди. Ионы в сульфате аммония могут взаимодействовать с поверхностью минералов оксида меди, изменяя поверхностный заряд и усиливая адсорбцию собирателей. Например, при флотации малахита, одного из распространенных минералов оксида меди, было показано, что добавление сульфата аммония значительно улучшает извлечение при флотации.

2. Минералы оксида свинца: Подобно минералам оксида меди, минералы оксида свинца также требуют специальной обработки для эффективной флотации. Сульфат аммония может использоваться для улучшения флотации минералов оксида свинца. В процессе предварительной сульфидации минералов оксида свинца сульфат аммония может усилить эффект сульфидации. Он помогает в формировании более однородной и реактивной сульфидной пленки на поверхности минерала. Кроме того, сульфат аммония может регулировать химию пульпы таким образом, чтобы способствовать адсорбции собирателей на поверхности минерала оксида свинца. Оптимизируя количество добавляемого сульфата аммония, можно улучшить селективность и извлечение минералов оксида свинца в процессе флотации.

При флотации сульфидных минералов

1. Флотация пирита: Пирит является распространенным сульфидным минералом. В некоторых случаях во время флотации ценных сульфидных минералов пирит также может всплывать вместе с ними, что может снизить качество конечного концентрата. Сульфат аммония может использоваться для селективного подавления пирита. При добавлении к флотационной пульпе сульфат аммония может взаимодействовать с поверхностью пирита. Он может образовывать слой на поверхности пирита, который ингибирует адсорбцию собирателей на пирите, при этом не оказывая существенного влияния на флотируемость ценных сульфидных минералов. Такое селективное подавление пирита помогает получить более высококачественный концентрат желаемых минералов.

2. Флотация руды сульфида меди и цинка: При флотации сульфидных руд меди и цинка разделение минералов меди и цинка является сложной задачей. Сульфат аммония может использоваться для регулировки флотационного поведения этих минералов. Например, его можно использовать для активации минералов меди и подавления минералов цинка при определенных условиях. Тщательно контролируя дозировку сульфата аммония и других флотационных реагентов, а также pH пульпы, можно добиться лучшего разделения минералов меди и цинка, улучшая извлечение и сорт как медного, так и цинкового концентрата.

Сферы деятельности

1. Медный рудник в Южной Америке: На крупномасштабной медной шахте в Южной Америке руда содержала значительное количество минералов оксида меди. Традиционный процесс флотации имел относительно низкие показатели извлечения. После введения сульфата аммония в процесс флотации извлечение меди увеличилось на 10–15%. Операторы шахты скорректировали дозировку сульфата аммония в соответствии с характеристиками руды. Оптимизировав сочетание сульфата аммония с другими реагентами, такими как сульфид натрия и собиратели, они смогли повысить общую эффективность процесса флотации, что привело к более высокому производству меди и увеличению экономических выгод.

2. Свинцово-цинковый рудник в Австралии: На австралийском свинцово-цинковом руднике руда была сложной, и разделение свинцовых и цинковых минералов было сложной задачей. Первоначальный процесс флотации столкнулся с такими проблемами, как низкое извлечение свинца и высокое содержание цинка в свинцовом концентрате. После проведения обширных исследований рудник ввел сульфат аммония в цикл флотации. Используя сульфат аммония для противодействия чрезмерному депрессивному воздействию некоторых реагентов на свинцовые минералы и регулируя химию пульпы, они смогли увеличить извлечение свинца на 8-12% и снизить содержание цинка в свинцовом концентрате на 5-8%. Это улучшение показателей флотации привело к значительному повышению рентабельности рудника.

Заключение

Сульфат аммония играет важную и универсальную роль в переработке полезных ископаемых, особенно в процессе флотации. Его функции как Промоутер коллекционера, регулятор pH и подавитель-депрессант способствуют эффективному разделению и извлечению различных минералов. Будь то флотация оксидных минералов или сульфидных минералов, сульфат аммония может быть адаптирован в соответствии с конкретными характеристиками руды и требованиями процесса флотации. Благодаря тематическим исследованиям становится очевидным, что правильное использование сульфата аммония может привести к значительному повышению эффективности переработки минералов, скорости извлечения и сортов концентрата, в конечном итоге принося экономические выгоды горнодобывающей промышленности. Поскольку горнодобывающая промышленность продолжает искать более эффективные и устойчивые методы переработки минералов, сульфат аммония, вероятно, будет играть еще более важную роль в будущем.