Файл: Флотационные реагенты. Механизм действия, физико-химические свойства, методы исследования и анализа.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 142
Скачиваний: 0
ском комбинате (КХМК). Результаты флотации (качество лен ного продукта) іпо камерам флотомашины показаны на рис. 31. Виино, что начилая спамеры 4 содержание галита значительно выше, чем окиси «алия, в последних камерах намного его превы шает.
На рис. 32 .приведены результаты флотации шеннта изшенятгалитовой смеси с исходным содержанием галита 36%. Уже после двух минут происходила ин
тенсивная |
флотация |
хлористо |
|
|
|
|||||
го «атрия, |
а на |
пятой |
минуте |
|
|
|
||||
в пенном продукте содержа |
|
|
|
|||||||
лось значительно больше хло |
|
|
|
|||||||
ристого натрия, |
чем |
в |
исход |
|
|
|
||||
ном продукте. |
|
|
показате |
|
|
|
||||
Для |
повышения |
|
|
|
||||||
лей, особенно селективности, |
|
|
|
|||||||
флотации |
были |
применены |
|
|
|
|||||
сочетания |
жирной |
кислоты я |
|
|
|
|||||
солянокислого |
|
лауриламина |
|
|
|
|||||
при различных |
расходах |
кис |
|
|
|
|||||
лоты и амина. |
приведены |
ре |
|
|
|
|||||
В табл. |
12 |
|
|
|
||||||
зультаты флотации руды, а на |
|
|
|
|||||||
рис. 33 |
показана |
зависимость |
Рис. 32. |
Зависимость извлечения оки |
||||||
содержания хлористого натрия |
||||||||||
в пенном продукте от расхода |
си калия |
(/) |
и хлорида натрия Д2) |
|||||||
амина, |
причем извлечение оки |
в концентрат |
от времени флотации. |
|||||||
|
|
|
си к алия в концентрат было около 90%', что достигалось расходом жирной кислоты 400 г/т. Из этих данных следует, что ррн введении
Содержание Na.Cl,%
Рис. |
33. |
Зависимость |
извлечения |
||
хлорида |
натрия |
в концентрат от рас |
|||
хода |
солянокислого |
лаурнламнна |
|||
при |
постоянном |
расходе |
(400 г/т) |
||
смеси карбоновых кислот |
С?—С3 |
Расход.ф
Сі~Сэ |
|
100 |
W0 |
200 |
200 |
т |
т |
с , 2 н а |
Г |
1 |
|
1 |
- |
100 |
|
* |
30 |
|
|
|
|
|
|
»о |
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
т |
% го |
|
|
|
|
|
||
$1 |
« |
|
|
|
|
\. |
1 |
4 |
|
|
|
|
1 |
||
|
0 - |
■ |
* |
! |
I |
Рис. 34. Зависимость извлечения хлорида натрия в концентрат от рас хода смеси карбоновых кислот С7—С9 при постоянном расходе со лянокислого лауриламіша
в пульпу 50 г/т руды амина содержание хлористого натрия в кон центрате уменьшается примерно на 10%\ Дальнейшее увеличение
63
Т а б л и ц а 12
Результаты флотации руды Стебпика сочетаниями жирных кислот С7—С9 (расход 400 г/т) с солянокислым лауриламином (С,2-НС1) из маточника глазеритового поля
Рас |
Продукты |
Вы |
|
ход, |
ход, |
||
флотации |
|||
г/т |
% |
||
|
|||
|
Концентрат |
56,5 |
|
|
Хвосты |
43,5 |
|
|
Руда |
100,0 |
|
20 |
Концентрат |
58,0 |
|
|
Хвосты |
42,0 |
|
|
Руда |
100,0 |
|
50 |
Концентрат |
60,3 |
|
|
Хвосты |
39,7 |
|
|
Руда |
100,0 |
|
100 |
Концентрат |
63,2 |
|
|
Хвосты |
36,8 |
|
|
Руда |
100,0 |
Содержание, |
% |
|
toО |
н. о. |
NaCl |
16,05 |
8,63 |
21,57 |
2,92 |
23,45 |
58,43 |
10,34 |
15,08 |
37,6 |
15,18 |
9,66 |
21,81 |
3,01 |
24,05 |
58,44 |
10,07 |
15,71 |
37,20 |
15,19 |
7,90 |
15,04 |
2,89 |
25,72 |
59,09 |
10,31 |
14,98 |
32,50 |
15,09 |
9,52 |
14,78 |
2,59 |
24,5 |
78,0 |
10,49 |
15,02 |
31,7 |
Извлечение, %
као Н. О. NaCl
87,7 |
32,3 |
32,4 |
12,3 |
67,7 |
67,6 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
87,4 |
35,7 |
34,0 |
12,6 |
64,3 |
66,0 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
88,9 |
. 31,8 |
27,9 |
11,1 |
68,2 |
72,1 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
90,9 |
40,1 |
23,0 |
9,1 |
59,9 |
77,0 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
расхода амина до 100 г/т существенно не івлияет на селективность. В указанных опытах повышение селективности достигалось только за счет добавки амина. Выше (см. рис. 30) было показа но, что селективность увеличивается при снижении расхода жир ной кислоты. В связи с этим были поставлены флотационные опы ты при постоянном расходе амина и различном расходе жирной кислоты. Результаты опытов приведены в табл. 13 и на рис. 34. Добавка амина в количестве 100 г/т руды во всех случаях снижа ет содержание хлористого натрия в концентрате. Это снижение
тем больше, чем больше расход жирной кислоты.
Проведенные исследования подтвердили выводы, сделанные иа основании опытов по флотации смесей солей и минералов, о том, что жирные кислоты являются реагентом-собирателем по отноше нию к калийным минералам, а амины активируют эту флотацию, повышая селективность отделения калийных минералов от хлори да натрия.
6.Выводы12
1.Экспериментально показано, что контакт минеральных со ставляющих каинито-лаигбейнитовой руды с солевыми раствора ми глазеритового и каннитового полей в течение времени флота ционного опыта не приводит к существенному изменению ионно го состава растворов.
2.Установлено, что шенитизация минералов на их поверхнос ти при контакте с солевыми растворами не происходит. Шенит об разуется в качестве самостоятельной фазы.
64
Т а б л и ц а 13
Результаты флотации руды Стебника сочетаниями жирных кислот (С7—С9) с солянокислым лауриламином (С12-НС|) из маточника глазеритового поля
Расход |
|
|
Содержание, |
% |
Извлечение, % |
|||||
реагентов, |
|
Вы |
||||||||
Г; Т |
|
Продукты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
О |
ход, |
|
|
|
|
|
|
|
|
флотации |
% |
|
|
|
|
|
|
|
||
и |
ICO |
II.О. |
|
NaCl |
к 2о |
II.О. |
NaCl |
|||
1 |
СІ |
|
|
|
||||||
иг- |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
— |
Концентрат |
27,3 |
17,77 |
8,56 |
, |
17,93 |
50,6 |
14.5 |
11,8 |
|
|
X посты |
72,7 |
6,51 |
18,96 |
50,57 |
49,4 |
85.5 |
88,2 |
|
|
|
Руда |
100,0 |
9,58 |
16,12 |
|
41,66 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
_ |
100 |
Концентрат |
, |
|
Н е т |
|
ф л о т а ц II и |
|
|
|
|
|
Хвосты |
|
|
|
|
. |
|||
|
|
Руда |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
100 |
Концентрат |
23,8 |
16,84 |
9,85 |
- |
18,41 |
42,5 |
14,3 |
9,2 |
|
|
Хвосты |
76,2 |
7,11 |
18,39 |
|
44,87 |
57,5 |
85,7 |
90,8 |
|
|
Руда |
100,0 |
9,40 |
16,36 |
|
47,57 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
200 |
— |
Концентрат |
39,3 |
17,24 |
7,33 |
|
18,86 |
72,0 |
18,0 |
18,5 |
|
|
Хвосты |
60.7 |
4,19 |
21,62 |
|
53,89 |
28,0 |
82,0 |
81,5 |
|
|
Руда |
100,0 |
9,31 |
16,0 |
|
40,12 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
200 |
100 |
Концентрат |
33,6 |
16,84 |
9,37 |
|
18.17 |
60,8 |
20.0 |
15.3 |
|
|
Хвосты |
66,4 |
5,50 |
19,0 |
|
50,59 |
39,2 |
80,0 |
84,7 |
|
|
Руда |
100,0 |
9,31 |
15,76 |
|
39,68 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
3. Исследованиями флотируемости смесей '.минералов подтверж дены сделанные ранее выводы о повышении селективности разде ления минералов при 'использовании в качестве собирателя сочетания жирная кислота — аліин вместо жирной кислоты.
4. Опытами по флотаций солевых систем Стебника и Калуша установлено, что применение сочетания жирная кислота — амин существенно повышает селективность разделения калийных ми нералов и галита.
Г л а в а 3
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В СИСТЕМЕ: СИЛЬВИН-СОЛЯНОКИСЛЫЙ ОКТАДЕЦИЛАМИН—УГЛЕВОДОРОД
МЕТОДОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ
1. Введение
Флотация крупнозернистого сильвина из насыщенного раство ра снльвиннтовой руды проводится с применением сочетаний ре агентов-собирателей: первичного собирателя — соли октадецил-
амина (ОДА) и вторичного — аполярного реагента-тндрофобиза-
тора [96].
86 |
65 |
Было установлено, что гпдрофобизирующее действие различ ных углеводородов в сочетании с ОДА-HCl зависит от их состава и строения. В частности, гндрофобизиругощнй эффект увеличива ется в ряду углеводородов: ароматические < нафтеновые < па рафиновые [67]. Эта зависимость сохраняется и в случае смесей углеводородов, например конденсатов природного газа, где фрак ции с преобладанием парафиновых углеводородов более флотоактиівны, чем другие. Наименее флотоактивна фракция со значи тельным содержанием ароматических углеводородов.
■Указанные свойства углеводородов связаны с различием их взаимодействия с составляющими системы. Можно предположить, что взаимодействие с сильвином и солевым раствором не являет ся основной причиной специфического влияния химической приро ды углеводорода на гидрофобизацию комплекса сильвин—соль амина. Следовательно, различие в поведении углеводородов необ ходимо искать в свойствах системы: силывин—соль амина— угле водород. Проследить за изменениями .последней целесообразно с помощью метода ИК-оиектроскопии, позволяющего исследовать раздельно аполярную и полярную группы амина.
В табл. 14 приведены литературные данные о частотах различ ных групп атомов в ИК-опектрах первичных алифатических ами нов и их солей.
Существенным является то, что имеется возможность раздель ного изучения таких групп атомов, как NH, NH3+ и СН2. Иначе говоря, данным методом можно исследовать поведение групп NH и МН3+ в связи с кислотно-основным равновесием и другими вза имодействиями с участием этих групп, а также изучать взаимо действия с углеводородным радикалом амина по частотам групп СН2.
Метод ИК-спектроокопии был применен для изучения взаимо действия аминов с апатитом, кальцитом и другими нерастворимы ми минералами [18, 84, 104]. Было замечено, что при адсорбции реагента происходит расширение полос NH и NH3+, тогда как по лосы СН2 заметно не изменяются, что свидетельствует об их сла бом взаимодействии с поверхностью.
В ряде работ была .исследована сорбция іперв-ичпых алифати ческих аминов на растворимых хлоридах из их насыщенных рас творов в связи с проблемой собирательного действия аминов при флотации сильвина [67, 100].
Установлено [6, 19], что в кислой и нейтральной средах амин сорбируется на сильвине в виде иона RNH3+.
X. М. Александрович и Э. Ф. Коршук [6, 49] изучали механизм взаимодействия уксуснокислого лауриламина с хлоридом калия при различных pH раствора. Ими найдено, что при рН-8 и ниже
сохраняется широкая |
полоса поглощения в области примерно |
3000 см-1. Эта полоса |
обусловлена наложением валентных коле |
баний групп СН2, NH н NH3+. При рН = 9 и более не обнаружено
Т а б л и ц а 14
Характеристические частоты, поглощения различных групп атомов в первичных алифатических аминах и их солях (литературные данные)
Тип |
Частота, |
|
|
|
Отнесение |
|
|
|
Интен |
Литера |
|
|
|
|
|
|
турный |
||||
связи |
см- 1 |
|
|
|
|
|
|
сивность |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
источник |
|
3500—3300 |
Валентные колебания |
|
|
|
Средняя |
ПО] |
|||
NI-I |
Плечо 3200 |
Обертон |
частоты 1610 см-' |
дефор |
Средняя |
[13] |
||||
|
|
мационных |
колебании |
NH. Появ- |
|
|
||||
|
1650—1550 |
ляется |
в спектре жидких |
аминов! |
Средняя |
[10] |
||||
|
Плоские |
деформационные |
колебания |
|||||||
|
900— 650 |
Неплоскне деформационные |
колебаШирокая |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полоса, |
[84] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
средняя |
|
|
3350—3150 |
Валентные колебания |
|
|
|
Широкая |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'Полоса, |
[84] |
|
3380 |
То |
же |
|
|
|
|
|
средняя |
|
|
|
|
|
|
|
Средняя |
[98] |
|||
Ш з+ |
-3000 |
,, |
п |
|
|
|
|
|
Широкая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полоса, |
[98] |
|
|
1600 |
Асимметричные |
деформационные |
ко- |
средняя |
|||||
|
Средняя |
[10, 98] |
||||||||
|
1550—1485 |
лебания |
|
|
|
|
|
Средняя |
[84] |
|
|
Деформационные колебания |
|
ко- |
|||||||
|
1300 |
Симметричные |
деформационные |
Средняя |
[84] |
|||||
|
800 |
лебания |
|
|
|
|
|
Слабая |
[84] |
|
|
То |
же |
|
|
|
|
|
|||
CN |
1340—1250 |
Валентные колебания |
|
|
|
Сильная |
[Ю, 13] |
|||
1 2 2 0 — 1 0 2 0 |
То |
же |
|
|
|
|
|
Сильная |
[39,98] |
|
СН, |
2940—2915 |
Симметричные |
валентные |
колебания |
Сильная |
[39,98] |
||||
2870—2845 |
Сильная |
39,981 |
||||||||
|
1480—1400 |
Деформационные колебания |
|
|
Сильная |
98] |
||||
С Н з |
2962 |
Валентные колебания |
|
|
|
Сильная |
[10] |
•никаких полос поглощения, характерных для адсорбированного собирателя.
Существенным является вопрос об интерпретации полученных спектров.
По имеющимся в литературе сведениям [ТОО], в спектре сор бированного собирателя могут наблюдаться полосы групп СНз, СН2 и характеристические полосы NH и NH3+. Последние доволь но слабые и значительно размываются при взаимодействии с поверхностью минерала. Весьма чувствительна к межмолеку лярному взаимодействию полоса 3300 см-1. Первичные алифати ческие амины должны иметь только полооу 3500 см-1. Однако эта частота соответствует также интенсивной полосе гидроксильных групп [10, 98] и наблюдение затруднено. В адсорбированном со стоянии полосы группы HN3+ 3195 и 3080 см-1 сильно размыва-
67