Файл: Серго, Е. Е. Опробование и контроль технологических процессов на обогатительных фабриках учеб. пособие.pdf

о т к у д а

где k — коэффициент усиления постоянного тока. При большом значении k отношение

^1_I

Таким образом, напряжение UBых мало отличается от Ех. Если температура измеряемой среды непостоянна, то вво­ дится температурная компенсация изменения характеристи­ ки электродной пары: в цепь электродной пары включается последовательно сопротивление, падение напряжения на котором равно по величине и противоположно по знаку по­ тенциала изопотенциальной точки этой пары электродов.

Градуировка индикаторных электродов производится путем построения градуировочной кривой зависимости меж­ ду pH и э. д. с. для нескольких буферных растворов (не менее трех), pH которых выходят за пределы pH контроли­ руемых пульп. Пользуясь таким графиком, по измеренной величине э. д. с. легко определить pH пульпы.

Если такого графика нет, pH можно определить по фор­ муле:

э. д. с. цепи с контролируемой пульпой; Ег и Е2 — э.д.с., полученные после замера в буферных растворах.

Перед началом работы рекомендуется проверить этот график хотя бы по одному буферному раствору.

Прибор ПВУ-5256 рекомендуется устанавливать на не­ большом расстоянии от электродной пары, чтобы устранить помехи в кабеле. ПВУ-5256 может работать с погруженными датчиками ДПТ-5274, ДПг-5275 и проточными ДПР-5415. На обогатительных фабриках в основном работают погру­ женные датчики.

ПВУ-5256 выпускается на различные пределы измерения pH: 0—4; 0—8; 0—14; 4—10; 6—14. Погрешность измерения составляет от ±0,12 до ±0,16 pH. Так как поверхность электродов покрывается налетом, тр необходимо их часто промывать и заменять новыми.

159

§ 5. КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ pH

Рассматриваемый метод основан на измерении электро­ проводности пульпы, величина которой определяется при помощи измерительной ячейки (рис. 53,а).

Сопротивление R электродов измерительной ячейки опре­ деляется по формуле

где I — расстояние между электродами, см; а — удельная электропроводность пульпы; S — площадь электродов, см2.

той или емкостью ячейки. Величина К определяется опыт­ ным путем. Ячейку заполняют раствором известной концен­ трации и замеряют величину ее удельной электропровод­ ности. Электропроводность пульп обычно измеряется при помощи переменного тока промышленной или повышенной частоты. Последний дает более точные результаты измере­ ний.

В оба плеча моста (рис. 53,6) включают постоянный рези­ стор Ri и сопротивление измерительной ячейки Rx. Для компенсации емкостной составляющей, возникающей вслед­ ствие применения переменного тока, включают постоянный конденсатор С, емкость которого подбирается эксперимен­ тально. Мост уравновешивают с помощью реохорда R0, усилителя У и двигателя Д. В случае, когда имеется значи­ тельное колебание температуры контролируемой пульпы применяется температурная компенсация. В частности, для этой цепи применяются термометры сопротивления, последовательно включаемые с электродами (рис. 53,б).

Рис. 53. Принцип действия кондуктометрического прибора для измерения pH:

а —кондуктометрическая ячейка; б— мостовая измерительная схема; в —• схе­ ма температурной компенсации.

160

Чтобы выравнять температурные коэффициенты термомет­ ра сопротивления и электродной пары, параллельно сопро­ тивлению Rx включается шунтовой резистор Rm.

Концентрометр КП-1-912 может быть использован для контроля и регулирования щелочности и кислотности пуль­ пы. Работа его основана на непрерывном автоматическом измерении электропроводности пульпы с помощью датчика с четырьмя электродами, укрепленными на корпусе из токо­ непроводящего материала.

Измерение осуществляется методом компенсации. При­ менение четырех электродов позволяет устранять погреш­ ности измерения, возникающие вследствие появления осад­ ка на электродах и т. д. Погрешность измерения не превы­ шает ±10% .

§ 6. ТИТРОВАНИЕ

Для определения концентрации свободной шелочи в пуль­ пе применяется титрование.

Для титрования отбирается небольшое количество пуль­ пы (объемом до 0,5 л). Из отстоявшейся пробы при помощи бюретки отбирают в колбу 50 мл осветленного раствора и титруют его кислотой известного титра в присутствии ин­ дикатора. В качестве индикатора применяется фенолфтале­ ин, раствор которого бесцветен в кислой среде, а в щелочной имеет красный цвет. Реже применяется метилоранж, раствор которого в кислой среде приобретает розовую окраску, а в щелочной — желтую.

Титруют осторожно, чтобы не пропустить момент пол­ ного обесцвечивания раствора. Кислота прибавляется к раствору небольшими порциями, а к концу титрования — по одной капле. После каждой добавки кислоты раствор раз­ мешивается круговым движением колбы. Обычно для ти­ трования применяется раствор серной кислоты (0,1 N).

Щелочность пульпы определяется по формуле

b — объем пульпы, взятой для титрования, мл; N — нор­ мальность кислоты.

Для быстрого определения свободной щелочи составля­ ются таблицы, с помощью которых по количеству израсхо­ дованной на титрование кислоты можно определить щелоч­ ность пульпы.

Глава ѴП

КОНТРОЛЬ РАСХОДА, КАЧЕСТВА И КОНЦЕНТРАЦИИ РЕАГЕНТОВ

§1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ВЯЗКИХ

ИСУХИХ РЕАГЕНТОВ И РАСТВОРОВ

При флотации полезных ископаемых большое значение имеет правильное дозирование флотационных реагентов. Дозирование реагентов производят :по количеству перераба­ тываемой руды; содержанию твердого в пульпе, поступаю­ щей на флотацию; объемному расходу пульпы; концентра­ ции реагентов во флотационной пульпе; содержанию полез­ ного компонента в продуктах обогащения.

Расход одних реагентов зависит от количества перераба­ тываемой руды (собиратели, депрессоры, активаторы и др.), а других — не зависит или слабо зависит от количества фло­ тируемого материала (вспениватели, регуляторы среды и г. п.). Поэтому первые реагенты целесообразно дозировать по их концентрации или по содержанию ценного компонен­ та в продуктах обогащения, а вторые — по их концентрации или по объемному расходу пульпы.

В настоящее время для дозирования невязких не кри­ сталлизующихся на воздухе реагентов применяют пор­ ционный питатель ре'агентов ПРМ-2 и импульсный питатель реагентов ПРИ-1.

Для дозирования кристаллизующихся на воздухе реаген­ тов применяются мембранные питатели МПР-642А и МПР-6425. Для дозирования водных растворов кальцини­ рованной соды, сернистого натрия, цианплава, аэрофлота, фенола, крезола применяются диафрагмовые питатели типов ДПР-2 иДПР-3, представляющие собой диафрагмовые насосы с двумя камерами и регулируемым ходом диафраг­ мы.

162

§ 2. КОНТРОЛЬ ОСТАТОЧНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ РЕАГЕНТОВ

Остаточную концентрацию реагентов в пульпе контро­ лируют следующими методами: аналитическим, потенцио­ метрического титрования, потенциометрического измерения э. д. с. и колориметрическим. Методы химического анализа основаны на титровании различными растворами (нитратом серебра, KCN и др.).

реакция. По величине скачка потенциала устанавливают остаточную концентрацию реагента. В качестве индикатор­ ных электродов используют: медный — для измерения ионов меди, цинка; оловянный — ионов двухвалентной серы; се­ ребряный и золотой — цианид-ионов, сульфида натрия и ксантогената; никелевый — цианид-ионов. Калибровку электродов производят по эталонному раствору реагента, но применительно к конкретным условиям.

Количественный метод определения цианида в пульпе основан на колориметрировании оранжево-красной окраски щелочной соли изопурпуровой кислоты, образующейся врезу­

Наиболее распространенным методом определения сво­ бодного цианида является обычный метод титрования раст­ вором соли нитрата серебра. Методы контроля оста­ точной концентрации реагентов описаны в специальной ли­ тературе.

Для автоматического контроля щелочности и кислотности пульпы разработан кондуктометр КП-1-912, описанный выше.

В настоящее время для автоматического контроля и ре­ гулирования концентрации сульфид-ионов во флотационной пульпе применяется в основном потенциометрический метод. В качестве датчиков предложены различные электроды: сульфид-серебряный, платиновый, медный, оловянный и изготовленный из кристалла халькозина.

Перспективность применения датчика концентрации сульфид-ионов, изготовленного из кристалла халькозина и катодно-поляризируемого постоянным током, подтвержде­ на промышленными испытаниями на Тырныаузской обога­ тительной фабрике [22]. Этот датчик может быть использо­ ван для контроля и регулирования расхода сернистого на­ трия во флотационных и других процессах.

Рис. 54. Принципиальная схема спектрофотометра.

Для автоматического контроля и регулирования остаточ­ ной концентрации сульфида натрия применяются потенцио­ метрические концентрометры с сульфид-серебряным и кало­ мельным электродами. Начали применять спектрофотомет­ рические анализаторы для контроля остаточной концент­ рации ксантогената в фильтратах флотационных пульп.

На рис. 54 приведена дифференциальная схема контро­ ля концентрации сульфида натрия в пульпе. Источником э. д. с. служат электроды, погруженные в пульпу. Сущность спектрофотометрического метода заключается в том, что при облучении водного раствора реагента лучи различной энергии не одинаково поглощаются различными ионами. При автоматическом контроле остаточной концентрации ксантогената в пульпе каждый атом, молекула или ион дают характерные частоты в спектрах испускания, поглощения или комбинированного рассеивания. Измерение интенсив­ ности спектральных линий дает возможность установить со­ держание определяемого компонента.

Связь между интенсивностью облучения / 0 и интенсив­ ностью потока, прошедшего через пульпу , / выражается уравнением

164

где k — линейный коэффициент поглощения, зависящий от длины волны и состава вещества (для прозрачного раствора k пропорционально концентрации реагента); х —толщина слоя вещества.

Установка для контроля остаточной концентрации ио­ нов ксантогената состоит из пробоотбирателя пробы пульпы, фотометра для определения концентрации ионов ксантоге­ ната в осветленном фильтрате и вторичного самопишущего прибора.

В качестве источника излучения применяется ртутно­ кварцевая лампа ПРК-4, питаемая через диоды Д7Ж (рис. 54). Стабилизация тока дуги производится криптоновой лам­ пой накаливания Л. Монохронометром служит фильтр из ультрафиолетового стекла УФС-2. Ультрафиолетовый свет поочередно проходит одну половину кюветы (из кварцевого стекла), заполненную контролируемым фильтратом, и вто­ рую, заполненную водой. Диск-перфоратор переключает поток света с частотой 180 гц. Пройдя кювету и составной фильтр, свет попадает на фотоэлемент Ф-4. Логарифмирова­ ние осуществляется с помощью лампы Лг типа 6Н2П. Пере­ менная составляющая с логарифмического диода подается

§ 3. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РЕАГЕНТОВ, ПОСТУПАЮЩИХ НА ОБОГАТИТЕЛЬНУЮ ФАБРИКУ

Контроль качества собирателей. Собирателями называют органические аполярные или гетерополярные вещества, адсорбирующиеся на поверхности флотирующихся зерен полезного ископаемого и понижающие их смачиваемость во­ дой. Наиболее распространенными собирателями являются: ксантогенаты, аэрофлоты, олеиновая кислота, талловое мас­ ло, керосин и др.

Ксантогенаты представляют собой твердые, кристалли­ ческого строения продукты, образующиеся при взаимодей­ ствии спиртов, щелочи и сероуглерода. Технические щелоч­ ные ксантогенаты содержат примеси карбонатов, тиосульфатов, влаги и т. п. Содержание ксантогената в этих продук-

165