Файл: Самостоятельная работа 2 По дисциплине Технология обогащения неметаллических полезных ископаемых.ppt
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.02.2024
Просмотров: 10
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
- МИНИСТЕРСТВО ВЫСЩЕГО И СРЕДНЕ-СПЕЦИАЛЬНОГО
- ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
- НАВОИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
- ХИМИКО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
- КАФЕДРА «МЕТАЛЛУРГИЯ»
- Самостоятельная работа №2
- По дисциплине «Технология обогащения неметаллических полезных ископаемых»
- На тему: Реагенты, применяемые при флотационном обогащении, и повышение их эффективности в процессе.
- Подготовила ст.группы 24-19 ОПИ Серикова Фариза
- Принял: Хужамов У.У.
- Тема: Реагенты, применяемые при флотационном обогащении, и повышение их эффективности в процессе.
- План:
- Назначение и классификация флотационных реагентов.
- Собиратели.
- Пенообразователи.
- Регуляторы.
- Заключение.
- Список использованной литературы.
- Назначение и классификация флотационных реагентов.
- Флотореагенты — химические соединения, способствующие избирательному прилипанию пузырьков воздуха к минеральным частицам и осуществлению флотации определенных компонентов.
- В зависимости от целевого назначения Флотореагенты делят на три класса — собиратели, пенообразователи, регуляторы. Результаты флотационного обогащения в значительной степени определяются реагентным режимом флотации — ассортиментом и способом применения реагентов; один и тот же результат флотации может быть получен при различных реагентных режимах. Реагентный режим флотации преимущественно определяется типом и характеристикой полезного ископаемого, степенью его измельчения и кондициями, предъявляемыми к продуктам обогащения.
- Простейший реагентный режим определяется дозировкой одного пенообразователя или реагента со смешанными функциями собирателя-пенообразователя. В современной практике флотации такие режимы редки.
- Обычно при флотации одновременно применяют несколько реагентов, действие которых взаимосвязано и зависит от концентрации каждого из них. Превышение сверх необходимого расхода реагента одного класса требует повышения расхода реагентов других классов и может привести к ухудшению технологических показателей. Минимально возможные расходы реагентов обеспечивают наименьшие затраты на переработку минерального сырья и лучшие результаты флотации. Необходимый расход реагентов определяют с помощью лабораторных флотационных опытов, уточняют в полупромышленных и промышленных условиях.
- 2.Собиратели
- Собиратели — органические вещества, закрепляющиеся преимущественно на поверхности раздела твердое — жидкость.
- Назначение собирателей — гидрофобизация минеральной поверхности (понижение ее смачиваемости водой), увеличение скорости и прочности прилипания частиц к пузырькам воздуха.
- Гидрофобизация минералов основана на физико-химических процессах образования поверхностных гидрофобных соединений. При подборе селективных реагентов-собирателей исходят из представлений о химическом взаимодействии собирателя с ионами кристаллической решетки минерала (окислительно-восстановительные и обменные химические реакции, реакции комплексообразования).
- Молекулы или ионы собирателей (за исключением чистых углеводородов и некоторых др.) являются полярно-аполярными (дифильными). Полярная часть собирателя, обладая сродством к минералу, определяет прочность закрепления реагента на минеральной поверхности и селективность его действия на различные минералы.
- Ксантогенат калия (натрия) бутиловый используется для применения в качестве реагента-собирателя при флотации руд тяжелых цветных металлов, руд благородных и редких металлов, самородной меди. Эффективен для флотации всех сульфидов, а также окисленных минералов свинца и меди после их сульфидизации в гидрометаллургической промышленности. Химическая формула: C5H9OS2K (калий), C5H9OS2Na (натрий). Упаковка: Ксантогенат калия (натрия) бутиловый упаковывают в мешки по 40 кг нетто или в металлический барабан по 120 кг нетто. Хранят в упаковке изготовителя в закрытых, прохладных, проветриваемых складских помещениях.
- При подборе селективных собирателей для флотации металлических полезных ископаемых руководствуются сродством некоторых органических соединений к металлам и проводят допускаемую аналогию между избирательностью взаимодействия органических реагентов с катионами металлов в растворе и кристаллической решетке минерала * (предполагается, что на поверхности минерала имеются ненасыщенные связи). Многие собиратели содержат те же функциональные группы, что и используемые в аналитической химии органические соединения (металлы как объекты флотации и аналитических определений совпадают): ксантогенаты, дитиофосфаты, диалкилтиокарбаматы (в практике обогащения «диалкилтионо-карбаматы»), тиомочевина , ветлужское масло и др.
- В качестве собирателей эффективны комплексообразующие реагенты, избирательно образующие хелаты с ионами тяжелых металлов (гидрофобизация основана на взаимодействии хе-латообразующих группировок с ионами металлов в кристаллической решетке минерала с образованием прочных нерастворимых комплексов).
- Поиск новых селективных собирателей рекомендуется проводить среди хелатообразующих органических соединений, содержащих электронодонорные атомы азота, кислорода, серы, фосфора и галоидов. Целенаправленный выбор лигандов (хелатообразующая группа атомов) позволяет разрабатывать реагенты заданной структуры с определенной вероятностью их флотационной активности.
- Рекомендуемые направления изысканий в области реагентов-собирателей:
- первичные собиратели для прямой или обратной флотации основного компонента (нескольких компонентов, в том числе сопутствующих);
- дополнительные собиратели (способствуют снижению расхода основного собирателя и повышению извлечения флотируемого компонента, особенно частиц крайних размеров — крупных и шламистых);
- сочетания (смеси) собирателей (особенно различной природы) ;
- расширение области флотационного применения того или иного собирателя;
- дешевые заменители стандартных реагентов на базе отходов различных производств;
- повышение эффективности действия собирателей различными методами (подача в виде раствора в водонесмешиваю-щемся органическом растворителе, добавки поверхностно-активных веществ, электрохимическая, ультразвуковая, тепловая, бактериальная обработка и пр.).
- Среди ионогенных различают анионные собиратели (гидрофобизирующий ион — анион) и катионные (гидрофобизирующий ион — катион).
- 3.Пенообразователи
- Пенообразователи — поверхностно-активные органические вещества, адсорбирующиеся преимущественно на поверхности раздела жидкость — газ.
- Назначение пенообразователей — способствовать образованию в объеме пульпы воздушных пузырьков с определенными свойствами, а на поверхности пульпы — достаточно устойчивого пенного слоя необходимого строения.
- Молекулы пенообразователей являются полярно-аполярными (дифильными). Полярная часть может быть представлена гидроксилом, карбонилом, сульфогруппой, аминогруппой и др.
- Адсорбция пенообразователей на разделе жидкость — газ подчиняется уравнению Гиббса.
- Пенообразователи оказывают следующее действие: способствуют диспергированию воздуха во флотационной машине; препятствуют коалесценции воздушных пузырьков; снижают скорость подъема пузырьков воздуха в пульпе (приблизительно в 2 раза), способствуя их лучшей минерализации; увеличивают силу прилипания пузырьков к флотирующимся минеральным частицам; способствуют образованию трехфазной флотационной пены определенных свойств и характера.
- Пенообразующая способность реагентов зависит от их природы и концентрации. В ряду нормальных спиртов наибольшим пенообразующим действием обладает октиловый спирт, затем гептиловый и гексиловый; в ряду низших фенолов — крезол, затем ксиленол и фенол. Наиболее сильные пенообразователи из применяемых в практике — ТЭБ и ОПСБ. Чем сильнее пенообразователь, тем меньший его расход требуется для флотации. Расход пенообразователя должен поддерживаться на минимально необходимом уровне во избежание снижения качества концентратов и увеличения объема флотируемой пульпы из-за повышенного выхода промпродукта.
- Каждый пенообразователь индивидуально влияет на характер распределения воздушных пузырьков в пульпе по крупности. Наиболее флотационно активны пузырьки диаметром 0,6— 1,2 мм. Крупные пузырьки обладают достаточной подъемной силой для извлечения крупных минеральных частиц и сростков, но вследствие больших скоростей подъема их время контакта с частицами невелико и они малоэффективны. Тонкие и сверхтонкие пузырьки находятся в пульпе значительное время, способствуют прикреплению к частицам пузырьков более крупных размеров, но сами по себе плохо флотируют минеральные частицы даже средней крупности.
- С уменьшением размера воздушных пузырьков возрастает стабильность пены. Флотирующиеся минеральные частицы также стабилизируют пену. Наоборот, тонкие гидрофобные осадки, образующиеся в пульпе при взаимодействии собирателя с ионами тяжелых металлов, оказывают пеногасящее действие. Растворение гидрофобных осадков или их превращение в гидрофильные под действием регуляторов приводит к усилению пенообразования (например, пенообразование увеличивают добавки хромпика в случае образования ксантогенита свинца, добавки сернистого натрия в случае образования ксантогенатов тяжелых цветных металлов и др.; добавка сернистого натрия при расходе 5—10 г/т в основную флотацию чисто сульфидной руды позволяет иногда сократить на 25—30 % расход пенообразователя).
- Для флотации минерального сырья предложено более двухсот пенообразователей.
- По классам химических соединений реагенты-пенообразователи делят на спирты, фенолы, кислоты, эфиры, гетероциклические, кремнийорганические и серосодержащие соединения; в группу «Разные» включены используемые в качестве пенообразователей единичные представители других классов органических соединений и реагенты сложного и неустановленного состава (побочные продукты и отходы химических производств, продукты взаимодействия различных органических соединений и т. п.).
- Эффективность флотационного применения пенообразователей зависит от рН пульпы. Условно пенообразователи можно разделить на три группы: кислые, обладающие максимальным пенообразующим действием в кислой среде (фенолы); основные, обладающие максимальным пенообразующим действием в щелочной среде (некоторые гетероциклы); нейтральные, пенообразующее действие которых практически не зависит от рН (спирты, эфиры). Практически по масштабам потребления наиболее важны нейтральные пенообразователи.
- Кроме того, можно выделить группу реагентов, выполняющих при флотации роль модификаторов пены (используют для изменения устойчивости и структуры пены). В качестве модификаторов пены рекомендуются древесный креозот, синтекс Л, масло Баррет, эмульсол Х-1, эксфоум 636 гидропероксиды.
- Выбор пенообразователя зависит от многих факторов, в первую очередь определяется характером минерального сырья и степенью его измельчения.
- В общем случае при флотации полиметаллических руд для лучшего разделения необходимо применять слабые пенообразователи при максимально возможном расходе, а при флотации монометаллических руд — сильные пенообразователи, что должно способствовать повышению скорости флотации. Сильные пенообразователи рекомендуется также применять в случае более грубого рудного измельчения, особенно при использовании углеводородных масел, оказывающих пеногасящее действие.
- 4.Регуляторы
- Регуляторы, — флотационные реагенты, применяемые в дополнение к собирателям и пенообразователям для повышения селективности флотации или повышения извлечения минералов. Регуляторами флотации могут быть как неорганические, так и органические вещества.
- Для флотации минерального сырья предложено около четырехсот регуляторов.
- В определенных условиях один и тот же регулятор может выполнять различные функции.
- В зависимости от целевого назначения в процессе флотации в каждом конкретном случае различают регуляторы активирующего, депрессирующего или подавляющего действия и регуляторы среды.
- Регуляторы активирующего действия (активаторы) применяют при флотации минералов, извлечение которых одним собирателем и пенообразователем затруднено.
- Регуляторы депрессирующего действия (депрессоры, или подавители) применяют при флотационном раз-.] делении минералов, когда их флотируемость мало или совсем недостаточно отличается друг от друга с данным собирателем.
- Регуляторы среды применяют для создания оптимального рН пульпы, нейтрализации вредного влияния шламов, коллоидов и растворимых солей.
- Активирующее действие регуляторов флотации, способствующее улучшению флотируемости минералов, может быть связано:
- с очисткой поверхности минерала удалением окисленных пленок и шламовых покрытий, а также изменением химического состава поверхностного слоя, например, кислотная обработка ильменита, корунда, топаза, турмалина, вольфрамита, флюорита, берилла, окисленной поверхности пирита и халькопирита;
- адсорбцией ионов, способствующих последующему взаимодействию минерала с собирателем, например, адсорбция катионов меди, свинца, серебра и ртути на сфалерите, иона меди на молибдените, ионов двухвалентного железа и марганца на вольфрамите, ионов тяжелых металлов на силикатах и оксидах, сульфид-иона на окисленных минералах тяжелых цветных металлов;
- осаждением или связыванием в комплексные соединения ионов, затрудняющих закрепление собирателя на поверхности минерала, например, осаждение избытка сернистых и гидросернистых ионов солями тяжелых металлов, связывание ионов циана в малодиссоциированную синильную кислоту снижением рН и др.;
- улучшением пенообразующей способности флотационной суспензии, например, добавка сернистого натрия при наличии в пульпе тонких гидрофобных осадков ксантогенатов тяжелых цветных металлов, добавка конденсированных фосфатов для связывания поливалентных катионов при мыльной флотации и др.;
- изменением электростатического состояния поверхности минерала и строения двойного электрического слоя, приводящих к уменьшению гидратации минеральной поверхности и способствующих закреплению собирателя;
- изменением рН пульпы.
