Определяющее руководство по флотационному разделению

1. Что такое флотационное разделение?

Флотационная сепарация в основном относится к пенной флотации, которая основана на различии физических и химических свойств поверхности минералов, с использованием плавучести пузырьков в пульпе для достижения разделения.

Процесс флотационного разделения в основном включает: (1) тонкое измельчение руды с помощью шаровая мельница или стержневая мельница для отделения полезных минералов от пустой породы. (2) Разделить руду на флотационной машине. Отрегулируйте рудную пульпу и добавьте флотореагенты. (3) Проведите флотационную обработку. (4) Фильтровать, концентрировать или высушивать продукт.

Нажмите, чтобы узнать больше о флотационной установке.

2. Процесс и виды флотации

• Положительная флотация: пены, всплывающие на поверхность пульпы, являются полезными минералами, а минералы пустой породы остаются в пульпе.
• Обратная флотация: пены, всплывающие на поверхность пульпы, представляют собой пустые минералы, в то время как полезные минералы остаются в пульпе.
• Дифференциальная флотация: при этом полезные минералы поочередно разделяются на единый концентрат.
• Объемная флотация: она разделяет полезные минералы вместе, а затем по очереди разделяет каждый из них.

3. Значение флотационного разделения

• Это наиболее широко используемый и наиболее эффективный метод обогащения для разделения тонкозернистых и твердых минералов.
• Он занимает важное место в различных методах обогащения с широким спектром применения. Он может перерабатывать цветные металлы, неметаллы и минералы черных металлов.
• По сравнению с гравитационным разделением и магнитная сепарация, более эффективна флотационная сепарация для обогащения руд, особенно мелкозернистых вкрапленных руд. Низкосортное сырье может быть выделено в высокосортный концентрат. Это решает проблему извлечения полезных компонентов из мелкозернистых минеральных частиц, благодаря чему достигается высокая степень извлечения.

4. Как определить плавучесть минерала?

Критерием оценки плавучести минерала является смачиваемость минерала.

Минералы, плохо смачиваемые водой (гидрофобные) (графит, халькопирит, золотая руда и др.), считаются плавучими, или плавучими. В противном случае минералы (например, кварц) трудно флотировать.

Смачивание является основным явлением, происходящим на границе твердое тело-жидкость. Когда каплю жидкости помещают на поверхность минерала, она растекается по поверхности. Это явление называется смачиванием поверхности твердой фазы жидкой фазой.

Если вода может растекаться по поверхности минерала, минерал гидрофильный. В противном случае он гидрофобный. Например, вода может растекаться по поверхности кварца, поэтому кварц гидрофильный. Парафин гидрофобный.

Скорость смачивания очень важна. Поскольку различные минералы имеют разную смачиваемость и скорость, минеральные частицы могут избирательно прикрепляться к пузырькам воздуха. Некоторые флотореагенты могут изменять смачиваемость. Например, тот шеелит (CaWO₄), который адсорбирует олеиновую кислоту, может изменить минерал с гидрофильного на гидрофобный.

5. Поверхностные электрические свойства и плавучесть минералов.

Преимущественная адсорбция, предпочтительная диссоциация и замещение ионов в решетке могут зарядить поверхность минерала в рудной пульпе, что может повлиять на флотируемость некоторых минералов.

• Для оксидных минералов и силикатов, таких как гетит, корунд и кварц, поверхностные электрические свойства сильно влияют на плавучесть. Он заключается в том, что эти минералы будут иметь электростатическую адсорбцию с собирателями. Символы поверхностных электрических свойств связаны со значением pH рудной пульпы.
• Для сульфидных минералов, таких как медь, свинец и цинк, собранных с помощью ксантогената, поверхностные электрические свойства практически не влияют на флотируемость. Это связано с тем, что действие ксантогената с минералами в основном зависит от химического сродства, а не от электростатической силы.
• Кроме того, для несульфидных минералов, собираемых нефтесборщиками, поверхностные электрические свойства не влияют на плавучесть.

6. Адсорбционные формы реагентов на поверхности минералов.

• Молекулярная адсорбция: реагент адсорбируется на поверхности минерала в виде молекул.
• Адсорбция ионов: реагент адсорбируется на поверхности минерала в виде ионов.
• Ионообменная адсорбция: реагент поглощается поверхностью минерала, когда определенный ион в рудной пульпе подвергается эквивалентному обмену с другим ионом на поверхности минерала, имеющим тот же знак заряда.
• Электрическая адсорбция: реагент поглощается поверхностью минерала под действием электростатической силы.
• Полумицеллярная адсорбция: когда массовая доля собирателей длинной углеводородной цепи в пульпе высока, их ионы или молекулы адсорбируются на поверхности минерала. Под действием силы Ван-дер-Ваальса неполярные группы будут ассоциироваться друг с другом.
• Специфическая адсорбция: минеральная поверхность имеет особое сродство к определенному компоненту суспензии для обеспечения адсорбции.

7. Влияние окисления поверхности минерала на плавучесть

Минералы окисляются воздухом при хранении, транспортировании, дроблении и флотации. Окисление минералов, особенно сульфидных руд металлов, может сильно повлиять на флотацию.

Исследования показывают, что некоторые сульфидные минералы обладают лучшей флотируемостью после легкого окисления. Однако, если они чрезмерно окислены, плавучесть снизится.

Воздух оказывает определенное влияние на плавучесть минералов

• Когда минерал измельчается и подвергается воздействию свежей поверхности, он гидратируется при контакте с водой и становится гидрофильным. Однако, когда газ адсорбируется на поверхности минерала, он может ослабить гидратацию, что приводит к начальной гидрофобности поверхности.
• Использование газовых и минеральных поверхностей избирательно. Кислород оказывает большее влияние на минеральную поверхность.
• Роль кислорода способствует гидрофобности сульфидной руды. Однако, если время воздействия слишком велико, поверхность минерала станет гидрофильной. При подходящих условиях адсорбции газа поверхность минерала будет гидрофобной и может флотироваться даже без флотационных реагентов (таких как сухие угольные порошки). А галенит может всплыть только после начального действия кислорода.

Как контролировать степень окисления минералов и регулировать плавучесть?

• Регулируйте скорость перемешивания шлама и контролируйте время флотации. Доказано, что скорость и продолжительность перемешивания воздуха важны для контроля степени окисления минералов.
• Отрегулируйте аэрацию резервуара для пульпы и флотационной машины.
• Отрегулируйте значение pH рудной пульпы.
• Добавьте окислитель или восстановитель, чтобы стимулировать или ингибировать окисление поверхности минерала.

8. Селективная флокуляция

Селективная флокуляция позволяет эффективно отделять мелкозернистые минералы.

Его принцип заключается в добавлении флокулянта в суспензию, содержащую два и более состава. Флокулянт избирательно адсорбируется на поверхности определенного минерального состава, что способствует его флокуляции и осаждению. Остальные композиции по-прежнему сохраняют стабильное дисперсионное состояние для достижения разделения минералов.

Селективную флокуляцию можно разделить на четыре этапа:

Шаг 1. Добавьте диспергатор

Диспергатор, такой как жидкое стекло, может полностью диспергировать полезные минеральные композиции в рудной пульпе, чтобы они не имели адгезии и связи друг с другом, тем самым создавая лучшие условия для избирательной флокуляции.

Шаг 2. Добавьте флокулянт

Флокулянт избирательно адсорбируется на поверхности целевых минералов и при этом соединяется с другими минеральными частицами, образуя более крупные, рыхлые и пористые хлопья, которые оседают в пульпе.

Шаг 3. Перемешайте рудную пульпу

При перемешивании рудной пульпы обратите внимание на следующие моменты. Перемешивание обычно проводится в несколько этапов: сначала быстрое перемешивание для полного диспергирования реагентов, а затем полное перемешивание для облегчения избирательной флокуляции минералов. Рудная пульпа должна быть разбавлена, чтобы улучшить чистоту флокулянта и уменьшить прилипание других минералов. Хлопья не должны быть слишком большими, чтобы не уносились примеси.

Шаг 4. Урегулирование и разделение

Когда хлопья достигают определенного размера, проводят осаждение и сепарацию. Обратите внимание на время и скорость зачисления.

Скорость осаждения должна быть медленной, чтобы примеси не переносились в осадок. Иногда для удаления примесей из хлопьев можно использовать слабый поток воды.

время расчета должно быть подходящим. Если время слишком короткое, продукт будет чище, но это повлияет на скорость извлечения. Если время слишком велико, примеси также осядут, что повлияет на качество минерала. Кроме того, если первая флокуляция не соответствует требованиям к продукту, процесс флокуляции можно провести повторно.

9. Трехфазная система флотационной сепарации

Трехфазная система флотации включает твердую фазу, жидкую фазу и газовую фазу.

Твердая фаза относится к тонкоизмельченным минеральным частицам. Жидкая фаза относится к воде и раствору. Газовая фаза относится к дисперсным пузырькам.

Характеристики твердой фазы

• Часто бывает несколько полезных минералов и пустой породы, связанных вместе, с очень многими типами и составами минералов. По форме частицы руды бывают квадратными, столбчатыми, чешуйчатыми и неправильно-угловатыми.
• Имеет широкий диапазон размеров частиц. Самый большой размер частиц может достигать от 0,8 до 1 мм, а самый маленький размер частиц менее 5 мм.
• Он содержит большое количество рудных частиц с большой площадью поверхности. Каждый литр рудной пульпы может содержать десятки миллионов или даже почти 100 миллионов мелких частиц, поэтому площадь поверхности твердой фазы велика.

Характеристики жидкой фазы

• Вода может взаимодействовать с твердой и газовой фазами в рудной пульпе, так как руда часто содержит различные растворимые соли, способные растворяться в воде.
• Промышленная природная вода часто содержит некоторое количество растворимых солей.
• В воде растворены кислород, азот и углекислый газ. Следовательно, жидкая фаза представляет собой не просто воду, а, по существу, раствор, который может сильно влиять на флотацию.

Характеристики газовой фазы

• Воздух появляется в виде мелкодисперсных пузырьков в рудной пульпе, которые могут уносить минеральные частицы во всплывающее состояние.
• Воздух может многократно растворяться и осаждаться в пульпе.
• Кислород в воздухе может сильно повлиять на плавучесть минералов.

10. Как увеличить скорость флотации?

Скорость флотации относится к времени флотации, когда достигается определенная скорость извлечения или удельная производительность флотационной машины. Таким образом, повышая скорость извлечения или сокращая время флотации, можно увеличить скорость флотации.

Необходимо принять меры для увеличения скорости флотации:

1. 1Добавьте соответствующее количество реагентов, особенно количество пенообразователя.
2. 2В соответствующем диапазоне увеличьте скорость рабочего колеса флотационной машины и уменьшите глубину канавки, чтобы уменьшить зазор между рабочим колесом и крышкой.
3. 3Как можно скорее пропустите рудную пульпу через флотационный резервуар. Последовательный бак быстрее, чем параллельный.
4. 4Выбранный резервуар должен быть соответствующего размера.
5. 5Плотность пульпы должна быть соответствующей. Более густая пульпа полезна для процесса флотации, но слишком толстая повлияет на качество концентрата и степень извлечения.

11. Флотореагенты

Правильное использование флотационных реагентов означает выбор правильной системы реагентов перед процессом флотации.

Система флотационных реагентов относится к набору правил, регулирующих тип, дозировку, место дозирования и метод дозирования флотационных реагентов.

Нажмите, чтобы узнать больше о флотореагенты.

Типы реагентов

К флотореагентам в основном относятся пенообразователи, собиратели и регуляторы.

• Пенообразователи предназначены для создания стабильного слоя пены, способного плавать на поверхности минералов. К пенообразователям относятся скипидар, крезол, спирт и др.
• Коллекционеры стремятся собирать целевые минералы, повышая гидрофобность, чтобы частицы минерала прилипали к пузырькам воздуха. Обычными собирателями являются аэрофлот, ксантогенат, дифенилтиомочевина, жирная кислота, жирный амин и минеральное масло.
• Регуляторы стремятся изменить свойства минералов, отрегулировать взаимодействие между минералами и коллекторами, а также отрегулировать свойства пульпы. К обычным регуляторам относятся регуляторы рН (карбонат натрия, серная кислота, диоксид серы и др.), активаторы (сульфат меди, сульфид натрия и др.) и ингибиторы (известь, желтая пруссия соды, сульфид натрия и др.).

О ксантате

Ксантогенат является собирателем сульфидной руды с высокой улавливающей способностью. Его химическое название гидрокарбилдитиокарбонат, включая этилксантогенат, бутилксантогенат, амилксантогенат и т. д. Это желтый кристаллический порошок с раздражающим действием, его следует хранить в прохладном и сухом месте.

Дозировка флотореагентов

Дозировка реагента должна быть соответствующей.

Недостаточная или чрезмерная дозировка приводит к низкой степени извлечения и влияет на качество концентрата. Чрезмерная дозировка также увеличивает стоимость обогащения.

Приготовление флотореагентов

Разведите твердые реагенты в жидкости для легкого добавления.

Подготовка реагентов зависит от их свойств, функций и способов их добавления. Один и тот же реагент может отличаться по количеству использования и эффекту из-за разных способов приготовления.

Реагенты (такие как ксантогенат, аэрофлот, карбонат натрия и сульфат меди) с плохой растворимостью в воде следует готовить в виде водных растворов с концентрацией от 2% до 10%.

Нерастворимые реагенты, такие как аминовые собиратели, следует сначала растворять в растворителях, а затем готовить в виде водного раствора. Терпеновое масло, aerofloat 31 и олеиновую кислоту можно добавлять напрямую.

Для свободно растворимых реагентов при больших количествах использования концентрация колеблется от 10 до 20%. Например, сульфид натрия готовят в виде 15% водного раствора. Реагенты, нерастворимые в воде, можно растворить с использованием органического растворителя, чтобы получить раствор с низкой концентрацией.

Как добавить флотореагенты?

Порядок добавления флотореагентов:

• Для флотации сырой руды: регуляторы pH, депрессанты или активаторы, пенообразователи и собиратели.
• Для флотации депрессированных полезных ископаемых: активаторы, пенообразователи, собиратели.

Способы добавления реагентов:

Флотационные реагенты можно добавлять одновременно или по отдельности.

• Стабильные водорастворимые реагенты, которые плохо уносятся пеной, могут быть добавлены ко всем реагентам за один раз перед предварительным концентрированием.
• Реагенты, которые легко уносятся пеной или реагируют с мелочью и растворимыми солями, добавляют поэтапно.