Сутність процесу і його види.

Флотаційний процес збагачення корисних копалин заснований на вибірному прилипанні часток матеріалу до поверхні розділу двох фаз (на використанні розходжень у природній або штучно створюваній змочуваності природних матеріалів). У практичних умовах в якості рідкої фази використовується вода, газоподібної фази - повітря, твердої - поділювані мінерали.

Залежно від змочуваності водою мінерали діляться на дві групи:

- гідрофільні або змочувані водою;

- гідрофобні або незмочувані водою.

Сутність флотаційного процесу поділу мінералів полягає в наступному. Пульпу (суміш тонкоподрібнених часток мінералів і води) обробляють спеціальними флотаційними реагентами для посилення розходження в змочуваності мінералів.

Потім пульпу перемішують і насичують повітряними бульбашками, які при спливанні зіштовхуються з мінеральними частками.

Частки, не змочувані водою, при контакті з повітряними бульбашками утворюють агрегати «частка-бульбашка», загальна густина яких менше, ніж густина пульпи. Такий агрегат спливає й утвоює на поверхні пульпи шар минерализованной піни. Ця піна видаляється з поверхні пульпи і являє собою продукт, збагачений певним мінералом.

Частки, що змочуються водою, при контакті з повітряними бульбашками не прилипають до них і залишаються в об’ємі пульпи.

Якщо в пінний продукт витягаються коштовні мінерали, то флотація називається прямою. При зворотній флотації в пінний продукт витягаються мінерали порожньої породи.

Процес здійснюється у водному середовищі й застосовується для поділу тонкоподрібнених (до крупності менше 0,5 мм) корисних копалин незалежно від їхньої густини, магнітних, електричних й інших властивостей. Така універсальність методу пов'язана з регулюючими можливостями споживаних флотореагентів - речовин, що збираються на поверхні розділу «тверде тіло-рідина» і на границі розділу «рідина-повітря». Вони здатні вибірково абсорбуватися на поверхні мінералів (поглинатися цією поверхнею) і зменшувати або збільшувати міру їх змочуваності.

За характером свого впливу флотореагенти підрозділяються на:

- збирачі (колектори), що безпосередньо взаємодіють з поверхнею мінералів. Вони погіршують змочуваність поверхні мінералів водою (підвищують її гідрофобність) і скорочують час (збільшують швидкість) прилипания частки до бульбашки повітря. Дія збирачів недостатньо селективна й може приводити до одночасної флотації декількох мінералів. В якості збирачів використовують деякі кислоти, риб'ячі жири, мила, масла, гудрон, асидол;

- реагенти, які збільшують або зменшують змочуваність;

- спінювачі (піноутворювачі), які стабілізують процеси диспергування повітря й піноутворення;

- реагенти, що збільшують стійкість піни на границі розділу «вода-повітря»;

- активатори (прискорювачі процесів). Вони поліпшують умови взаємодії збирачів з поверхнею мінералів;

- депресори (сповільнювачі процесів). Їхня дія протилежна дії збирачів, вони поліпшують змочуваність мінералу водою й застосовуються для погіршення або повного припинення процесу флотації;

- регулятори середовища (модифікатори), що змінюють властивості збирачів. Вони можуть підсилювати або послабляти дію збирачів, поліпшуючи виділення в пінний продукт будь-якого одного або групи мінералів

- допоміжні реагенти, призначені для корекції рН середовища, зміни структури піни, гасіння її й ін.

Застосовуються кілька видів флотаційних процесів. Коли частки мінералів закріплюються на границі розділу «масло-вода», має місце масляна флотація, при закріпленні часток у поверхневому шарі рідини - плівкова флотація, при закріпленні часток на бульбашках газу, що утворюються в пульпі, - пінна флотація, у пінному шарі - пінна сепарація.

Плівкова флотація заснована на здатності мінералів, що не змочуються або погано змочуються, утримуватися на водному дзеркалі за рахунок сил поверхневого натягу. При цьому інші зерна тонуть у рідині й у такий спосіб відбувається поділ суміші на концентрат і відходи або ж на ряд продуктів різної якісної характеристики. У наш час цей принцип флотації застосовується при флотогравітаційному способі збагачення.

Масляна флотація полягає у вибірному злипанні погано змочуваних водою часток із крапельками масел, що подаються в пульпу. Комплекси «мінерал-масло», що утворюються при цьому, спливають на поверхню, тому що в порівнянні з водою їхня густина стає меншою. Зерна, які не взаємодіють з маслом, залишаються в суміші у зваженому стані.

Різновидом масляної флотації можна вважати збагачення на жирових поверхнях, де також використовується поверхня розділу «жир-вода». У цьому випадку до твердої поверхні, покритої в’язким жиром, вибірково прилипають гідрофобні частки мінералів.

Пінна флотація заснована на здатності мінералів, що не змочуються водою, прилипати до бульбашек повітря або газу й спливати разом з ними на поверхню, де накопичується пінний продукт - концентрат компонента, що піддається флотації. Однак, це не завжди можуть бути корисні мінерали. Так, при певному сполученні флотореагентів у пінний продукт буде виділяться коштовний продукт, при іншому - порожня порода. У першому випадку, як уже було сказано, флотацію називають прямою, у другому – зворотною. Крупность часток – від 3 до 10^-4 мм. Пінна флотація одержала найбільш широке практичне застосування.

При пінної сепарації компонент, що не змочується, прилипає до повітряних бульбашек і утримується в пінному шарі, а той, що змочується, - проходить крізь нього. Пульпа подається зверху і як би фільтрується через цей пінний шар, залишаючи в ньому мінерали, що піддаються флотації.

Гідрофобними мінералами в основному є коштовні компоненти корисних копалин. Гідрофільними - головним чином порожня порода.

Дата добавления: 2015-08-18