Флотація - це

Будь ласка, оформіть її згідно з правилами оформлення статей.

Флотація (фр. Flottation. Від flotter - плавати) - один з методів збагачення корисних копалин. Контроль здійснюється шляхом відмінності здатності мінералів утримуватися на межфазовой поверхні, обумовлений різницею в питомих поверхневих енергіях. Гідрофобні (змочуються погано водою) частинки мінералів вибірково закріплюються на межі поділу фаз, зазвичай газу і води, і відділяються від гідрофільних (добре змочуваних водою) частинок. При флотації бульбашки газу або краплі олії прилипають до погано змочуваним водою частинкам і піднімають їх до поверхні. Флотація застосовується також для очищення води від органічних речовин і твердих суспензій, розділення сумішей, прискорення відстоювання в хімічній, нафтопереробній, харчовій та ін. Галузях промисловості.

Історія питання

У розвитку теорії флотації зіграли важливу роль роботи русявий. физикохимик - І. С. Громека, вперше сформулював в кінці XIX століття основні положення процесу змочування, і Л. Г. Гурвича, який розробив на початку XX століття положення про гидрофобности і гідрофільності. Істотний вплив на розвиток сучасної теорії флотації зробили праці А. Годена, А. Таггарта (США), І. Уорка (Австралія), радянських вчених П. А. Ребіндера. А. Н. Фрумкіна. І. Н. Плаксина, Б. В. Дерягина. професора В. Р. Кривошеїна і інших.

методи флотації

Залежно від характеру і способу утворення міжфазних кордонів (вода - масло - газ), на яких відбувається закріплення поділюваних компонентів (див. Поверхнево-активні речовини) розрізняють кілька видів флотації.

Масляна флотація була запропонована першої, на яку В. Хайнсу (Великобританія) в 1860 році був виданий патент. При перемішуванні подрібненої руди з маслом і водою сульфідні мінерали вибірково змочуються маслом і спливають разом з ним на поверхню води, а порода (кварц. Польові шпати) осідає. ВУкаіни масляна флотація графіту була здійснена в 1904 році в Маріуполі.

Плівкова. Здатність гідрофобних мінеральних часток утримуватися на поверхні води, в той час як гідрофільні тонуть в ній, була використана А. Нібеліусом (США. 1892) і Маквістеном (Великобританія, 1904) для створення апаратів плівковою флотації, в процесі якої з тонкого шару подрібненої руди, що знаходиться на поверхні потоку води, випадають гідрофільні частинки.

Пінна - при якій через суміш частинок з водою пропускають дрібні бульбашки повітря, частинки певних мінералів збираються на поверхні розділу фаз «повітря-рідина», прилипають до бульбашок повітря і виносяться з ними на поверхню в складі трифазної піни (з додаванням піноутворювача, який регулює стійкість піни). Піну надалі згущують і фільтрують. В якості рідини найчастіше використовується вода, рідше насичені розчини солей (поділ солей, що входять до складу калійних руд) або розплави (збагачення сірки).

Для утворення бульбашок пропонувалися різні методи: утворення вуглекислого газу за рахунок хімічної реакції (С. Поттер, США, 1902), виділення газу з розчину при зниженні тиску (Ф. Елмор, Великобританія, 1906) - вакуумна флотація, енергійне перемішування пульпи, пропускання повітря крізь дрібні отвори.

Для проведення пінної флотації виробляють подрібнення руди до крупності 0,5-1,0 мм в разі пріродногідрофобних неметалевих корисних копалин з невеликою щільністю (сірка. Вугілля. Тальк) і до 0,1-0,2 мм для руд металів. Для створення і посилення різниці в гідратірованіем поділюваних мінералів і додання піні достатньої стійкості до пульпи додаються флотаційні реагенти. Потім пульпа надходить у флотаційні машини. Освіта флотаційних агрегатів (часток і бульбашок повітря) відбувається при зіткненні мінералів з бульбашками повітря, що вводиться в пульпу, а також при виникненні на частинках бульбашок газів, що виділяються з розчину. На флотацию впливають іонний склад рідкої фази пульпи, розчинені в ній гази (особливо кисень), температура, щільність пульпи. На основі вивчення мінералого-петрографічного складу збагачуваної корисної копалини вибирають схему флотації, реагентний режим і ступінь подрібнення, які забезпечують досить повне розділення мінералів. Найкраще флотацией поділяються зерна розміром 0,1-0,04 мм. Більш дрібні частинки поділяються гірше, а частки дрібніше 5 мкм погіршують флотацію більших частинок. Негативна дія частинок мікронних розмірів зменшується специфічними реагентами. Великі (1-3 мм) частинки при флотації відриваються від бульбашок і не флотируются. Тому для флотації великих часток (0,5-5 мм) в СРСР були розроблені способи пінної сепарації, при яких пульпа подається на шар піни, що утримує тільки гідрофобізовані частки. З тією ж метою створені флотаційні машини киплячого шару з висхідними потоками аерірованной рідини.

Пінна флотация - набагато більш продуктивний процес, ніж масляна і плівкова флотації. Цей метод застосовується найбільш широко.

Електрофлотація - перспективний метод для застосування в хімічній промисловості. полягає у спливанні на поверхні рідини дисперсних забруднень за рахунок виділення електролітичних газів і флотаційного ефекту.

Для очищення води, а також вилучення компонентів з розбавлених розчинів в 1950-х роках був розроблений метод іонної флотації, перспективний для переробки промислових стоків, мінералізованих підземних термальних і шахтних вод, а також морської води. При іонної флотації окремі іони, молекули, тонкодисперсні опади і колоїдні частинки взаємодіють з флотацій реагентами-збирачами, найчастіше катіонного типу, і витягуються бульбашками в піну або плівку на поверхні розчину. Тонкодисперсні бульбашки для флотації з розчинів отримують також при електролітичному розкладанні води з утворенням газоподібних кисню і водню (електрофлотація). При електрофлотаціі витрата реагентів істотно менше, а в деяких випадках вони не потрібні.

Широке використання флотації для збагачення корисних копалин призвело до створення різних конструкцій флотаційних машин з камерами великого розміру (до 10-30 м³), що володіють високою продуктивністю. Флотаційна машина складається з ряду послідовно розташованих камер з прийомними і розвантажувальними пристроями для пульпи. Кожна камера постачена аеруючими пристроєм і пенос'ёмніком.

Області застосування

У світі завдяки флотації залучаються до промислове виробництво родовища тонковкрапленних руд і забезпечується комплексне використання корисних копалин. Фабрики випускають до п'яти видів концентратів. У ряді випадків хвости флотації не є відходами, а використовуються як будматеріали, добрив для сільського господарства і в ін. Цілях. Флотація є провідним процесом при збагаченні руд кольорових металів. Впроваджується використання оборотної води, що знижує забруднення водойм.

флотореагенти

Існує кілька типів флотореагентов, що відрізняються принципом дії:

Збирачі - реагенти, вибірково сорбує на поверхні мінералу, який необхідно перевести в піну, і додають частинкам гідрофобні властивості. Як збирачів використовують речовини, молекули яких мають дифільну будова: гідрофільна полярна група, яка закріплюється на поверхні частинок, і гідрофобний вуглеводневий радикал. Найчастіше збирачі є іонними з'єднаннями; в залежності від того, який іон є активним розрізняють збирачі анионного і катіонного типів. Рідше застосовуються збирачі, що є неполярними сполуками, не здатними до дисоціації. Типовими збирачами є: ксантогенати і дітіофосфати - для сульфідних мінералів, натрієві мила і аміни - для несульфідних мінералів, гас - для збагачення вугілля.
Витрата збирачів складає сотні грамів на тонну руди;
Регулятори - реагенти, в результаті виборчої сорбції яких на поверхні мінералу, останній стає гідрофільним і не здатним до флотації. Як регулятори застосовують солі неорганічних кислот і деякі полімери;
Піноутворювачі - призначені для поліпшення диспергування повітря і додання стійкості мінералізованих пенам. Піноутворювачами служать слабкі поверхнево-активні речовини.
Витрата піноутворювачів складає десятки грамів на тонну руди.

література

Мещеряков Н. Ф. флотацій машини, М. тисячі дев'ятсот сімдесят дві
Глембоцької В. А. Классен В. І. Флотация, М. 1973
Довідник по збагаченню руд, М. +1974.
Классен В. І. Барський В. І. Лекції проф. Кривошеїна В. Р.