Збагачення флотацией - студопедія

Флотацій ЗБАГАЧЕННЯ

Флотаційні методи збагачення - це процеси поділу корисних копалин, засновані на відмінності фізико-хімічних властивостей поверхні мінералів, що розділяються.

Ці властивості проявляються в різній здатності мінералів закріплюватися на кордоні розділу фаз.

Фазою називається частина різнорідної системи, яка відокремлена від інших частин видимою межею розділу і має однаковими хімічними і термодинамічними властивостями.

Різна здатність утримуватися на межфазовой поверхні визначається смачиваемостью частинок.

Відомі речовини, добре змочуються водою. Вони називаються гідрофільними, що в перекладі з грецького означає «люблячі воду». Наприклад, на склі крапля води добре розтікається по його поверхні.

І є такі речовини, які не змочуються або погано змочуються водою, тобто «Боятися води». Вони називаються гідрофобними. Наприклад, найбільш гідрофобними речовинами є парафін і тефлон, крапля води на них не розтікається, а зберігає округлу форму.

Тому, в іншому формулюванні:

Флотація - це метод збагачення корисних копалин у водному середовищі, який заснований на відмінності в змочуваності водою частинок поділюваних компонентів.

Серед гідрофобних речовин багато і таких, які добре змочуються маслом, тобто олеофільний.

У Геродота є опис методу виловлювання золотих частинок гусячими перами, змоченими жиром.

Цей процес знаходить застосування і в даний час, правда, не для вилучення золота, а виділення тонких частинок алмазів (олеофільний частинок).

Якщо через поверхню, оброблену жиром, пропустити пульпу з алмазоносних піском, то кристалики алмазів, вибірково змочуючи жирової поверхнею, прилипають до неї. Для того щоб прилипання було більш надійним, поверхня алмазів попередньо покривають жировою плівкою. Це здійснюється просто - перемішують трохи жиру з пульпою, що містить подрібнену руду. Жир (масло) вибірково прилипає тільки до олеофільним часткам алмазу, іншими мінерали несуться водою.

Другий етап розвитку методу - масляна флотація. Як і збагачення на липких поверхнях, метод заснований на явищі змочування, але з істотною особливістю - з виборчим спливанням несмачіваемих середовищем мінералів. Процес простий - перемішування подрібненої руди, води і масла в ємності. Частинки масла змочують олеофільние частки, збираються у великі краплі і спливають на поверхню води (не забуваємо, що масло легше води). Верхній шар пульпи знімається, утворюючи концентрат. Частинки пустої породи (гідрофільні), що не змочені маслом, залишаються у воді (відходи).

Масляна флотація має низьку продуктивність і велика витрата масла, тому широкого застосування не отримала. Вона може застосовуватися при доведенні концентратів рідкісних металів.

Найбільш поширена пінна флотація.

В принципі байдуже, в якому середовищі розділяти мінерали по смачиваемости, аби вони змочувалися по-різному. Розвиток техніки збагачення призвело до найпростішого варіанту, при якому смачиваемость водою частинок протиставляється їх взаємодії з повітряним бульбашкою, спливаючих в пульпі. Це і є суть пінної флотації.

Образно кажучи, якщо гідрофобні речовини «боятися» води, то вони «люблять» повітря.

Іншими словами, повітря здатний витіснити з гідрофобною поверхні водну плівку і, отже, закріпитися на ній.

Таким чином, якщо в пульпу, що містить гідрофільні і гідрофобні частки, додати бульбашки повітря, то отримаємо картину, зображену на рис. 10.1 (флотація - від англ. Flotation - спливання, утримування на поверхні води).

Таким чином, в процесі пінної флотації беруть участь три фази:

- тверда - корисна копалина (розміром до 0,5 мм),

- газоподібна - бульбашки повітря.

Пульпа насичується бульбашками повітря, тобто здійснюється аерація пульпи. Повітря може засмоктуватися з атмосфери і диспергувати в пульпі спеціальними механічними аераторами або в пульпу вдувається стиснене повітря.

Гідрофобні частинки закріплюються на бульбашках повітря і виносяться ними на поверхню пульпи, утворюючи шар мінералізованої піни - пінний продукт, як правило, це концентрат. Гідрофільні частки залишаються в пульпі і утворюють камерні продукт - відходи (їх часто називають «хвостами»).

У пінної флотації, є істотний недолік - це неможливість виділення в концентрат частинок більше 0,5 мм. Це пов'язано з діючими на комплекси бульбашка-частка гравітаційними і гідродинамічними силами.

Для виділення більших частки - від 0.5 до 3 мм розроблена різновид пінної флотації - пінна сепарація.

Принцип методу полягає в тому, що на відміну від звичайної флотації свіжа пульпа подається не в подпенную зону, а безпосередньо на товстий шар стійкої піни, попередньо отриманий, наприклад, подачею повітря через пористе дно апарату.

Гідрофобні частинки затримуються піною і вивантажуються з нею через поріг пінного сепаратора. Так як піднімати з глибини машини частки немає необхідності, підвищується крупність видобутих гідрофобних частинок. Гідрофільні частки, проходячи через шар піни, осідають в нижню частину машини.

В даний час флотация - один з основних методів збагачення корисних копалин.

Вони широко застосовується для збагачення більшості руд кольорових і рідкісних металів, апатитових, фосфорітових, баритових, графітових та інших руд, полевошпатового сировини і вугільних шламів.

Процес також застосовується для очищення води від органічних речовин (нафти, масел); бактерій; тонкодисперсних опадів солей і ін.

Крім гірничопереробна галузей флотация використовується в харчовій, хімічній та інших галузях для очищення промислових стоків, прискорення відстоювання, виділення твердих суспензій і емульгованих речовин і.т.п. Широке застосування флотації призвело до появи великої кількості модифікацій процесу за різними ознаками.