Овладейте използването на флотационни реагенти: подобрете точността на откриване на минерален състав

В областта на преработката на минерали и геоложкия анализ, правилното използване на флотационни реагенти е от решаващо значение за точното определяне на минералния състав. Флотацията е широко прилаган физикохимичен процес за отделяне и обогатяване на минерали, който се основава на разликите във физикохимичните свойства на минералните повърхности. Чрез добавяне на реагенти може да се регулира хидрофилността или хидрофобността на минералните повърхности, което позволява отделянето на целевите минерали от пустата пуста скала.

Тази статия ще представи поредица от практически оперативни съвети, които да помогнат на лабораторните техници и минните инженери да оптимизират процеса на флотация, подобрявайки точността и повторяемостта на резултатите от теста.

Първо, нека започнем с основните видове флотационни реагенти – колектори , пенообразуватели и модификатори . Всеки реагент играе уникална роля във флотационния процес. Колекторите повишават хидрофобността на минералите, като насърчават тяхното прикрепване към въздушните мехурчета; пенообразувателите спомагат за стабилизирането на слоя пяна, позволявайки обогатените минерали лесно да се отделят от суспензията; модификаторите се използват за регулиране на pH или йонната сила на суспензията, създавайки оптимални условия за флотация на минерали.

С непрекъснатия технологичен напредък, видовете и приложенията на флотационните реагенти също се разширяват. Правилният избор и употреба на тези реагенти може не само да подобри степента на добив и степента на минералите , но и да донесе значителни ползи по отношение на опазването на околната среда и контрола на разходите.

Как да използвате правилно флотационните реагенти?

Видове реактиви

Видовете реагенти, използвани във флотационните инсталации, зависят от фактори като свойства на рудата, поток на процеса и броя на желаните минерални продукти. Обикновено те се определят чрез тестове за селективност на руда или полупромишлени тестове.

Реагентите могат да бъдат широко категоризирани в три основни типа въз основа на техните функции:

1. Пенообразуватели: Органични повърхностноактивни вещества, които се разпределят на границата вода-въздух. Те се използват за генериране на слой пяна, който може да разпръсква минералите. Често срещани пенообразуватели включват борово масло, крезилова киселина и алкохоли.

2. Колектори: Тяхната функция е да улавят целевите минерали, променяйки хидрофобността на минералните повърхности, за да позволят на плаващите минерални частици да се прилепят към въздушните мехурчета. Въз основа на тяхната природа, колекторите могат да бъдат разделени на неполярни колектори, анионни колектори и катионни колектори. Често използваните колектори включват черно лекарство, жълто лекарство, бяло лекарство, мастни киселини, мастни амини и минерални масла.

3. Модификатори: Модификаторите включват активатори и инхибитори, които променят свойствата на минералните повърхности, влияейки върху взаимодействието между минералите и колекторите. Модификаторите включват също агенти, използвани за промяна на химичните или електрохимичните свойства на водната среда, като например регулатори на pH и състоянието на колекторите. Видовете модификатори включват:

• Регулатори на pH: вар, натриев карбонат, сярна киселина, серен диоксид.

• Активатори: Меден сулфат, натриев сулфид.

• Инхибитори: Вар, жълта кръвна сол, натриев сулфид, серен диоксид, натриев цианид, цинков сулфат, калиев дихромат, водно стъкло, танин, разтворими колоиди, нишесте, синтетични полимери и др.

• Други: Омокрящи агенти, флотационни агенти, солюбилизатори и др.

Дозировка на реагента

Дозировката на реагентите по време на флотацията трябва да бъде прецизна; недостатъчните или прекомерни количества могат да повлияят на показателите за обработка на минералите. Прекомерната употреба също може да увеличи разходите за обработка.

Връзка между дозата на реагента и показателите за флотация:

• Недостатъчната доза на колектора може да доведе до неадекватна хидрофобност на минералите, намалявайки степента на добив. Обратно, прекомерните количества могат да понижат качеството на концентрата и да усложнят разделянето и флотацията.

• Недостатъчното дозиране на пенообразувателя може да доведе до лоша стабилност на пяната, докато прекомерните количества могат да причинят феномен на „преливане“.

• Твърде малката доза активатор може да доведе до лошо активиране, докато твърде високата може да наруши селективността на флотационния процес.

• Недостатъчната доза инхибитор може да понижи качеството на концентрата, докато прекомерните количества могат да потиснат минералите, които би трябвало да плават, намалявайки степента на добив.

Подготовка на реагента

Твърдите реагенти се разреждат в течности за лесно добавяне. Водонеразтворимите реагенти като жълто лекарство, черно аминно лекарство, водно стъкло, натриев карбонат, меден сулфат и натриев сулфид трябва да се приготвят като водни разтвори с концентрации в диапазона от 2% до 10%. Водонеразтворимите реагенти трябва да бъдат разтворени в разтворител, преди да бъдат приготвени като воден разтвор за добавяне, като например някои колектори на амини, които могат да се добавят директно, като масло № 2, черно лекарство № 31 и олеинова киселина. За силно разтворими реагенти, които изискват значителни количества, концентрациите на препарата обикновено варират от 10% до 20%, като натриев сулфид, който се приготвя при 15% по време на употреба. За слабо разтворимите реагенти могат да се използват органични разтворители за разтварянето им, преди да се приготвят като разтвори с ниска концентрация.

Изборът на метод за приготвяне на реагент зависи главно от свойствата на реагентите, метода на добавяне и техните функции. Един и същ реагент може да има значителни разлики в дозировката и ефектите поради различните методи на приготвяне. Обикновено, често срещаните методи за приготвяне включват:

1. Приготвяне на 2% до 10% воден разтвор: Повечето водоразтворими реактиви се приготвят по този начин (напр. жълто лекарство, меден сулфат, водно стъкло).

2. Разтваряне в разтворител: Някои водонеразтворими реагенти могат да се разтварят в специални разтворители. Например, бялото лекарство не е водоразтворимо, но може да се разтвори в 10% до 20% анилинов разтвор и трябва да се използва след приготвяне на смесен разтвор на анилинов разтвор. По подобен начин, черното анилиново лекарство не е водоразтворимо, но може да се разтвори в алкален разтвор на натриев хидроксид, така че първо трябва да се приготви алкален разтвор на натриев хидроксид, преди да се добави реагентът, за да се получи разтвор на черно анилиново лекарство за флотация.

3. Приготвяне като суспензия или емулсия: Някои слабо разтворими твърди реактиви могат да се приготвят като емулсии за употреба. Например, варта има много ниска разтворимост във вода, така че може да се смила фино на прах и да се смеси с вода, за да се получи млечна суспензия (напр. варово мляко), или може да се добави директно под формата на сух прах в топковата мелница или резервоара за разбъркване.

4. Осапуняване: За събирачи на мастни киселини, осапуняването е най-разпространеният метод. Например, при избора на хематит, като събирач се използва осапунен сапун от парафин и катранено масло. За осапуняване на катранено масло, при приготвянето на реагента трябва да се добави около 10% натриев карбонат и да се нагрее, за да се получи горещ сапунен разтвор за добавяне.

5. Емулгиране: Емулгирането може да се постигне чрез ултразвуково емулгиране или механично разбъркване. След емулгиране, мастните киселини и дизелът могат да подобрят дисперсията си в суспензията, подобрявайки ефективността на реагентите. Добавянето на някои емулгатори може допълнително да повиши ефективността.

6. Подкисляване: При използване на катионни колектори, поради лошата им разтворимост, те трябва да бъдат предварително обработени със солна киселина или оцетна киселина, преди да могат да се разтворят във вода за флотация.

7. Аерозолен метод: Това е нов метод за приготвяне, който усилва действието на реагентите. Той включва използването на специално устройство за пръскане за аерозолизиране на реагентите във въздушна среда, преди директното им добавяне във флотационния резервоар, откъдето идва и името му „аерозолен флотационен метод“. Този метод не само подобрява флотируемостта на полезните минерали, но и значително намалява разхода на реагенти. Например, дозата на събирателите може да бъде само от една трета до една четвърт от обичайното количество, докато дозата на пенообразувателя може да бъде само една пета.

8. Електрохимична обработка на реагенти: През разтвора се пропуска постоянен ток за химическа обработка на флотационните реагенти, което може да промени състоянието на реагента, pH стойността и редокс потенциала, като по този начин се увеличава концентрацията на най-активиращите компоненти на реагента, повишава се критичната концентрация за образуване на колоиди и се подобрява дисперсията на слабо разтворимите реагенти във вода.

Обикновено колекторите и пенообразувателите се разбъркват за 1-2 минути, докато някои реагенти, като калиев дихромат, използван за потискане на оловото при разделяне на мед-олово, може да изискват по-дълго разбъркване.

Местоположение за добавяне на реагент

За да се увеличи максимално ефективността на флотационните реагенти, общата практика е да се добавят коригиращи агенти, инхибитори и някои колектори (напр. керосин) в топковата мелница, за да се създаде подходяща среда за флотация възможно най-рано. Колектори и пенообразуватели се добавят най-вече в първия резервоар за разбъркване на процеса на флотация. Ако има два резервоара за разбъркване, активаторът трябва да се добави в първия резервоар, докато колекторът и разпенителят трябва да се добавят във втория резервоар. Точките на добавяне варират в зависимост от ролите на реагентите във флотационната машина. Например, меден сулфат, жълто лекарство и борово масло обикновено се добавят в следния ред: меден сулфат се добавя в центъра на първия резервоар за разбъркване, жълто лекарство в центъра на втория резервоар и борово масло на изхода на втория резервоар за разбъркване. По принцип флотационните инсталации първо добавят регулатори на pH, за да доведат суспензията до подходящо pH, преди да позволят на колектора и инхибитора да работят по-ефективно. Когато добавяте реагенти, важно е да сте наясно с проблема с някои вредни йони, причиняващи неефективност на реагентите. Например, медните йони, реагиращи с хидридни йони, могат да доведат до неефективност на хидридите. При разделяне на мед-сяра, ако има много медни йони в резервоара за разбъркване, цианидът не трябва да се добавя към резервоара за разбъркване, а трябва да се добави директно по време на процеса на разделителна флотация.

Поръчка за добавяне на реагент

Типичният ред на добавяне на реагенти във флотационни инсталации е следният: за флотация на сурови руди трябва да има регулатори на pH, инхибитори или активатори, пенообразователи и колектори; за минерали, които са били инхибирани по време на флотация, редът е активатори, колектори и пенообразователи.

Методи за добавяне на реагенти

Обикновено има два метода за добавяне на реагенти: централизирано добавяне и диспергирано добавяне. Изборът на метод за добавяне трябва да вземе предвид както видовете реагенти, така и действията на реагентите.

1. Централизирано добавяне: Повечето реагенти се добавят централно; например, колектори, активатори и инхибитори се добавят в резервоарите за разбъркване.

2. Дисперсно добавяне: Някои реагенти могат да се добавят директно във флотационния резервоар, което често се прилага за реагенти, които са летливи или чувствителни към други реагенти. Например, ако флотационните реагенти си причиняват вредни ефекти един върху друг (напр. отрицателното влияние на излишния натриев сулфид върху активираната флотация), реагентите могат да се добавят директно във флотационната машина.

Заключение

Чрез правилния подбор, подготовка, дозиране и добавяне на флотационни реагенти, обработката на минерали и геоложкият анализ могат да бъдат оптимизирани, повишавайки точността и ефективността на тестовете и анализите. Тези оперативни съвети имат за цел да помогнат на лабораторните техници и минните инженери при по-доброто използване на флотационните реагенти, което води до подобрена оперативна ефективност и по-надеждни резултати.