Флотационные методы обогащения

Подождите немного. Документ загружается.

Федеральное агентство по образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра:

«Обогащение полезных ископаемых»

Курсовая работа

по дисциплине

«Флотационные методы обогащения»

Выполнил:

Студент гр. ОПИ-2-04

Проверил:

доцент кафедры ОПИ

Юшина Т.И.

Москва 2007

Содержание.

1. Задание для курсовой работы………………………………

2. Введение……………………………………………………..

3. Разработка технологической схемы и реагентного режима

флотации:

 Флотационные свойства данных минералов…………………

 Реагенты, применяемые при флотации минералов…………..

 Разработка реагентного режима флотации…………………

4. Разработка системы автоматического контроля и

дозирования флотационных реагентов……………………………...

5. Описание основного оборудования флотационного

передела……………………………………………………………….

6. Заключение…………………………………………………..

7. Список использованной литературы……………………….

Задание на курсовую работу по дисциплине «Флотационные методы

обогащения»

Выбрать и обосновать:

а) принципиальную схему и реагентный режим флотации и

разделения сульфидных и окисленных минералов цветных металлов с

получением одноименных концентратов;

б) принципиальную схему и реагентный режим флотационного

извлечения в одноименные концентраты несульфидных минералов (в том

числе и породообразующих) из хвостов флотации минералов цветных

металлов;

в) принципиальную схему автоматического контроля и

регулирования расхода реагентов по ионному составу пульпы.

Исходные данные:

1. Пирит

2. Галенит

3. Сфалерит

4. Аргентит

5. Теллурид (тетрадимид)

6. Хризоколла

7. Каламин

8. Магнетит

9. Кварц

10. Барит

11. Слюда (мусковит)

12. Флюорит

Введение

Флотация является основным технологическим процессом обогащения

многих полезных ископаемых. В настоящее время только в России работают

сотни обогатительных фабрик, на которых флотируют руды цветных, редких

и черных металлов, каменные угли, фосфатные руды, серу, полевой шпат,

борные руды, плавиковый шпат, калийные соли и другие полезные

ископаемые. Для многих руд, особенно руд цветных и редких металлов, нет

другого технологического процесса обогащения, который был бы в

состоянии конкурировать с флотацией.

Флотация представляет собой метод обогащения полезных

ископаемых, основанный на различии физико-химических свойств

поверхности минералов, выражающемся в различной способности минералов

смачиваться водой. Находясь в тонкоизмельченном состоянии в водной

среде, частицы одних минералов не смачиваются водой, а прилипают к

содержащемся в воде пузырькам воздуха и всплывают на поверхность, в то

время как частицы других минералов смачиваются водой и тонут в ней или

находятся во взвешенном состоянии.

Флотационную способность минералов, т. е. степень смачиваемости

минералов водой, можно изменять искусственно, обрабатывая их

поверхность флотационными реагентами.

Флотационными реагентами называются химические вещества,

которые вводятся в пульпу с целью регулирования и управления

флотационным процессом. Они создают условия для избирательной

флотации минералов, т. е. отделения полезных минералов друг от друга и от

минерала пустой породы, а также обеспечивают насыщение пульпы

прочными воздушными пузырьками, необходимыми для всплытия на

поверхность флотируемых минеральных частиц.

Ассортимент флотационных реагентов, применяемых в настоящее

время для флотации руд, весьма разнообразен. Среди них встречаются

органические и неорганические вещества, естественные продукты и

синтетические соединения, хорошо растворимые и не растворимые в воде.

Первоначально процесс флотации возник в виде масляной флотации,

осуществляемой путем введения в пульпу большого количества масла,

плотность которого меньше плотности воды. Частицы минералов, не

смачиваемых водой, прилипают к всплывающим в воде каплям масла и

скапливаются в слое на поверхности пульпы. Частицы минералов,

смачиваемых водой, не прилипают к каплям масла и остаются в пульпе. В

настоящее время для обогащения руд этот процесс не применяется.

Ни один из существующих методов обогащения полезных ископаемых

не может конкурировать с флотацией, как наиболее универсальным и

совершенным способом обогащения. В настоящее время список

флотируемых минералов включает в себя практически все минералы,

извлекаемые в промышленности при переработки минерального сырья.

В курсовой работе мы рассмотрим только наиболее распространенный

в практике обогащения руд процесс пенной флотации, в котором для

разделения минералов используется граница раздела вода-воздух, а также

укажем некоторые новые направления в развитии флотационного процесса.

Разработка технологической схемы и реагентного режима флотации

Флотационные свойства данных минералов.

Флотационные свойства сульфидных минералов.

Большая ценность многих сульфидных руд определяется не только

присутствующими в них сульфидов цветных металлов, но и наличием в них

таких ценных минералов, золото серебро, кадмий, индий, рений, селен,

теллур, таллий, сера (в виде пирита и пирротина). В связи с этим при

флотации сульфидных руд весьма важное значение приобретает задача

наиболее полного выделения из руды полезных компонентов в продукты,

приемлемые по составу для дальнейшей переработки. В слабоокисленном

состоянии сульфиды отличаются высокой флотационной способностью и их

отделение от минералов пустой породы осуществляется легко [2]. Наиболее

распространенный сульфидный минерал – пирит.

Пирит FeS

. Его флотационные свойства зависят от генезиса

минералов, определяющую физико-химическую неоднородность

кристаллической решетки, различное соотношение серы и железа, наличие

примесей и другое. Часто содержит золото, серебро, медь, кобальт, никель,

которые увеличивают его ценность и присутствуют в виде тонких

включений, изоморфных примесей или твердого раствора. В

кристаллической решетке пирита ионы серы расположены в местах,

легкодоступных действию кислорода, что является одной из причин его

быстрой окисляемости. Наиболее эффективно пирит флотируется

ксантогенатами и дитиофосфатами в слабокислой и нейтральной среде при

рН 6-7. Наиболее распространенным подавителем пирита является известь,

цианид, особенно при рН>7.

Практически наиболее важным депрессором пирита является известь

ввиду ее дешевизны и доступности. Установлено, что депрессирующее

действие оказывают при этом не только гидроксильные, но и кальциевые

ионы. Последние с продуктами окисления сульфидов в щелочной среде

образуют пленки сульфата кальция, образованию которых на поверхности

пириту способствует высокая концентрация сульфат-ионов (возникающих

при окислении пирита), особенно вблизи поверхности минерала [2].

Слабоокисленный пирит принадлежит к наиболее легкофлотируемым

сульфидам. Его можно флотировать сульфгидрильными собирателями,

жирными кислотами и мылами.

Активизируется пирит в кислой среде, когда избыточная щелочность

нейтрализуется подачей кислоты или отмывается в сгустителе и

гидроциклоне [4].

Тетрадимид Bi

S. В некоторых рудах теллур и висмут присутствует

не как примесь, а как самостоятельный минерал тетрадимид. В условиях

коллективной флотации тетрадимид достаточно полно переходят в

концентраты, однако при обжиге они практически полностью теряются.

Извлечение теллура и висмута из коллективного концентрата в отдельный

продукт можно осуществить селективной флотацией с активацией

тетрадимида медным купоросом и депрессией остальных сульфидов

цианидом натрия.

Флотационные свойства несульфидных минералов.

Магнетит Fe

- легко флотируются жирными кислотами и мылами,

лучше всего в слабокислой среде. Известно 3 способа флотации железных

руд: прямая анионная, обратная анионная и обратная катионная флотация.

Прямая анионная флотация железных минералов проводится

жирнокислотными собирателями (талловое масло).В качестве депрессоров

минералов пустой породы используются жидкое стекло, кремнефтористый

натрий. Обычно флотация ведётся в слабокислой среде при рН 5,5-6,5,

создаваемом серной кислотой. Обратная анионная флотация, при которой в

пену переходят минералы породы, проводится жирнокислотными

собирателем (талловое масло) с использованием извести в качестве

активатора породы (с едким натром или содой, рН 11-11,5). В качестве

депрессора используется крахмал. Обратная катионная флотация проводится

аминами при рН 7,5-9, создаваемом известью или содой. В качестве

депрессора – крахмал.

Кварц SiO

является предельно гидрофобным минералом.

Неактивированный кварц, неспособный флотироваться без активации

никакими анионными собирателями, активируется ионами железа, меди и

других тяжелых металлов даже в условиях их ничтожной концентрации в

пульпе, что позволяет ему полно флотировать при применении анионных

оксигидрильных собирателей. Кварц при активации ионами тяжелых

металлов не сульфидизируется и не флотируется сульфгидрильными

собирателями. Кварц хорошо депрессируется жидким стеклом [1].

Слюда (мусковит) KAl[Al

]∙(OH)

Благодаря особому строению

кристаллической решетки, слюды представляют собой типичные слоистые

минералы. При измельчении слюд расщепление чешуек происходит

значительно легче, чем уменьшение размера в двух других направлениях. На

обнаженных поверхностях вдоль плоскостей спаянности обнажаются связи,

обуславливающие относительно небольшую гидратацию поверхности и

достаточно высокую флотационную активность слюд.

Неактивированные

слюды плохо флотируются олеиновой кислотой. Введением свинцовых солей

при низкой концентрации олеиновой кислоты можно флотировать слюды до

начала полевого шпата. С. И. Митрофанов отмечает, что после кислотной

обработки коллективного мусковит-сподуменного продукта олеат натрия

флотирует мусковит. Гексадецилсульфат натрия при расходе 50-100 мг/л

является хорошим собирателем для слюды при pH 4-6.

Флюорит CaF

- довольно легко флотируется оксигидрильными

собирателями: олеиновой кислотой, олеатом натрия,

диалкилсульфосукцинатом натрия, алкилсульфатом. Максимальная сорбция

собирателя и флотируемость минерала наблюдаются при рН 6. Жидкое

стекло снижает адсорбцию анионного собирателя. Лимонная кислота

депрессирует флотацию флюорита. Флюорит и кварц разделяются с

применением катионного собирателя, причем при рН 1-3 флотируется

флюорит, а при рН 11-14-кварц.

Таблица 1. Реагенты, применяемые при флотации минералов [4].

Минерал Регулятор

среды

Пенообразо-

ватель

Депрессор Активатор Собиратель Вспомогательные

реагенты и опер-ии

Пирит FeS

, CaO,

Сосновое масло, ОПСБ,

ОПСМ, аэрофросы,

дауфрос 250 и др.

S, NaCN, СаО,

KMnO

, эфиры

целлюлозы

S, Na

,Na

SiFe

Ксантогенаты, аэрофлоты, житные кислоты

(в кислых средах)

CuSO

Галенит PbS

ОПСБ и др.

S Na

Ксантогенаты, аэрофлоты -

Сфалерит

ZnS

Сосновое масло

CaO(pH>11,3)

KMnO

, O

(избыток),

CuSO

, Na

Ксантогенаты, аэрофлоты -

Аргентит

, H

NaOH

ОПСБ, крезол, сосновое

масло, эфиры β-алко-

ксикротоновой кислоты

СаО, Na

, Na

NaCN,Na

SiO

(частч-

но) H

(для пульп

плотностью более

20%)

SiF

(NO

)

*2H

Hg(NO

)

*2H

Ксантогенаты, аэрофлоты, дитиокарбаматы,

каменноугольный крезол, дитиофосфаты и

др.

SiO

, активированный

уголь,нитрат ртути или свинца

(способствуют флотации золота)

Тетрадимид

NaНS Аполярные собиратели

Хризоколла

CuSiO

*nH

, Na

Сосновое масло, ОПСБ,

торфяная смола,

аэрофросы

, S

-2

, O

, CuSO

(при рН 4-7,4), CN

(при рН 3,5-7)

CuSO

(при рН>7,4),

Pb(NO

)

, ацетат

свинца

Пенообразователи и масла (в кислой среде),

ксантогенаты, аэрофлоты, дитиофосфаты,

тиокарбанилиды (с активаторами)

Каламин

Нефтяные масла Na

S, избыток NaOH -

Ксантогенаты, аэрофлоты, углеводородные

масла. Сульфооксиды (при флотации Cu-Bi

руд прод-ми сернокислой обработки нефти)

Магнетит

3 ,

А1(N0

)

, ZnS0

соли

и Fe

, СаО,

крахмал

Pb(N0

)

Карбоновые кислоты и их мыла (наиболее

активны олеиновая и олеат натрия при

рН=7), таловое масло, нефтяные

сульфонаты, додециламин, ветлужское

масло

Кварц SiO

CaO, Na

SiO

NaOH, HF, H

Сосновое масло,

спирты

Жидкое стекло,

цианиды

Катионы

щелочноземельных и

тяжелых метал.

Жирные и нафтеновые кислоты и их мыла,

амины

депрессоры при флотации

аминами

Барит BaSO

- Na

S; смесь Na

и NaOH

Обработка HF;

Pb(NO

)

(при флот.

олеиновой кислотой

Амины (рН=2,1), олеиновая кислота (по-

сле активации

Рекомендуется предварительно из

влечь слюду

Слюда

(мусковит)

KAl[Al

]·(

OH)

Клей, крахмал, HF,

Si0

, молочная и

таниновая кислоты, R-

610, R-615 и R-620

(содержат декстрин)

Соли свинца

Амины (рН 4—6), нефтяные масла,

крезиловый аэрофлот, олеиновая кислота

(при низкой концентрации и введении со-

лей свинца), гексадецилсульфат (рН 4—6),

Инданы и алкилинданы (дополн. собиратели

при флотации с алифатическими ами-

нами)

Сульфат алюминия (для депрессии

прочих силикатов) фосфаты,

обесшламливание

Флюорит

CaF

NaCl, СаС1

, CuCl

соли аммония,

ВаС1

2Н

0 лимонная

кислота

Соли трехвалент

ных металлов,

NaF

Жирные кислоты и их мыла,

алкилсульфаты, аэрозоль ОТ (диоктил-

сульфосукцинат натрия), аэрозоль МА

(дигексил-сульфосукцинат натрия), игепон

Т-2-олеиламино-этан-1-сульфонат натрия,

катионные реагенты Монононил- или

динонилфосфорные кислоты или их соли,

четвертичные аммониевые основания

Бихроматы, квебрахо, Na

Si0

танин, NaF при флотации флюорита

жирными кислотами (для

подавления криолита при рН 5,8—6,

HN0

)