Обогащение полезных ископаемых. Обоснование строительства обогатительной фабрики, страница 5

По этому принципу работают и пневматические обогатительные машины, использующие в качестве разделительной среды воздух.  

  ФЛОТАЦИЯ УГЛЯ

Флотацией называется процесс обогащения в водной среде, основанный на различной смачиваемости угля и породы водой и органическими жидкостями.

Задача флотационного обогащения заключается в разделе­нии флотируемых и подавляемых частиц друг от друга. Различают флотацию масляную, пленочную и пенную.

Масляная флотация использует свойства масел из­бирательно смачивать мелкие частицы полезных минералов (угля, графита, сульфидов и др.) и не смачивать сопутствую­щие им минералы пустой породы. Смачиваемые частицы ми­нералов концентрируются на границе раздела воды и воздуха, а несмачиваемые остаются в пульпе.

      Пленочная флотация основана на несмачиваемости водой (гидрофобности) частиц одних минералов и смачи­ваемости (гидрофильности) частиц других минералов, поме­щенных на поверхность воды. Так, плохо смачиваемая уголь­ная пыль, осторожно положенная на поверхность воды, будет некоторое время на ней удерживаться; в то же время хорошо смачиваемые водой породные частицы сразу утонут.

  Пенная флотация заключается в том, что переме­шанные в водной среде с небольшим количеством специаль­ных реагентов гидрофобные частицы угля адсорбируют эти реагенты, в связи с чем прилипают к пузырькам воздуха, ко­торыми насыщается пульпа, и выносятся ими на поверхность в виде минерализованной пены; гидрофильные частицы мине­ралов породы не прилипают к пузырькам воздуха и остаются в пульпе.

По степени активности применяемые при флотации реаген­ты делятся на полярные, аполярные и гетерополярные вещества.

Полярные  вещества — различные  соли,  неорганические кислоты и др. состоят из неоднородных атомов, распадаю­щихся в воде на ионы; отличаются химической активностью;

проводят электрический ток; обладают значительной поверх­ностной энергией. Эти вещества растворимы в воде и смачиваются ею.

         Аполярные вещества — различные жиры, масла, углеводо­роды (керосин, бензол) и другие органические соединения, состоят из однородных атомов, не распадающихся на ионы, химически мало активны; обладают малой поверхностной энер­гией, не растворимы в воде и не смачиваются ею.

Гетерополярные вещества — сосновое масло, крезиловая кислота, тяжелый пиридин, этиловый спирт, различные смолы и др. имеют молекулы, состоящие из полярных и аполярных групп атомов. У такой молекулы на одном конце находится группа атомов с полярными, а на другом — с аполярными свой­ствами.

Вещества с гетерополярными молекулами относятся к по­верхностно активным. Полярная группа молекул химически активна и хорошо смачивается водой. Аполярная группа неак­тивна и водой не смачивается.

По выполняемым функциям реагенты могут быть разделе­ны на следующие группы:

собиратели или коллекторы (керосин, контакт Петрова, смолы, нефть, и др.), способствующие избирательному прилипанию флотируемых частиц к пузырькам воздуха;

вспениватели (вещества,  содержащие гидроксил-фенол, терпинеол, крезиловая  и др.), способствующие образованию устойчивой пены; регуляторы флотации: а) подавители или депрессоры, пре­пятствующие флотации минералов, присутствие которых в пен­ном продукте (концентрате) нежелательно; б) активаторы, из­меняющие поверхность частиц для усиления процесса фло­тации;

в) регуляторы среды (известь, сода, жидкое стекло и др.), устраняющие вред­ное действие различных примесей в воде (растворимых солей, тонких шламов), регулирующие щелочность и кислотность пульпы.

Флотационная пульпа представляет собой много­фазную систему. Она состоит из твердой фазы Т — мелких частиц угля и породы, жидкой фазы Ж — воды и газообразной фазы, Г — пузырьков воздуха. Кроме того, в пульпу вводят флотационные реагенты для изменения свойства поверхности твердой фазы. Процесс флотации является результатом явлений, происходя­щих на поверхности раздела фаз. Флотационные реагенты являются одним из важнейших средств осуществления и регулирования процесса флотации. Назначение реагентов — повышать гидрофобность или понижать гидратированность флотируемых минералов, а также придавать устойчивость (прочность) пузырькам воздуха в пульпе и уменьшать их крупность.