Назначение и классификация флотационных реагентов. Свойства минералов, влияющие на их взаимодействие с реагентами, страница 39

Практика показывает, что сульфиды при флотации в механических и пневмомеханических машинах ксантогенатами могут прочно закрепляться на пузырьках воздуха при размере зерен не более 0,1-0,15 мм. Значительная часть более крупных частиц остается в хвостах. Более легкие минералы (апатит, кальцит и др.) могут флотироваться при крупности до 0,15-0,2 мм. Гидрофобные минералы малой плотности, такие как самородная сера, коксующийся каменный уголь, флотируются при крупности до 0,5-0,6 мм, а отдельные зерна - до 1 мм.

Молибденит хотя и имеет большую плотность, вследствие чешуйчатой формы зерен и высокой гидрофобности может флотироваться при крупности 0,4-0,5 мм..

При флотации тонко вкрапленных руд конечная крупность измельчения определяется размером выделений полезных минералов. Например, тонко вкрапленные руды перед селективной флотацией приходится измельчать до 85-95% минус 0,074 мм. При этом основная масса сульфидов будет в зернах крупностью минус 0,05 мм. В некоторых случаях крупность измельчения определяется кондициями, предъявляемыми к концентрату. Например, на апатитовые концентраты установлены кондиции на крупность, предусматривающие содержание зерен крупнее 0,15 мм не белее 14%.

Зерна различной крупности флотируются с разной скоростью. Крупные зерна флотируются медленно. С уменьшением крупности скорость флотации возрастает до определенного предела, после чего начинает снижаться. Самые тонкие зерна (меньше 5-10 мкм) флотируются очень медленно.

Оптимальная крупность флотируемых зерен зависит от свойств флотируемого минерала и условий флотации.

Низкое извлечение крупных зерен обусловлено их большим весом. Силы, отрывающие зерно от пузырька, пропорциональны массе зерна, поэтому прочность закрепления частиц на пузырьке тем меньше, чем больше их размеры. Низкую флотируемость тонких частиц объясняют следующими причинами:

1)  Для тонких зерен мала вероятность встречи частицы с пузырьком воздуха. При обтекании пузырька воздуха потоком пульпы очень мелкие частицы относятся этими потоками и не встречаются с пузырьком.

2) Кинетическая энергия тонких частиц недостаточна для преодоления энергетического барьера. Из кривой Фрумкина-Дерягина следует, что для сближения с пузырьком частица должна преодолеть энергетический барьер (см. часть I). Если масса частицы очень мала, ее кинетическая энергия может оказаться недостаточной для преодоления этого барьера,

3) Недостаточность поверхности раздела газ-жидкость. Тонкие частицы обладают большой удельной поверхностью, поэтому для их извлечения требуется большая поверхность раздела газ-жидкость. Если эта поверхность недостаточна, то извлечение тонких частиц будет низким.

4) Неселективная агрегация тонких частиц. Тонкие частицы склонны к агрегации, которая чаще бывает неселективной. Такая агрегация равносильна образованию сростков. Она способствует увеличению по- терь флотируемого минерала в хвостах и снижению качества пенного продукта.  

5) Пониженная флотируемость тонких частиц вследствие более сильного окисления. При флотации сульфидных руд тонкие частицы всегда окислены сильнее, так как они представлены главным образом первичными шламами, которые образуются в процессе выветривания и окисления руды в месторождении. Сильно окисленные частицы хуже флотируется.

Точно не установлено, какая из указанных выше причин имеет наибольшее значение. Однако предполагается, что решающей является первая, т.е. малая вероятность столкновения тонких частиц с пузырьком.

Шламистые частицы не только плохо флотируются сами, но и зат- рудняют флотацию более крупных. Шламы пустой породы могут налипать на более крупные частицы флотируемого минерала, понижая их флотируемость. Другими словами, шламы пустой породы при неселективной агрегации являются депрессорами для более крупных зерен флотируемых минералов. Не только шлам пустой породы, но и шламы флотируемого минерала затрудняют флотацию крупных частиц при столкновении пузырька с частицей, покрытой флотируемыми шламами, к пузырьку могут прилипнуть только шламы. Крупная же частица прикрепиться к пузырьку не сможет, так как силы сцепления между шламами и поверхностью частицы малы. Кроме того, шламы флотируемого минерала, закрепляясь на пузырьке, снижают свободную поверхность воздушного пузырька, затрудняя тем самым флотацию более крупных частиц.