ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 4
Часть I Элементарный акт флотации 7
1.1 Свойства поверхности раздела фаз
2. Обзор гипотез элементарного акта флотации 13
3. Гипотеза смачивания краевого угла 16
4. Определение понятия “флотационная сила”.
качественная зависимость между величиной краевого угла 20
и флотируемостью частицы
5. Вывод формулы флотационной силы. Изменение 24
флотационной силы при перемещении периметра смачивания
6. Уравнение равновесия и максимальный размер частицы, 26
флотирующейся на плоской поверхности раздела газ-жидкость
7. Максимальный размер частицы, флотирующейся на поверхности пузырьков при пенной флотации 28
8. Термодинамическое объяснение элементарного акта флотация, показатель флотируемости 33
9. Тождественность выводов, вытекающих из силового и 35
термодинамического анализов элементарного акта флотации
10. Гистерезис смачивания и его значение 37
11. Энергия прослоя воды между твердой и газообразной
фазами. Кривая Фрумкина-Дерягина 42
12. Коалесцентный механизм элементарного акта флотации 45
13. Роль растворенного воздуха при элементарном акте флотации 50
14. Адсорбционная гипотеза К.Ф. Белоглазова 52
Часть II Технология флотации 56
1.Основные факторы, влияющие на флотацию 56
2. Свойства обогащаемого полезного ископаемого 57
3. Крупность флотируемого материала и раскрытие сростков59
4. Плотность и температура пульпы 63
5. Состав жидкой фазы пульпы 66
6. Реагентный режим 69
7. Работа флотационных машин 71
8. Оборотное водоснабжение 72
9. Технико-экономические показатели флотации 73
10. Схемы флотации 73
10. 1. Классификация схем флотации 73
10.2 Принципы построения схем флотации 73
10.3 Распределение операций флотации по флотационным машинам 78
11. Организация работы флотационного цеха 79
ВВЕДЕНИЕ
Общие представления о флотационном обогащении
полезных ископаемых
Применение любого метода обогащения полезных ископаемых своей конечной целью имеет отделение одних минералов от других и основано на использовании различий в тех или иных свойствах у разделяемых минералов. Флотационные методы обогащения используют различия в физико-химических поверхностных свойствах минералов. Чем меньше линейный размер минеральных частиц, тем больше их удельная поверхность, и тем большее значение в поведении этих частиц имеют их поверхностные свойства. Этим объясняется то, что флотационные методы обогащения применимы и эффективны для разделения минеральных частиц малых размеров, редко превышающих десятые доли миллиметра.
Определяя совокупность веществ, участвующих во флотационном процессе, как флотационную систему, следует отметить, что все подобные системы характеризуются как гетерогенные, дисперсные, многофазные и многокомпонентные.
Для флотационных систем типичны твердые фазы (комплекс минералов, составляющий обогащаемое полезное ископаемое), вода, применяемые при флотации водорастворимые или труднорастворимые реагенты и газовая фаза (преимущественно воздушные пузырьки), а также газы, растворенные в жидкой фазе.
Флотацию в самом общем виде можно определить как метод разделения взвешенных в жидкости относительно мелких частиц разных твердых фаз друг от друга (или выделения твердых частиц из жидкости) по их способности прилипать к вводимым в суспензию газовым пузырькам с последующим всплыванием их на поверхность жидкости и образованием пены.
Современный флотационный процесс обогащения полезных ископаемых может быть определен как метод разделения минералов, представленных относительно мелкими частицами, взвешенными в воде, по их способности избирательно прилипать к вводимым в водную минеральную суспензию воздушным пузырькам и всплывать с ними на поверхность суспензии с образованием пены. Для обеспечения эффективной флотации необходимо вводить в суспензию различные флотационные реагенты, усиливающие избирательность и прочность прилипания минеральных частиц к пузырькам воздуха.
Механизм и природа явлении, лежащих в основе флотации, связаны прежде всего с проявлением энергии межмолекулярных сил притяжения. Здесь наиболее важным является понимание .особой роли поверхностных слоев молекул каждой из фаз флотационной системы. Все молекулы любой фазы, расположенные в ее объеме (но не на поверхности!), будучи окруженными со всех сторон другими такими же молекулами — энергетически взаимно компенсированы. В отличие от них, молекулы крайнего (поверхностного) слоя, лишенные своих «соседей», у расположенных над ними, обладают значительной некомпенсированной, свободной поверхностной энергией.
Для понимания механизма флотационных процессов существенное значение имеет также второй принцип термодинамики. Среди многочисленных формулировок этого принципа для флотации особенно важна та из них, где говорится о самопроизвольных процессах и изменении энергетического потенциала системы. К самопроизвольным процессам относят те, которые протекают без затраты энергии извне. В соответствии со вторым принципом термодинамики самопроизвольное протекание в системе тех или иных процессов имеет место при условии снижения ее энергетического потенциала.
Из второго принципа термодинамики вытекает и другой важный для флотации принцип минимума свободной энергии, согласно которому в результате самопроизвольно протекающих в системе процессов имеет место понижение ее свободной энергии. При достижении наименьшего при данных условиях уровня свободной энергии система приходит к состоянию устойчивого термодинамического равновесия.
Процесс флотации осуществляется в перемешиваемой водой минеральной суспензии (флотационной пульпе), в которую вводят пузырьки воздуха, частицы гидрофобного минерала в результате контакта с воздушным пузырьком прилипают к нему и всплывают на поверхность пульпы, образуя пенный слой, непрерывно снимаемый. Частицы гидрофильногоминерала при столкновении с воздушными пузырьками не прилипают к ним и остаются в объеме пульпы. Обычно в пену переводят полезный минерал, образующий пенный продукт, который в этом случае называют концентратом. Образующийся в объеме пульпы камерный .продукт, представленный породными минералами, называют хвостами (отходами) флотации. В некоторых случаях рациональнее переводить в пену минералы пустой породы, а полезные минералы концентрировать в камерном продукте (обратная флотация); тогда концентратом будет камерный продукт. Если при флотации получают несколько концентратов (например, свинцовый, цинковый и др.), то ее называют селективной. В этом случае необходимо не только отделение полезных минералов от пустой породы, но и выделение каждого из полезных минералов в отдельные концентраты.
Кроме применения флотации как наиболее известного метода обогащения полезных ископаемых ее используют в гидрометаллургии, пирометаллургии, химической промышленности, медицине, сельском хозяйстве и других областях.
I. СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА ФАЗИ ОСНОВНЫЕ
ГИПОТЕЗЫ ЭЛЕМЕНТАРНОГО АКТА
I. Поверхностная энергия поверхностное натяжение
на границе раздела двух фаз
Как известно из курсов физики и физической химии
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.