книги / Флотационные реагенты

е , ' /

Р и с. 2. Зависимость извлече­ ния магнетита от концентра­ ции различных реагентов

Рис. 1. Зависимость извлечения кварца от концентрации различных реагентов

1 — соль III; 2 — соль 1-2; 3 — сольН-1; 4 — соль Н-2; 5 —ЧАО (С1в) ; 6 —первич­ ный амин (С1в) ; 7 - АНП

г,1В-5 моль/г

Изучение адсорбции показало, что на кварце в большой степени ад­ сорбируются бисчетвертичные соли, на магнетите — первичные и четвер­ тичные (рис. 3). Результаты адсорбции находятся в полном соответствии с результатами флотации.

Результаты флотационной доводки магнетитовых концентратов под­ тверждают, что бисчетвертичные соли являются более селективными со­ бирателями (табл. 2).

Из магнетитового концентрата Куксунгура при флотации первичными и четвертичными солями получен суперконцентрат с содержанием крем­ незема 0,2—0,25% и железа 71,7—71,8%. При флотации бисчетвертичными

Результаты флотационной доводки магнетитового концентрата Куксунгурского месторождения катионными собирателями

солями получены суперконцентраты с содержанием кремнезема 0,1-0,15% и железа 71,9—72,1%. Флотация бисчетвертичными солями позволяет повысить сортность суперконцентрата, что резко повышает стоимость про­ изводимых из него железных порошков.

Ценным свойством испытанных бисчетвертичных солей является низ­ кая устойчивость флотационной трехфазной пены, которая в 10 раз и более ниже устойчивости флотационной пены, создаваемой ЧАО.

Практический интерес представляет технический этоний. Этот продукт недорогой (стоимость 180 руб./т) и уже сейчас может быть использован при флотационной доводке магнетитовых концентратов в промышленных условиях. Реагент прошел лабораторные, а также укрупненные испыта­ ния на опытном производстве института ”Механобрчермет” Использова­ ние полного водооборота в течение 10 циклов не ухудшает технологичес­ ких показателей и позволяет снизить расход собирателя на 25%.

Таким образом, показано, что бисчетвертичные соли являются эффек­ тивными собирателями кварца и слабыми собирателями магнетита. По сравнению с АНП и ЧАО бисчетвертичные соли более селективны при доводке магнетитовых концентратов. Бисчетвертичные соли пригодны к водообороту, образуют малоустойчивые флотационные пены. Отход фармацевтического производства - технический этоний — является де­ шевым и доступным реагентом и рекомендуется для промышленного внедрения.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1 .Богданов О.С., Михайлова Н.С. Исследования взаимодействия катионного со­ бирателя с кварцем и железными минералами. - В кн.: Исследование действия фло­ тационных реагентов. Л.: Механобр, 1965, с. 139—156 (Тр. Механобра; Вып. 135).

2.Рыков К.Е., Рыкова Ю.С. Флотация кварца и магнетита солями четвертичных

аммониевых оснований. —В кн.: Новые направления в обогащении железных руд КМА. Губкин: НИИ по пробл. Курской магнит, аномалии, 1969, вып. 5, с. 101-103.

3.А.с. 1050748 (СССР). Способ флотационной доводки магнетитовых концентратов/Рыков К.Е., Заблоцкая Н.П., Руди В.П. и др. Заявл. 17.05.82, № 3479376/22-03; Опубл. в Б.И., 1983, № 40; МПК В 03.

4.А.с. 1061843 (СССР). Способ флотационной доводки магнетитовых концентратов/Рыков К.Е., Заблоцкая Н.П., Руди В.П. и др. Заявл. 17.07.82, № 3468458/22-03; Опубл. в Б.И. 1983, № 47; МПК В 03.

5.А.с. 1090449 (СССР). Способ флотационного обогащения железных руд/Рыков К.Е., Заблоцкая Н.П., Ковалева О.М. и др. Заявл. 08.02.83, № 3549135/22-03; Опубл. в Б.И., 1984, № 17; МПК В 03.

УДК 622.765:622.341.1

ПРИМЕНЕНИЕ СОЧЕТАНИЙ РЕАГЕНТОВ-ДЕПРЕССОРОВ ПРИ ФЛОТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

В.А. Арсентьев, Т.В.Дендюк

При обратной анионной флотации железных руд в качестве депрессоров наиболее широкое применение в отечественной практике находят реагенты на базе сульфит-спиртовой (ССБ) или сульфитно-дрожжевой (СДБ) браж­ ки [1, 2] . Эти реагенты обладают сильным диспергирующим действием в щелочных пульпах, что затрудняет обезвоживание продуктов обогащения. Кроме того, наличие в ССБ и СДБ низкомолекулярных фракций создает трудности с организацией водооборота в связи с их накоплением в жид­ кой фазе и отсутствием экономически оправданных способов их удаления.

В [3] были сформулированы следующие требования к реагенту-депрес­ сору для процесса обратной анионной флотации железных руд:

а) селективность закрепления в системе железосодержащие минералы — кварц;

б) устойчивость к изменению концентрации ионов кальция в жидкой фазе пульпы;

в) способность к удалению из жидкой фазы в процессе водоочистки сравнительно простыми методами;

г) минимальное отрицательное воздействие на процессы обезвоживания; д) доступность и сравнительно низкая стоимость.

Наиболее близок по свойствам к этим требованиям неионогенный поли­ сахарид крахмал.

Анализируя доступные водорастворимые полимеры, можно заключить, что, кроме ССБ и СДБ, для практического использования представляют интерес только следующие полимеры - карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), нитролигнин (НЛ) и углещелочной реагент (УЩР). Однако исследования показали, что в условиях замкнутого водооборота ни один из этих реаген­ тов не обеспечивает достижения удовлетворительных показателей в основ­ ном из-за их неустойчивости к действию ионов кальция.

Исходя из того что указанные выше реагенты не оказывают отрицатель­ ного воздействия на операции обезвоживания, но обладают селектив­ ностью только в узком диапазоне концентраций ионов кальция, а ССБ

и СДБ обеспечивают получение высоких показателей флотации в широком диапазоне концентраций ионов кальция, но существенно затрудняют опера­ ции сгущения и фильтрования, было предложено получение реагента-депрес­ сора путем комбинирования реагентов с целью выполнения недостающих качеств одного качествами другого [3].

На основании этого предположения было предложено использовать в качестве депрессоров сочетания КМЦ, НЛ и УЩР с ССБ*. Можно было ожи­ дать, что использование таких смесей обеспечит их устойчивость к действию ионов кальция за счет диспергирующего действия ССБ и в то же время указанные смеси будут оказывать меньшее отрицательное воздействие на процессы обезвоживания.

Опыты проводились в лабораторной флотационной машине 137ФЛ с ем­ костью камеры 0,5 л. Масса навески составляла 150 г.

Схема флотации включала основную и контрольную операции. Время основной флотации 3 мин, контрольной — 2 мин. Лабораторные опыты показали*1, что предложенные смеси позволяют получить результаты флота­ ции, не уступающие достигаемым с применением только ССБ (рис. 1), при­ чем соотношение реагентов в смеси оказывает существенное влияние на показатели флотации.

Для оценки влияния смесей на сгущение были проведены лабораторные опыты по сгущению промпродукта, содержащего 49% железа, имеющего крупность 88% класса —44 мкм, в цилиндре емкостью 1 л при Ж : Т = 9 : 1.

Опыты показали, что суспензии, стабилизированные ССБ, с помощью извести практически не осаждаются. При использовании смесей ССБ с НЛ, КМЦ и УЩР процесс сгущения с применением извести значительно интен­ сифицируется. Остаточная концентрация ССБ и СДБ в соотношении 1:1 при концентрации 600 мг/л уменьшается на 88% (при расходе извести 600 мг/л). При использовании только ССБ при концентрации 300 мг/л содержание ее в сливе (при расходе извести 600«мг/л) снизилось только на 72%.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что применение Смесей реагентов позволяет заметно интенсифицировать про­ цесс сгущения продуктов обогащения и существенно снизить концентрацию ССБ в оборотной воде.

Испытания фильтруемости полученных концентратов, выполненные на фильтровальной воронке площадью 50 см2, показали, что при использова­ нии в качестве депрессора смеси УШР с ССБ удельная производительность фильтрования в 2 раза выше, а влажность кека на 0,5% ниже, чем при использовании только ССБ. Однако применение указанных выше сочета­ ний не исключает полностью проблем, связанных с организацией водооборота и обусловленных использованием ССБ. Поэтому исследования были продолжены с целью изыскания возможности полной замены ССБ в процессе флотации окисленных железных руд.

По чувствительности к ионам кальция испытуемые полимеры располага-

*Далее для краткости будет упоминаться только ССБ, так как флотационные свой­ ства ССБ и СДБ близки.

1В качестве критерия для опытов флотации в открытом цикле было принято содер­ жание железа в концентрате, наиболее ярко отражающее влияние депрессоров в про­ цессе обратной флотации.

Н г

Р и с. 1. Влияние расходов депрессируюших смесей (а) и хлористого кальция при ис­ пользовании смесей (б) на содержание железа в концентрате

1,19 -С С Б и Н Л (1:1); 2,29 -С С Б и Н Л {2:1); 3,3* -С С БиУ Щ Р (1:1); 4 ,4 ' -• ССБиКМЦ (9 :1) ; 5 , 5 ' -К М Ц и Н Л (1:2); 6 ,& -С С Б

ются в следующем порядке: ССБ < КМЦ< НЛ < УЩР. Установлено также, что добавки ССБ по всем указанным полимерам повышают их устойчи­ вость к действию ионов кальция. Однако можно было ожидать, что сочета­ ние полимеров, занимающих промежуточное положение в этом ряду, также будет обладать этим свойством.

Опыты подтвердили, что, хотя КМЦ и НЛ не обладают необходимой устойчивостью к действию ионов кальция, смесь этих реагентов обладает этим свойством. Было установлено, что соотношение компонентов в смеси НЛ и КМЦ, равное 2:1, можно принять как оптимальное для проведения дальнейших исследований; расход депрессирующей смеси 200—300 г/т.

Интересно, что сочетание КМЦ и УЩР синергизма не проявляет, что, по-видимому, обусловлено большим содержанием в гуматах карбоксиль­ ных групп с высокой реакционной способностью к кальцию, а также неспо­ собностью молекул гумата в силу наличия высокого отрицательного потен­ циала к образованию межмолекулярных ассоциатов.

Для выбора оптимальной смеси полимеров и условий её применения представлялось целесообразным исследовать поведение полимеров и их смесей в пульпах при различных содержаниях кальция, реакция на кото­ рый в значительной степени определяет возможность использования реаген­ тов в качестве депрессоров при обратной анионной флотации.

Поскольку основным антагонистом ионов кальция в пульпе являются карбонатные ионы, представляло интерес исследовать влияние полимеров и их смесей на взаимоотношение этих компонентов в жидкой фазе пульпы. Опыты проводились в лабораторных условиях на промпродукте магнит­ ной сепарации окисленных железистых кварцитов с содержанием железа 52%, доизмельченном до крупности 94% класса —0,044 мм в цилиндре вместимостью 1 л при Ж : Т = 9 : 1 .

Анализируя полученные данные по содержанию ионов Са2+ и СО!" в жидкой фазе, можно отметить следующее. В присутствии ССБ введение

р И с. 2. Влияние концентрации ионов кальция 08 С са2+) на содержание карбонатных

ионов кальция приводит поначалу к резкому снижению концентрации кар* бонатных ионов (рис. 2 , а) , после чего кривая выполаживается, т.е. погло­ щение ионов кальция уменьшается и обусловливается в основном взаимо­ действием с лигносульфонатами.

В случае самостоятельного применения КМЦ и нитролигнина на кривых имеется участок, на котором введение кальция сопровождается повышени­ ем концентрации карбонатных ионов. Это свидетельствует о том, что ско­ рость связывания кальция этими полимерами превышает скорость образо­ вания карбоната кальция. Однако и для этих полимеров характерно наличие пологого участка на кривых, указывающего на возможность регу­ лирования концентрации ионов кальция в жидкой фазе пульпы.

Что касается УЩР, то в присутствии этого реагента (в диапазоне изучен­ ных концентраций) совершенно отсутствует пологий участок кривой, что свидетельствует о наличии сильной связи между концентрацией карбонат­ ных ионов, полимера и ионов кальция, из-за которой ведение процесса флотации в этой системе представляется практически невозможным, что подтверждено флотационными опытами [3].

Применение смесей полимеров заметно меняет картину взаимосвязи между концентрацией карбонатных и кальциевых ионов. Смеси ССБ с КМЦ и ССБ с НЛ имеют явно выраженные пологие участки на кривых в диапа­ зоне концентраций полимеров 150—300 мг/л. То же самое отмечается для испытанных смесей ССБ с УЩР. Флотационные опыты подтвердили эф­ фективность использования указанных сочетаний полимеров.

Интересно, что смесь КМЦ с нитролигнином ведет себя гораздо бла­ гоприятнее, чем каждый из полимеров в отдельности (рис. 2) . Таким об­ разом, можно заключить, что сочетание нитролигнина с КМЦ может пред­ ставить интерес для флотационных испытаний. Причем если в случае при­ менения смесей полимеров большого молекулярного веса со сравнительно низкомолекулярными лигносульфонатами ССБ очевидно, что лигносульфо-

ции окисленных кварцитов Кривбасса в условиях внутрифабричного водооборота. - В кн.: Состояние и направления развития техники и технологии рудоподготовки в черной металлургии. Кривой Рог: Н.-и. и проект, ин-т по обогащению и агломерации руд чер. металлов, 1981, с. 70-72. (Тез. докл. науч.^гехн. конф.).

3. Дендюк Т.В., Арсентьев В.А. Изыскание путей снижения расхода сульфит-спир­ товой барды при флотации железных руд. - Обогащение руд, 1983, № 6, с. 27-30.

УДК 622.765.4:622.341.2-156

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕННОЙ СЕПАРАЦИИ ТОНКИХ МАРГАНЦЕВЫХ ШЛАМОВ НА ЦФФ ПО ”ЧИАТУРМАРГАНЕЦ”

А.В. Мцкерашвили, С.М. Сулханишвили, М.Н. Миминошвили

Основные потери марганца приходятся на долю тонкой илистой фракции шламов, которые весьма трудно подвергаются разделению известными про­ цессами обогащения.

Жирнокиспотные реагенты-собиратели и их мыла, обычно применяемые при флотации марганцевых шламов, образуют вязкую пену, в которой почти невозможно разделение тонких частиц полезных минералов и пустой породы. Известно, что с увеличением дисперсности частиц происходит из­ менение ряда физико-химических свойств веществ, в результате чего мате­ риал приобретает повышенную реакционную способность. Большая удель­ ная поверхность шламов, повышенная свободная поверхностная энергия обусловливают при контактировании с реагентами связывание значитель­ ной части собирателя, снижая тем самым его оптимальную концентрацию, необходимую для флотации зерен флотационных размеров [1 , 2 ].

Влияние тонкодисперсных частиц на флотацию шламов осложняется еще и тем, что они насыщают пульпу ионами марганца и активируют флота­ цию кварца и других нерудных материалов. Вследствие сказанного выше нижний предел удовлетворительной флотации марганцевых шламов ограни­ чивается крупностью 0,02-0,04 мм.

На ЦФФ ПО "Чиатурмарганец** введена операция "обеспшамливание шлама*9; т.е. удаление из исходных шламов илистой фракции, которая направляется в шламохранилище. На пенную сепарацию поступает зернис­ тая часть шламов.

Для тонких шламов пенная сепарация до настоящего времени не при­ менялась, так как не было теоретического обоснования возможности раз­ деления шпамистых частиц в динамически устойчивом пенном слое. Впер­ вые в практике обогащения тонкодисперсной фракции шламов марганце­ вых руд в КИМС [3] разработана технология получения высокосортного окисного концентрата из окисных шламов ряда фабрик с применением в качестве дополнительного реагента-регулятора моноэтаноламида синтети­ ческих жирных кислот фракции С10—С16 (МЭА СЖК).

Лабораторными исследованиями была установлена эффективность ис­ пользования данного реагента при флотации фракции шламов (сливов

Схема цепи аппаратов пенной сепарации тонких марганцевых шламов на ЦФФ

7 — гидроциклон; 2 — песковой насос; 3 — пульподелитель; 4 — агитационные камеры; 5 —машины пенной сепарации ФПС-16

дешламации) ЦФФ ПО ”Чиатурмарганец” . Характерной особенностью МЭА СЖК является способность их повышать селективность процесса флотации за счет снижения вязкости пены. При совместном применении его с жирно­ кислотными собирателями, которым свойственно обильное пенообразование, моноэтаноламид повышает текучесть пены, улучшает ее структуру, уменьшает вязкость и обводненность, увеличивает аэрацию пульпы и сте­ пень дисперсности пузырьков воздуха.

В ходе промышленных испытаний, проведенных на V секции ЦФФ в 1980 г. с использованием МЭА СЖК, установлена возможность получения