книги / Флотационные реагенты

ский [3], будет определять условия активации, а необходимая степень этого отношения, по А.А. Абрамову [4], зависит от рН среды и выражается в виде неравенства

Однако реализация указанной модели в настоящее время практически неосуществима из-за отсутствия средств контроля данных соединений.

Затруднительно решение задачи оптимизации цинковой флотации и на основе экспериментально-статистическх ионных моделей, для которых является проблемой поиск параметров, характеризующих оптимальный состав жидкой фазы, если контроль его возможен (например, в случае определения аналитических концентраций ионов меди и цианида). В то же время данные лабораторного и промышленного экспериментов под­ тверждают экстремальный характер зависимости показателей цинковой флотации от содержания растворенной меди, что доказывает целесооб­ разность ее использования как выходного управляемого параметра [1 ].

Исследование условий активации цинковой обманки проводилось на основе методов, применяемых при расчетах ионных равновесий в раство­ рах электролитов, а также анализа и сопоставления результатов расчета с данными лабораторных и промышленных экспериментов. При расчетах учитывались образование известных соединений и константы равновесия соответствующих реакций в присутствии в щелочном растворе ионов ме­ ди, цианида, ксантогената. Взаимодействия рассматривались при опреде­ ленных допущенных, например без количественного учета явлений, опре­ деляющих восстановление Си (II) до Си (I), и при рН 11 = сопз1:.

Цель расчета заключалась в выявлении возможных закономерностей изменения ионного состава жидкой фазы пульпы при переходе от глубо­ кой депрессии к режиму активации сфалерита в зависимости от номен­ клатуры и заданных содержаний ионно-молекулярных компонентов, наличия или отсутствия осадков. Соответствие расчетного ионного состава тем или иным условиям определялось согласно неравенству (3).

Варьирование исходными данными осуществлялось подобно возможно­ му или спланированному характеру изменения реагентного режима свин­ цовой и цинковой флотации, например постоянство расхода цианида (в растворе [СИ^] = сопз*) и прочих факторов свинцовой флотации и измене­ ние расхода медного купороса (в расчете [Си^] = уаг) от нуля и выше в голове цинкового цикла.

На рис. 3 показаны изменения количества меднодианистых соединений, свободного цианида, а также расчетного значения левой части неравенства

а [Си+ ] [СЬГ] < ПРСиСМ. Характер распределения расчетных количеств соединений жидкой фазы остается таким и при других заданных значе­ ниях [СЫе ].

Полученные результаты позволили сделать следующие выводы.

В условиях активации сфалерита растворенная медь практически нацело представлена низшим медноцианистым комплексом.

Условия активации цинковой обманки должны контролироваться не только величиной, но и составом растворенной меди, т.е. при цианидной технологии разделения галенита и сфалерита содержание меди не может однозначно характеризовать состояние и оптимальную область процессов активация—цинковая флотация.

Область оптимальных условий активации (а также и депрессии) цинко­ вой обманки может реально контролироваться по величине соотношения концентраций растворенных цианида и меди, а достигаться управлением подачей медного купороса (цианида) в соответствии с алгоритмом 2 < - [ С Н 2 ]/[С и 2 ] + 2 .

Оптимизации активации сфалерита должна предшествовать оптимизация процесса депрессии, так как излишек депрессора приводит к такому же результату в отношении расхода сернокислой меди, что никоим образом не обусловлено процессом активации.

Результаты активного эксперимента, проведенного авторами на про­ мышленном процессе (цинковая флотация, ЦОФ), подтвердили характер постепенного изменения соотношения [ С ^ ] / [Си2] от 10 до ~ 2 при изме­ нении расхода медного купороса от нуля до необходимого значения. Макси­ мум соотношения определялся содержанием растворенной меди в хвостах свинцовой флотации.

Таким образом, механизм перехода от депрессии к активации цинковой обманки и его конечный (технологический) результат могут характери­ зоваться закономерностями изменения ионного состава жидкой фазы пульпы.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Околович А.М., Фигурнова Л.И. Особенности флотации сфалерита из полиметал­ лических сульфидных руд. М.: Наука» 1977. 114 с.

2.Кузнецова Е.Н., Романов Е.Ф., Фигурнова Л.И. О составе гидроксосоединений

ицианистых комплексов меди в жидкой фазе пульпы цинковой флотации. - В кн.: Технология переработки труднообогатамых руд. М.: Ин-т пробл. комплекс, освоения недр АН СССР, 1980, с. 44-59.

3.Каковский И.А. К теории действия цианидов при флотации. - Тр. II науч.-техн. сес. ин-та Механобр. М.: Металлургиздат, 1952, с. 125-170.

4.Абрамов А.А. Теоретические основы оптимизации селективной флотации суль­ фидных руд. М.: Недра, 1978. 279 с.

УДК 622.765

СОВРЕМЕННЫЕ РЕАГЕНТНЫЕ РЕЖИМЫ СЕЛЕКТИВНОЙ ФЛОТАЦИИ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД

А.М. Околович, О.С. Юшина, Л.Н. Сидоренко, Г.Н. Курбетьев, Н.Г. Бичевина

Назревшая необходимость внедрения оборотного водоснабжения застав­ ляет вновь обратиться к рассмотрению селективной флотации руд с уже отработанной технологией применительно к новым условиям. Так, опыт применения оборотных вод на Центральной обогатительной фабрике (ЦОФ) ПО "Дальполиметалл”, перерабатывающей свинцово-цинковые руды по схеме селективной флотации, с использованием цианида для депрессии цинковых минералов показал, что подача оборотных вод в свинцовую флотацию вызывает нарушение селекции вследствие наличия в ней ионов меди. Поэтому представилось возможным использование оборотных вод лишь в цинковой флотации, где они не влияют на ход технологического процесса.

Влияние оборотных вод на флотируемость чистых минералов галенита и сфалерита в условиях мономинеральной флотации не соответствует таковым; в реальном промышленном процессе, а именно: при мономине­ ральной флотации сфалерита на оборотной воде отмечается полная де­ прессия минерала, в то время как в условиях рудной флотации, по данным лабораторных опытов и промышленного процесса, наблюдается повышение содержания цинка в свинцовом концентрате, что приводит к разубоживанию свинцового концентрата и недоизвлечению цинка в цинковый кон­ центрат.

Причины такого несоответствия результатов, наверное, следует искать в немоделируемости условий окисления минералов, происходящих уже в процессах рудоподготовки. Отмеченные трудности привели к необхо­ димости поиска таких путей изучения, процесса влияния оборотных вод, которые были бы максимально приближены к реальному процессу. Поэто­ му весь комплекс работ, связанных с анализом оборотных вод и изучением их влияния на процесс селекции свинцовых и цинковых минералов, про­ водился в исследовательской лаборатории ЦОФ и непосредственно на процессе.

В основу исследований была положена методология изучения процессов, разработанная и широко используемая в работах ИПКОН АН СССР, в основе которой заложены анализ ионного состава, закономерности его изменения и их связь с технологическими параметрами. Так, в результате статистической обработки данных представительного опробования про­ мышленного процесса была найдена характерная эмпирическая зависи­ мость изменения содержания цинка в свинцовом концентрате от изменения отношения молярных концентраций цианида и меди 02п = / ( [СЫ]/[Си]), имеющая максимум в области [СЫ] / [Си] = 4,9.

С другой стороны, анализ ионного состава оборотных вод за длитель­ ный период по данному параметру показал, что среднестатистическая величина его равна 3,18 при минимуме 1,68 и максимуме 5. Предположи-

Рис. 1. Изменение содержания цинка в свинцовом концентрате в зависи­ мости от отношения молярных кон­ центраций цианида и меди в жидкой фазе питания свинцовой флотации по данным опробования промышлен­ ного процесса (7), лабораторных замкнутых (2) и открытых (3) опы­ тов

тельно низкое отношение [СЫ] / [Си] в оборотной воде, соответствующее области максимального содержания цинка в свинцовом концентрате, было взято как параметр, определяющий отрицательное влияние оборот­ ных вод на процесс селекции в цикле свинцовой флотации.

Результаты открытых и замкнутых опытов рудной флотации с исполь­ зованием оборотных вод подтвердили характер выявленной зависимости (рис. 1). При этом результаты открытых флотационных опытов на руде позволили сделать следующие выводы.

1 . Контроль изменения ионного состава жидкой фазы пульпы в опытах на оборотной воде показал, что содержание меди изменяется существенно и неоднозначно, что является результатом одновременного протекания реакций осаждения и выщелачивания ее в процессе. Это сказывается на изменении отношения молярных концентраций рассматриваемых компо­ нентов, которое может в конце опыта становиться больше или меньше по сравнению с исходным.

2. Повышение флотируемости сфалерита в открытом опыте свинцовой флотации совпадает со снижением концентрации меди в жидкой фазе пульпы. Это условие соответствует отношению [СЫ]/[Си] в питании свин­ цовой флотации меньше 10 , которое в конце опыта становится больше исходного значения, указывая тем самым на протекание реакции осаждения меди.

Условия депрессии сфалерита характеризуются другими особенностями: повышением меди в жидкой фазе пульпы в результате ее выщелачивания

изаметным уменьшением отношения [СЫ] / [Си].

3.Оборотная вода более существенно нарушает селекцию свинцовой флотации по сравнению с действием сернокислой меди и цианида, подан­ ными в процесс с технической водой. Ее влияние отличается и при созда­ нии исходного отношения молярных концентраций цианида и меди.

Например, отношение [СИ]/[Си] = 10 в хвостах свинцовой флотации с постоянным реагентным режимом получается на оборотной воде при исходном [СЫ]/ [Си] = 9,4, а на технической воде при подаче сернокислой меди и цианида оно должно быть повышено до [СЫ]/ [Си] = 19, что свиде­ тельствует о более сложном влиянии состава оборотных вод по сравнению с действием указанных реагентов, одновременно подаваемых в процесс.

Это обстоятельство должно быть учтено при рассмотрении механизма отрицательного действия оборотной воды в свинцовой флотации.

Оборотная вода, поступающая на фабрику, характеризуется непостоянст­ вом состава: содержание растворенной меди колеблется от 0 ,11 до 1,76 мг/л, роданида —от 2,64 до 10,2 мг/л, цианида - от 0,03 до 2,03 мг/л, ксантогената —от 0 до 6,2 мг/л. Взвешенные вещества, не отделяющиеся при фильтрации, составляют 1-182 мг/л. После операции водоподготовки, которая заключается в подаче дополнительного количества цианида в оборотную воду, содержание отдельных компонентов становится иным. Так, в одном из рассматриваемых случаев содержание меди в оборотной воде до водоподготовки составляло 0,52 мг/л, после нее стало 1,05 мг/л; ксантогената—соответственно 1,8 и 2,95 мг/л. Такое повышение содержа­ ния компонентов можно объяснить растворением тонкодисперсных ее соединений после подачи цианида.

Выявленные изменения количественного содержания компонентов и отношений их содержаний в оборотной воде изменяют тем самым влия­ ние жидкой фазы флотационной пульпы на показатели последующего технологического процесса. Методика проведения замкнутых флотацион­ ных опытов позволила проследить закономерности изменения ионного состава жидкой фазы пульпы по операциям, количественно рассчитать их циркуляцию (рис. 2).

Анализ полученного материала позволяет сделать следующие выводы. Максимальное изменение ионного состава жидкой фазы пульпы происхо­ дит в процессе первой стадии измельчения и пульпоподготовки, поэтому эти операции надо считать наиболее ответственными за исход технологи­

ческого процесса.

При всех условиях в основных операциях свинцовой флотации проте­ кают как процессы выщелачивания (повышения концентрации меди в жидкой фазе пульпы), так и поглощения (понижения ее количества в жидкой фазе пульпы).

Во втором приеме измельчения во всех случаях наблюдается поглощение меди. Этот процесс протекает, несмотря на поданный по режиму цианид, и объясняется, по-видимому, большим увеличением удельной поверхности минералов при их раскрытии и обновлении.

Количество циркулирующих компонентов жидкой фазы пульпы в перечистных операциях для каждого рассматриваемого случая не изме­ няется. Постоянным остается и количество цианида от начала к концу процесса, несмотря на его подачу в процесс по режиму.

Проведенный анализ показал, что во всех случаях имеет место снижение остаточной концентрации цианида, и дебаланс этого реагента свидетельст­ вует о частичном выведении из жидкой фазы пульпы его соединений пока не расшифрованного состава.

С учетом того, что конечной стадией превращения цианида является роданид, образование которого связано с протеканием процессов окисле­ ния, происходящих в жидкой фазе пульпы и на поверхности минералов, был проведен анализ изменения его концентрации по продуктам и опера­ циям. Так, оказалось, что при использовании оборотной воды количество пришедшего на пульпоподготовку роданида практически не изменялось, т.е. процессы окисления в этих условиях идут менее интенсивно.

Образование роданида происходит в той операции, куда поступила первая порция цианида, и заканчивается там, где количество цианида дос­ таточно. Результаты статистической обработки данных опробования про­ мышленного процесса показали прямую связь между количеством меди, находящейся в жидкой фазе пульпы, и концентрацией в ней роданида, достоверность которой подтверждается коэффициентом корреляции, равным 0,6 при значимом 0,18.

Различное отношение концентраций указанных соединений свидетель­ ствует о различной интенсивности протекания соответствующих процессов взаимодействия в процессе ионных компонентов, что приводит к измене­ нию отношения их молярных концентраций. В результате проведенных исследований был найден интервал отношений [СЫ] / [Си] в жидкой фазе пульпы питания свинцовой флотации, который определяет лучшие условия селекции свинцовых и цинковых минералов, при этом подтверждена необходимость контроля заданного отношения. Поддержание отношения предложено осуществлять за счет дополнительной подачи в оборотную воду цианида и выделения этой операции.

Проведенные исследования подтвердили необходимость контроля концентрации ионов меди и цианида. На Центральной обогатительной фабрике ПО ”Дальполиметалл” действует АСУ реагентным режимом на основе контроля содержания ксантогената в жидкой фазе пульпы, разработанная и внедренная СКФ ВНИКИЦМА совместно с ИПКОН АН

СССР. Позднее система была дополнена установкой многоточечного контро­ ля концентрации меди (”Фотон-2”) .

Опробование процесса и статистический анализ данных автоматическо­ го контроля содержания меди и результатов химического анализа показали их идентичность. Для оперативного контроля содержания ионов цианида использовались электроды ЭМ-СЖ)1 и ЭМ-СЫЗ-01. Потенциометрическое определение проводилось параллельно с определением содержания данных ионов химическими методами анализа.

Сравнение результатов анализов показало, что применение электродов возможно в интервале молярных концентраций 1(Г3—1(Г2 в течение лишь 6—8 ч, что ограничивает использование их на фабрике. Поэтому поиск и разработка надежных датчиков контроля ионного состава флотационных пульп продолжают оставаться актуальной задачей.

Рекомендуемая по результатам проведенных работ операция водопод­ готовки-обработки оборотной воды цианидом перед поступлением ее в процесс измельчения с использованием применяемого в технологии реаген­ та прошла стадию промышленных испытаний. Полученные технологические показатели на испытуемом режиме соответствуют достигнутым на фабри­ ке при работе на технической воде. На основании этого водоподготовка предусматривается в плане реконструкции фабрики.1*

Рис. 2. Схема циркуляции количества соединений меди и цианида в жидкой фазе пульпы по основным операциям свинцовой флотации в замкнутых опытах на техни­ ческой и оборотной воде

1 - количество меди, мг; 2 —количество цианида в роданиде, мг; 3 —количество цианида, мг; 4 - подача цианида, мг; 5 - условно принятое суммарное количество меди и общего цианида

УДК 622.765.06

НОВЫЕ РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАРИТСОДЕРЖАЩИХ РУД

Н.В. Селиванова, А.А. Голиков, Э.П. Тропман

В практике флотации сульфидных минералов широко используются неионогенные собиратели, молекулы которых содержат атомы серы, азота, фосфора.

Чаще всего такие реагенты применяются совместно с анионными соби­ рателями с целью повышения селективности флотации при сохранении высокого извлечения.

ВНИИцветметом совместно с ХМИ АН КазССР синтезированы диалкиловые эфиры .диэтилдитиокарбамаилметилфосфоновой кислоты (реагенты ДЭФК) [1,2], которые являются селективными собирателями при флота­ ции полиметаллических руд и могут быть использованы как самостоятель­ но, так и совместно с анионными сульфгидрильными собирателями.

Реагенты ДЭФК образуются при взаимодействии диалкилфосфита с 5 -гидроксиметилдиэтилдитиокарбаматом:

Таким образом были получены диметиловый (ДЭФК-2), диэтиловый (ДЭФК-3), дипропиловый (ДФК), дибутиловый (ДЭФК-4) и диамиловый (ДЭФК-5) эфиры диэтилдитиокарбамаилметилфосфоновой кислоты. Полу­ ченные вещёства являются жидкостями, мало растворимыми в воде.

На рис. 1 показано влияние реагентов группы ДЭФК на поверхностное натяжение (а) воды. В пределах растворимости реагентов поверхностное натяжение воды не изменяется. Ьднако при больших концентрациях (С), когда эфиры ДЭФК образуют эмульсии с водой, поверхностное натяжение снижается. Следствием этого является наличие у реагентов ДЭФК некото­ рой пенообразующей способности.

Реагенты группы ДЭФК активно флотируют халькопирит и галенит в нейтральных и слабощелочных средах, а также активированный сфалерит в слабощелочных средах. Пирит флотируется значительно слабее, чем с ксантогенатами.

Реагент ДЭФК испытан при флотации полиметаллической руды Белоусовского месторождения. При этом в лабораторных условиях установлено, что замена бутилового ксантогената в медно-свинцовой флотации реаген­ том ДЭФК-2 позволяет повысить извлечение меди на 1 ,8% и свинца на 1°/о без увеличения потерь цинка в медно-свинцовом концентрате. При флота­ ции медно-свинцовой руды Николаевского месторождения по схеме селек­ тивной флотации замена 25% бутилового ксантогената реагентом ДЭФК-2 позволяет повысить извлечение меди в медный концентрат на 3%.

Для флотации полиметаллических руд ВНИИцветметом совместно с НИИхимполимером был предложен собиратель ТШ-02, который отно­ сится к классу гвдразонов О-алкиловых эфиров тиокарбазиновой

Рис . 1. Зависимость поверхностного натяжения водных растворов диалкиловых эфи­ ров диэталдитиокарбамаилметлфосфоновой кислоты от их концентрации

7- ДЭФК-2; 2 - ДЭФК-3; 3 - ДФК; 4 - ДЭФК-4; 5 - ДЭФК-5

Р и с. 2. Зависимость извлечения барита от расхода пальмитата натрия при использо­ вании его свежего раствора (7) и раствора, выдержанного в течение одних суток (2)

кислоты [3]. Собиратель ТШ-02 активен при флотации сульфидов цветных металлов, но слабо флотирует благородные металлы. Тем не менее совмест­ ное его использование с бутиловым ксантогенатом (1 :1) позволяет повы­ сить извлечение меди и свинца в медно-свинцовом цикле флотации поли­ металлической руды соответственно на 3,9 и 3,7%.

Полиметаллические руды многих месторождений содержат барит, кото­ рый обычно извлекается в самостоятельный концентрат при флотации хвостов сульфидного цинка. Барит легко флотирует с мылами карбоновых кислот и алкилсульфатами в качестве собирателей. Выбор собирателя и условий баритовой флотации определяется в основном характером поро­ дообразующих минералов и доступностью реагентов. Для флотации барита используют продукты пераработки растительных масел, в частности хлоп­ ковые соапстоки. Если соапстокй сульфировать, то они приобретают неко­ торую дополнительную селективность. Сульфированные хлопковые соап­ стоки (реагенты Вс-2, Вс-4, предложенные ВНИИцветметом [4,5]) исполь­ зуются при флотации барита на Белоусовской обогатительной фабрике.

Существенным отличием мыл предельных карбоновых кислот от непре­ дельных является гелеобразование в водных растворах. При комнатной температуре 1%-ные растворы пальмитата и стеарата натрия превращаются в твердый гель. Каждая молекула пальмитата связывает 1110 молекул воды [6]. Причем образующийся гель гидрофилен и его подача в процесс флотации малоэффективна. Олеат натрия не образует геля до концентра­ ции раствора 23,36% [6]. Это, по-видимому, является главной причиной его высокой эффективности в сравнении с мылами предельных кислот.

Тонкое диспергирование жирных кислот с использованием различных приемов и эмульгаторов заметно повышает эффективность действия пре­ дельных кислот [7].

Другим путем резкого повышения эффективности действия мыл н е ­ дельных кислот является подача их в процесс в виде горячих растворов