4.4.1 Призначення і класифікація флотаційних реагентів.
Здатність мінералів, що розділяються флотувати, міцність піни, число і розміри бульбашок повітря досягаються застосуванням флотаційних реагентів.
Флотаційні реагенти діляться на два класи. До першого класу відносяться реагенти, що безпосередньо взаємодіють з поверхнею мінералів. До другого - реагенти, що діють на поверхні розділу газ-рідина.
Реагенти першого класу в залежності від виконуваних функцій поділяються на чотири групи:
- колектори або збирачі - органічні речовини, здатні закріплюватися на поверхні окремих мінералів і збільшувати їх здатність флотувати;
- депрессори або подавители - реагенти, що знижують флотируемого тих мінералів, вилучення яких у пінний продукт небажано в даній операції. Головний, але не єдиний механізм дії депрессора полягає в тому, що вони перешкоджають закріпленню колектора на поверхні мінералу;
- активатори - реагенти, які б закріплення колектора на поверхні мінералу; їх дія протилежна дії депрессоров;
- регулятори середовища - реагенти, що впливають на процеси взаємодії колекторів, депрессоров, активаторів з поверхнею мінералів.
Основне їх призначення полягає в регулюванні іонного складу пульпи процесу диспергування і коагуляції тонких шламів.
Депрессори, активатори і регулятори середовища часто відносять до однієї групи і називають модифікаторами.
Реагенти другого класу отримали назву піноутворювачів або Вспениватель. Піноутворювача полегшують диспергування повітря на дрібні бульбашки, перешкоджають їх злиттю і підвищують міцність піни.
До всіх флотаційним реагентів висувають такі вимоги: селективність дії, стандартність якості, дешевизна і недефіцитних, зручність в застосуванні (стійкість при зберіганні, легка розчинність в воді, відсутність неприємного запаху, нетоксичність і т. Д.).
4.4.2. Коротка характеристика і роль реагентів, що застосовуються на Учалинского збагачувальній фабриці
4.4.2.1. Реагенти - збирачі.
Збирачі являють собою органічні сполуки, які, вибірково закріпившись на поверхні гідрофільних мінералів, зменшують їх змочуваність водою і сприяє їх прилипання до повітряного бульбашки.
За здатністю диссоциировать на іони збирачі поділяють на іоногенні, розпадаються на іони у водному середовищі, і неіоногенні, що не розпадаються на іони.
Залежно від того, яка частина молекул є адсорбційною активністю - аніон або катіон, іоногенні збирачі діляться на дві групи: аніонні і катіонні. Аніонні збирачі набули найбільшого поширення в практиці флотації.
На Учалинского збагачувальній фабриці застосовується ксантогенат.
Застосовувані на фабриці - безводні лужні: бутиловий C4 H9 OCS2 K, ізобутіловий C4 H9 OCS2 K, ізопропіловий C3 H7 OCS2 K. ксантогенатов в герметичній тарі при кімнатній температурі стійкі тривалий час. При високій температурі, понад 80 о С, ксантогенати розкладаються з виділенням різних газоподібних продуктів: сірковуглецю [3], окису сірки та інших, що представляють пожежну небезпеку і небезпека отруєння людей.
При тривалому зберіганні у вологому стані ксантогенати можуть розкладатися з розігрівом і самозайматися.
При неправильному зберіганні (в нещільної тарі), розчиненні і контакті з кислотами ксантогенат розкладається з виділенням дуже отруйного і вогненебезпечної сірковуглецю.
При кімнатній температурі розбавлені водні розчини ксантогенатов відносно стабільні.
Ксантогенати легко утворюють нерозчинні у воді солі з катіонами важких металів.
Карбамід СО (NH2) 2 - сечовина, виходить взаємодією діоксиду вуглецю з аміаком під тиском. Являє собою білі кристали, добре розчинні у воді. Використовується в поєднанні з ксантогенатом, розчини реагентів готуються спільно і подаються по точках технологічного процесу. Карбамід володіє колективними властивостями по відношенню до дорогоцінних металів, особливо до сріблу. Витрата його становить для руд, переробляються на ОФ, 15-20 г / т руди.
4.4.2.2. Реагенти - модифікатори.
Регулятори, або модифікатори - це неорганічні й органічні сполуки, що сприяють виборчому закріпленню збирачів або змінюють гідратірованіем поверхні мінералів. Регулятори застосовуються на додаток до збирачів і піноутворювачам для підвищення селективності флотації або вилучення мінералів.
Залежно від цільового призначення при флотації регулятори поділяють на активують, депрессируют або пригнічують дії, також вони є і регулятором середовища. У певних умовах один і той же регулятор може виконувати різні функції.
Цинковий купорос (ZnSO4 х 7H2 O).
Цинковий купорос застосовується самостійно або в поєднанні з сульфідом (гідросульфіди) натрію для придушення цинкових мінералів, піриту.
Цинковий купорос (семиводний кристаллогидрат сульфату цинку) - являє собою кристали білого кольору, добре розчинні у воді.
Мідний купорос CuSO4 х 5H2 O.
Мідний купорос використовується в якості активатора флотації цинкової обманки. Активація мідним купоросом відбувається в лужному середовищі.
Мідний купорос (пятіводного кристаллогидрат сульфату міді) являє собою яскраво-сині кристали, що не вивітрюються на повітрі, добре розчинні у воді.
Гідросульфід натрію (NaHS)
Гідросульфід натрію застосовуються при незначних їх концентраціях в якості активатора - сульфідізатора при флотації окислених мінералів і вторинних сульфідів міді і цинку. Зі збільшенням концентрації (витрати) реагенту спостерігається придушення флотації зазначених мінералів. При високих витратах реагенту (2-10 кг / т твердого) відбувається придушення флотації мінералів з одночасною десорбцією збирача.
Гідросульфід натрію технічний являє собою рідину, що містить незначний осад.
Гашене вапно (гідроксид кальцію) Ca (ОН) 2.
Гашене вапно - регулятор лужності. Застосування вапна дозволяє створити високу лужність пульпи (рН = 12 і більше).
Гашене вапно «пушонку» - найдешевший лужної агент - отримують з негашеного вапна по реакції СаО + Н 2 О = Са (ОН) 2.
Гашене вапно використовується для придушення піриту при відділенні його від сфалериту і сульфідів міді. Вапно - в'язка речовина, що складається в основному з окису кальцію. Негашене вапно добре з'єднується з водою, при цьому виділяється велика кількість тепла.
Гашене вапно - білий порошок, щільність 2,34 г / см 3. Розчин вапна у воді називають «вапняної водою», суспензія у воді - «вапняним молоком».
Полиакриламид - високомолекулярний флокулянт, що сприяє флокуляції мінеральних часток в водної суспензії. Використовується для прискорення згущення концентратів.
ПАА - дуже в'язкий гель. Він містить 6-8% основної речовини.
ПАА - важкорозчинний реагент. Найбільш ефективно розчиняється при безперервному перемішуванні швидкохідної мішалкою.
Реагенти - піноутворювачі є поверхнево-активні речовини, здатні адсорбуватися на поверхні «вода - повітря».
Їх присутність в пульпі підвищує механічну міцність повітряних бульбашок, сприяє збереженню їх в диспергованому стані, тим самим, покращуючи умови приєднання частинок флотируемого мінералу до бульбашок повітря і стійкість піни.
За флотаційного дії піноутворювача діляться на два типи: селектівнодействующіе і неселектівнодействующіе. Перші практично не мають колективними властивостями при флотаційного збагачення, другі мають помітні збірні властивості.
Селектівнодействующіе піноутворювача необхідні для операцій, в яких проводиться поділ близьких по флотируемого мінералів, так як наявність у Вспениватель навіть дуже слабкого збірного дії може викликати порушення селективності цього процесу.
Флотореагент СФК (спиртова фракція капролактаму).
Флотореагент СФК, одержуваний при виробництві капролактаму є селективно чинним піноутворювачем.
СФК є безбарвною прозорою рідиною зі специфічним запахом.
4.4.3. Процес приготування реагентів.
Готує реагенти на Учалинского збагачувальній фабриці виробляється в вапняному реагентном ділянці, до складу якого входять склади рідких і сухих реагентів, розчинний ділянку, ділянку приготування вапняного молока.
Загальна схема приготування розчинів реагентів наступна:
- реагенти в упакованому вигляді привозяться зі складу авто- або електронавантажувачами до контактних чанів в розчинну відділення;
- після розтину тари, реагенти завантажуються в контактні чани.
Розчинення проводиться перемішуванням в контактних чанах.
З розчинних чанів, після відстоювання і визначення концентрації розчини зливаються в відстійники, в яких відбувається подальше освітлення розчинів реагентів.
З відстійників прояснені розчини в міру необхідності подаються кислототривкими насосами в витратні чани, встановлені перед зрівняльними бачками живильників реагентів на реагентної майданчику в головному корпусі.
Розчинення і зберігання розчинів різних реагентів проводиться в ізольованих приміщеннях.
Схема ланцюга апаратів ділянки приготування розчинів флотореагентов дана на рис. 11.
Схема ланцюга апаратів дозування реагентів по секціях представлена на рис. 12.
Карта технологічного режиму в вапняному реагентном ділянці приведена в таблиці 4.14. Таблиця 4.14.
Карта технологічного режиму вапняного реагентного ділянки
При приготуванні розчинів реагентів необхідної концентрації, необхідну вагу матеріалу, що завантажується (реагенту) В визначається за формулою:
Де: V - заданий обсяг розчину, м 3;
К - задана концентрація,%;
А - активність реагентів,%.
4.4.3.1. Приготування розчину ксантогенату калію (натрію).
При приготуванні розчину ксантогенату можливе використання поєднання бутилового, ізобутилового та ізопропілового ксантогенатов, співвідношення складу ксантогенатов стверджує гл. інженер фабрики.
Барабани розкриваються вручну і ксантогенат завантажують в чани №№ 10, 11, 12, попередньо заповнені на 2/3 промислової водою з включеними мішалками і витяжною вентиляцією. Звільнені барабани ретельно промиваються водою, складуються в відведеному місці і далі утилізуються.
Після завантаження ксантогенату чани доливають водою і розчин перемішується протягом 2-6 годин, після чого растворщік відбирає пробу для визначення концентрації отриманого розчину, яка визначається за методикою експрес-аналізу. У разі відхилення від заданого технологічного режиму (див. Табл. № 4.14) в розчинні чани додається необхідну кількість води або ксантогенату.
Після відстоювання розчин ксантогенату з відстійників №№ 13, 14, 15, 16 перекачуються насосами №№ 13, 14, 16 по черзі в автоматичному режимі в ємності головного корпусу (чани № 5, 12), які знаходяться на позначці +5,02.
З чанів через витратні бачки ксантогенат дозується в технологічний процес.
4.4.3.2.Пріготовленіе розчину СФК.
На фабрику СФК надходить в залізничних і в автомобільних цистернах, звідки зливається в підземні прийомні ємності №№ 1, 2, 3, 4, кожна об'ємом 50 м 3.
Всі 4 ємності з'єднані одним колектором. З ємності №№ 1, 2, 3, 4 СФК шестерним насосом закачують в спеціальний обладнаний контейнер об'ємом 1,75 м 3. З контейнера в к / чан ємністю 20 м 3 заливається 140 літрів реагенту і протягом 1 години розчин перемішується і зливається в відстійник (№№ 1, 2, 3, 4) і насосом №1 перекачується в буферний бак №14, розташований на позначці +5,02 в головному корпусі. З буферного бака СФК дозується в процес.
4.4.3.3.Пріготовленіе розчину гидросульфида натрію.
Гідросульфід натрію на збагачувальну фабрику надходить в залізничних цистернах. При прийманні гидросульфида з цистерн, встановлених на тупику № 13 (головний корпус), реагент зливають у спеціальні ємності №№ 1-7 місткістю 50 м 3 кожна.
Злив реагенту проводиться через горловину цистерни буровим насосом.
Розчинення і відстоювання гидросульфида виробляють в чанах №№ 5, 6, 7, 8, 9. Після відстоювання розчин гидросульфида з відстійників №№ 5-9 перекачується насосом № 44 в автоматичному режимі в ємності головного корпусу.
Завантаження гидросульфида виробляють з розрахунку: на 1 м 3 гидросульфида 6,6 м 3 води.
Розчин перемішується протягом години, потім визначається його концентрація за методикою експрес-аналізу. У разі відхилення розчин доводять до необхідної концентрації додаванням води або гидросульфида.
4.4.3.4. Приготування розчину цинкового купоросу.
На збагачувальну фабрику цинковий купорос надходить гранульований в контейнерах СК 2 - 3,2 (5) по ТУ 48-02-71 і в паперових мішках БМ, ВМ, ВМБ по ГОСТ 2226. Середня активність за вмістом цинку 32-35%. Для приготування розчину цинкового купоросу 14-16% -ної концентрації в реагентном відділенні є чотири розчинних чана №№ 13, 14, 15, 19 і п'ять відстійників №№ 17, 18, 19, 25, 26. З контейнера СК 2 - 3, 2 (5) по ТУ 48-02-71 за допомогою кран - балки цинковий купорос вивантажують в розчинний чан, попередньо заповнений водою на 2/3 з включеною мішалкою і витяжною вентиляцією.
Після завантаження цинкового купоросу чани заливають до потрібного обсягу, і розчин перемішується протягом 1-1,5 години, після чого відбирається проба для проведення експрес-аналізу. При досягненні заданої концентрації розчин цинкового купоросу самопливом зливається в відстійники. Тривалість освітлення розчину 6 годин. Далі цинковий купорос закачується насосами №№ 17, 18, 19, 26 в буферні ємності (чани №№ 10 і 11) головного корпусу на позначку +5,02, звідки розчин цинкового купоросу дозується в процес.
4.4.3.5. Приготування розчину мідного купоросу.
На фабрику мідний купорос надходить в ламінованих мішках вагою 1250, 1000, 50, 25 кг. Для приготування розчину мідного купоросу 7,5 концентрації в реагентном відділенні є два розчинних чана №№ 16 і 17 і три відстійника №№ 20, 21 і 22. Розчинення триває 3-4 години при безперервному перемішуванні. Приготований розчин заданої концентрації самопливом зливають у відстійники. Після 6 години відстоювання розчин мідного купоросу закачується насосами №№ 20, 21 і 22 в головний корпус в буферні чани (№№ 3, 4), звідки розчин мідного купоросу дозується в процес.
4.4.3.6. Приготування розчину поліакриламіду (ПАА).
ПАА надходить на фабрику в поліетиленових мішках вагою 50 кг. Складується в складі в спеціально відведеному місці. Доставлений до місця розчинення мішок розрізається. Вміст виливається в контактний чан №2, попередньо заповнений гарячою водою з включеною мішалкою. Розчинення триває протягом 4 годин. Концентрація приготовленого розчину 0,12%. З чана №2 розчин закачується насосом №4 в буферні ємності головного корпусу (чани №№ 1 і 2), звідки дозується в технологічний процес.
4.4.3.7. Приготування вапняного молока.
Технологічний процес приготування вапняного молока наведено в технологічній інструкції на виробництво технологічної вапняку на збагачувальній фабриці УГОКа (ТІ-48-0303-58-98).
4.4.3.8. Приготування розчину флокулянта НАЛКО 9873 Пулв.
НАЛКО надходить на ОФ в поліетиленових мішках вагою 25 кг. Складується в складі реагентів. Доставлений до місця розчинення мішок розрізається і в мірну тару засипається 10 кг порошкоподібної реагенту. Вміст мірної тари тонким струменем протягом 10-15 хв. засипається в оглядовий люк через воронку в ток води або через трубу дифузора в наповнений промислової водою до рівня мішалки чан № 2 або № 3. Чи включається перемішування води в чані. Після закінчення завантаження реагенту в чан доливають води до позначки до 20 м 3 і перемішують протягом 1 години, після чого перемішування зупиняють. Вистоюють флокулянт для дозрівання не менше 1-2 годин. Після закінчення дозрівання розчину включають мішалку і перемішують розчин протягом 0,5-1 години. Зупиняють мішалку. Отриманий робочий розчин флокулянта перекачують з чанів № 2 або № 3 в ГК.