Феноменологічна схема пінної флотації

Кондиціонування вихідної пульпи – обробка пульпи спеціальними реаґентами-збирачами. Мета субпроцесу – зміна змочуваності мінералів при флотації. Здійснюється введенням у пульпу флотаційних реаґентів і її агітацією контактних (агітаційних) чанах, апаратах кондиціонування типу “Каскад”, а також баках, флотомашинах, насосах, байпасах та ін. Флотаційні реаґенти впливають на гідратні шари і змінюють їх товщину та стійкість. Тому підготовка мінеральних поверхонь до флотації зводиться до їх обробки певними реаґентами, що приводить до різкого збільшення гідрофобності флотованих частинок і гідрофільності нефлотованих.

Аерація пульпи – процес насичення її повітрям (повітряними бульбашками), диспергування (подрібнення) повітря, рівномірний розподіл та перемішування в об’ємі рідини. Насичення пульпи повітрям може відбуватись у напірній, всмоктувальній лінії насоса або комбіновано, у власне флотокамері, а також хімічним способом. Таким чином, аерація пульпи при пінній флотації здійснюється безпосереднім введенням до неї повітря і виділенням газів на поверхні твердих частинок.

Елементарний акт флотації може бути розподілений на фази: зустріч мінеральних зерен і бульбашок повітря в пульпі, зіткнення, прилипання мінеральних частинок до бульбашок повітря і утворення флотоаґреґатів.

18. СПЕЦІАЛЬНІ МЕТОДИ ЗБАГАЧЕННЯ КОРИСНИХ КОПАЛИН. КЛАСИФІКАЦІЯ ТА ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА.

До спеціальних зараховують методи збагачення, які не охоплені гравітаційними, флотаційними, магнітними та електричними методами. Спеціальні методи збагачення базуються на використанні відмінностей у зовнішньому вигляді поділюваних мінералів (колір, блиск, форма зерен), а також на використанні специфічних властивостей деяких мінералів (радіоактивність, здатність до люмінесценції, адґезійна здатність тощо).

Велику групу складають процеси автоматизованого сортування грудок вихідного матеріалу за допомогою електромагнітного проміння в широкому діапазоні спектра – від інфрачервоних хвиль, видимого світла, до ультрафіолетових, рентгенівських і γ-променів, а також із застосуванням β- та нейтронного випромінювання.

Іншу велику групу спеціальних методів складають процеси, основані на відмінностях у поверхневих властивостях мінералів – як фізичних (шорсткість, коефіціент тертя тощо), так і фізико-хімічних (дзета-потенціал, адґезійна та реакційна здатність і т.ін.).

Ще одна група спеціальних методів пов'язана з формою зерен матеріалу та їх пружними та міцнісними властивостями. При цьому дві останні групи мають спільним те, що, як правило, для релізації процесів застосовуються особливі робочі поверхні. Хімічне і біохімічне збагачення та розчинення складають ще одну групу спеціальних методів збагачення.

 

Властивості мінералів	Методи збагачення	Приклади застосування
1. Колір, блиск, радіоактивне випромінювання	породовибірка, рудорозбірка,радіометричне сортування	ручне збагачення, оптична сепарація
2. Твердість	збагачення за твердістю	вибіркове дроблення
3. Пружність	збагачення за пружністю	збагачення гравію
4. Форма зерен	збагачення за формою	грохочення за формою
5. Коефіцієнт тертя	збагачення за тертям	збагачення азбестових руд
6. Здатність розчинятися в неорганічних сполуках	хімічне вилуговування	збагачення уранових та ін. руд
7. Змочуваність (ліофільність)	селективна масляна агрегація	збагачення тонких гідрофобних мінералів (вугілля, сульфідних руд тощо)
8. Змочуваність (ліофільність)	селективна полімерна флокуляція	збагачення тонкодисперсного вугілля
9. Електрокінетичні властивості поверхні	селективна електролітна коагуляція	збагачення тонкодисперсного вугілля
10. Адгезія та сорбція	концентрація на носіях	адгезійне і сорбційне збагачення золота таалмазів
11. Намагнічуваність	флокуляційна концентрація	збагачення шлаків сталеплавильного виробництвамідний концентрат
12. Властивості взаємодіяти з бактеріями або їх метаболітами	бактеріальне вилуговування	збагачення руд різних металів

19. СПЕЦІАЛЬНІ ПРОЦЕСИ ЗБАГАЧЕННЯ. КЛАСИФІКАЦІЯ СПЕЦІАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ.

До спеціальних зараховують методи збагачення, які не охоплені гравітаційними, флотаційними, магнітними та електричними методами. Спеціальні методи збагачення базуються на використанні відмінностей у зовнішньому вигляді поділюваних мінералів (колір, блиск, форма зерен), а також на використанні специфічних властивостей деяких мінералів (радіоактивність, здатність до люмінесценції, адґезійна здатність тощо).

Сфера застосування спеціальних методів – збагачення уранових руд, алмазів, азбестових та інших руд зі спеціальними властивостями, а також руд рідкісних і благородних металів, вольфраму, нікелю, міді, заліза, гравію, вугілля, сульфідних руд та ін.

КЛАСИФІКАЦІЯ СПЕЦІАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ.

1) Радіометрична сепарація – механізований і автоматизований спосіб сортування мінералів з використанням їх відмінностей в природній або наведеній радіоактивності. Відомо близько двадцяти методів радіометричної сепарації.

2)

Адґезійне збагачення – це сукупність фізико-хімічних способів збагачення корисних копалин. Полягає у вибірковому прилипанні частинок збагачуваного мінералу до жирової поверхні

3) Вибіркове дроблення і декрепітація

Процес збагачення цими методами базується на вибірковому руйнуванні мінералів з різною механічною міцністю при дробленні і подрібненні (вибіркове дроблення) або на властивостях мінералів вибірково розтріскуватись при нагріванні і наступному швидкому охолодженні (декрепітація).

Руйнування корисної копалини при декрепітації відбувається в результаті різних теплопровідності і коефіцієнтів розширення при нагріванні і охолодженні, що спричиняє сильні напруження, які приводять до розтріскування мінералів. Наявність у мінералах кристалічної води також приводить до руйнування кристалів при нагріванні.

Подальше збагачення мінералів може здійснюватись грохоченням, гравітацією або іншими процесами.

4) Гідрометалургійні процеси збагачення

 

Для збагачення комплексних руд і доводки деяких концентратів і промпродуктів поряд з механічними операціями збагачення використовують гідрометалургійні процеси. Вони основані на селективному розчиненні цінних компонентів руди або їх шкідливих домішок водними розчинами хімічних реаґентів.

5) Селективна аґреґація гідрофобних корисних копалин

Селективна аґреґацiя гідрофобних корисних копалин, в першу чергу вугiлля, поєднує сукупнiсть процесiв структурування тонкої полiдисперсної гідрофобної мінеральної речовини у водному середовищi за допомогою реаґентів. Застосовується як самостійний і як допоміжний процес.

Основні різновиди селективної аґреґації:

1) аґреґація електролітами-коагулянтами;

2) аґреґація полімерними сполуками;

3) аґреґація маслами.

6) Перспективні спеціальні процеси збагачення

 

Поява нових спеціальних методів збагачення корисних копалин обумовлюється сьогодні рядом факторів: вичерпанням традиційних ресурсів корисних копалин, новими потребами науки і техніки, розширенням ноосфери, збільшенням номенклатури перероблюваної мінеральної сировини, виникненням у зв’язку з розвитком нашої технологічної цивілізації нових глобальних завдань – екологічних, стабільного розвитку тощо.

20. МАГНІТНІ МЕТОДИ ЗБАГАЧЕННЯ. МАГНІТНА СЕПАРАЦІЯ. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ, КЛАСИФІКАЦІЯ ПРОЦЕСІВ.

Магнітні процеси збагачення основані на використанні відмінностей у магнітних властивостях мінералів і гірських порід (величинах магнітної сприйнятливості, залишкової індукції, коерцитивної сили і ін.) і здійснюються в магнітних сепараторах у неоднорідному постійному або змінному магнітному полі в повітряному і водному середовищах

Магнітна сепарація – спосіб збагачення корисних копалин, оснований на використанні відмінності в магнітних властивостях компонентів суміші крупністю від часток мікрона до 150 мм в неоднорідному постійному або змінному магнітному полях.

У практиці збагачення проводиться переважно в постійних неоднорідних магнітних полях і є основним методом збагачення залізних і манґанових руд. При збагаченні руд чорних металів дозволяє одержувати високосортні концентрати із вмістом Fe до 68%, Mn до 43%. Вилучення магнітних мінералів в концентрат перевищує 90%. М.с. застосовується також для збагачення руд кольорових і рідкісних металів, гірничохімічної і нерудної сировини (доводка після гравітаційного збагачення), а також для видалення залізовмісних домішок з матеріалів (каолінові глини і ін.). У залежності від величини магнітної сприйнятливості матеріалу М.с. поділяється на сепарацію в слабких та сильних магнітних полях, від середовища, в якому проводиться розділення – на мокру і суху М.с. Для збільшення контрастності магнітних властивостей суміші, що розділяється, застосовують термообробку. М.с. здійснюється всепараторах магнітних.

Класифікація процесів магнітного збагачення За галузями застосування розрізняють підготовчі, основні та допоміжні процеси магнітного збагачення. Підготовчі процеси: вловлювання металобрухту, намагнічування і розмагнічування, магнітна агрегація тощо. Допоміжні процеси: згущення та зневоднення, подрібнення у магнітному полі.

У залежності від величини магнітної сприйнятливості матеріалу магнітна сепарація поділяється на слабомагнітну і сильномагнітну, від середовища, в якому проводиться розділення, – на мокру і суху.

За принципом використання магнітного поля процеси магнітного збагачення поділяють на прямі і комбіновані (непрямі). До прямих належать процеси розділення в слабких і сильних полях, регенерації суспензій, вилучення металобрухту, магнітного пиловловлювання, термомагнітної і динамічної агрегації. Непрямі процеси: магнітогідростатична (МГС), магнітогідродинамічна (МГД) сепарація, згущення матеріалів, які попередньо пройшли магнітну флокуляцію, сепарацію корисних компонентів, локалізованих на магнітних носіях тощо.

21. МАГНІТНЕ ЗБАГАЧЕННЯ КОРИСНИХ КОПАЛИН. ОСНОВНІ РІЗНОВИДИ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ.

Магнітні процеси збагачення основані на використанні відмінностей у магнітних властивостях мінералів і гірських порід (величинах магнітної сприйнятливості, залишкової індукції, коерцитивної сили і ін.) і здійснюються в магнітних сепараторах у неоднорідному постійному або змінному магнітному полі в повітряному і водному середовищах.

Для створення магнітного поля в сепараторах використовуються постійні магніти або електромагніти. У практиці збагачення застосовується переважно неоднорідні постійні магнітні поля. Магнітна сепарація – основний метод збагачення залізних (близько 70% в світі і 90% в Україні) і марганцевих руд (90% в Україні).

Переваги магнітних методів – висока селективність (магнітні сили, що діють на зерно корисного компонента, більші, ніж сила ваги в 100 і більше раз), безпека для персоналу і екологічна чистота процесів, низька собівартість переробки, технологічність і можливість автоматизації.