Теоретическое введение. 1. Реакция с бромной водой

 

Теоретическое введение

Флотация является самым распространённым и основным процессом, применяемым при обогащении руд цветных металлов, позволяющим перерабатывать бедные, комплексные, тонко вкрапленные руды с высокими техническими показателями.

В природе насчитывается 54 минерала цинка и 144 минерала свинца, но только очень немногие из них имеют промышленное значение. К основным цинковым минералам относятся сфалерит или цинковая обманка , смитсонит ; к основным свинцовым – галенит , церуссит , англезит , вульфенит .

Флотация свинцово-цинковых руд на большинстве фабрик осуществляется по схеме прямой селективной флотации, когда сначала флотируются свинцовые минералы при депрессии сфалерита, а затем, после активации цинковой обманки медным купоросом, проводится цинковая флотация. В целях повышения качества цинкового концентрата (кондиционного по железу) флотацию сфалерита обычно ведут в высоко щелочной известковой среде для подавления пирита , который практически всегда сопутствует сульфидам меди, свинца и цинка. При высоком содержании пиритной серы в руде из хвостов цинковой флотации флотируют пирит.

Значительно реже применяется схема коллективно-селективной флотации свинцово-цинковой руды. Это объясняется тем, что разделение коллективного свинцово-цинкового концентрата затруднено тем, что активированный и сфлотированный сфалерит плохо депрессируется и это вызывает необходимость введения операции десорбции собирателя с его поверхности перед селективной флотацией.

Основными собирателями при флотации сульфидных свинцово-цинковых руд являются ксантогенаты (этиловый , изопропиловый , бутиловый ) и различные дитиофосфаты и их сочетания.

Среди пенообразователей наибольшее распространение на отечественных фабриках получил реагент Т-80, на зарубежных – метилизобутилкарбинол МИБК.

Наиболее универсальным и распространённым методом разделения сульфидов свинца и цинка является метод, основанный на депрессии сфалерита при применении сочетания цианида натрия с цинковым купоросом в щелочной (содовой) среде (известь оказывает депрессирующее действие на галенит). Депрессия сфалерита происходят вследствие образования в пульпе нерастворимого цианида цинка :

При избытке цианида образуется комплексная соль, растворимая в воде:

Цианид цинка и комплексная соль адсорбируются на поверхности сфалерита с образованием гидрофильной плёнки, предотвращающей взаимодействие активатора и собирателя с цинковой обманкой. Недостатком метода является применение токсичного цианида, который растворяет золото, присутствующее в руде. Поэтому золото извлекают в цикле измельчения.

Вместо цианида в сочетании с цинковым купоросом может применяться сульфит или тиосульфат натрия (иногда в смеси с железным купоросом ).

Обычно все эти реагенты-депрессоры подаются в мельницу вместе с регуляторами среды.

По окончании свинцовой флотации в пульпу (в камеру флотомашины) подаётся медный купорос для активации сфалерита; ионы меди замещают в поверхностном слое минерала ионы цинка с образованием ковеллина :

Вводимый затем в пульпу собиратель – ксантогенат – будет взаимодействовать не с , а с . В результате образуется ксантогенат меди – соединение более трудно растворимое, чем ксантогенат цинка, в силу чего закрепление собирателя на поверхности сфалерита будет более прочным, устойчивым.

Если медный купорос вводится в пульпу после того, как цинковая обманка была задепрессирована цианидом, то его активирующее действие заключается в образовании медьцианистых комплексов.

 

Описание установки

Измельчение проводится в лабораторной шаровой мельнице с поворотной осью марки 62-МЛ опытного завода НИИМеханобр, основные параметры которой следующие:

полезный объём 1 л

диаметр 150 мм

длина 100 мм

скорость вращения 112 об/мин

электродвигатель АОЛ 21/4, N = 0,27 кВт, n = 1400 об/мин

масса установки 58 кг

Флотация осуществляется в однокамерной лабораторной флотомашине марки 187^В–ФЛ с объёмом камеры 0,5 л.

основные параметры флотомашины 187^В–ФЛ:

полезный объём 0,5 л

максимальное поступление воздуха 4,5 л/мин.

диаметр импеллера 45 мм

скорость вращения импеллера 2590 об/мин

Контроль рН пульпы во всех операциях схемы осуществляется на приборе рН-340. При работе на рН-метре необходимо тщательно промывать электроды дистиллированной водой до и после замера рН пульпы.

В работе используются растворы реагентов следующей концентрации:

Сода 5 %-ный раствор,

Цианид 1 %-ный раствор,

Цинковый купорос 5 %-ный раствор,

Медный купорос 5 %-ный раствор,

изопропиловый ксантогенат калия 1 %-ный раствор,

Т-80 1 %-ный раствор.

 

Порядок проведения работы

1. Рассчитать необходимое количество реагентов для каждой операции.

Расчёт необходимого количества реагентов производится по формуле:

,

где q – количество реагента для опыта, мл;

a – навеска руды, г;

b – заданный расход реагента, г/т;

c – концентрация раствора реагента, %.

Сухие реагенты (известь) рассчитываются составлением пропорции.

Расход того или иного реагента в каждую операцию флотации в зависимости от варианта задаания приведён в табл. 1.

Таблица 1. Расход реагентов для флотации свинцово-цинковой руды

Операции и реагенты	Расход реагентов, кг/т
Вариант 2
Свинцовая флотация
Сода	0,7
Цинковый купорос	1,8
Ксантогенат	0,055
Т–80	0,05
Цинковая флотация
Известь	1,5
Медный купорос	0,75
Ксантогенат	0,12
Т–80	0,055

 

2. Измельчить 200 г руды до содержания в ней 70 % фракции крупностью 0,074 мм. Измельчение вести в течение 15 мин при Т:Ж:Ш=1:0,5:6.

3. Провести флотацию сульфидной свинцово-цинковой руды по схеме прямой селективной флотации, представленной на рисунке, и рассчитать баланс металлов.

Во время работы зафиксировать характер образующейся пены, её цвет, устойчивость; замерить время флотация и рН пульпы.

Образующийся при флотации пенный продукт (концентрат) снимается механическим пеносъёмником, высушивается и взвешивается, после чего определяется выход концентратов и хвостов. По результатам

 

 

Схема селективной флотации сульфидной свинцово-цинковой руды

 

 

химанализа рассчитывается извлечение металлов во все продукты и содержание металлов в хвостах по формуле ,

где – извлечение металла в концентрат;

– выход концентрата, %;

– содержание металла в концентрате, %;

– содержание металла в исходной руде, %.

Результаты всех расчётов оформить в виде табл.2.

 

 

Механическая флотационная машина «Механобр»:

1 – карман; 2 – центральная труба; 3 – труба для засоса воздуха; 4 – перегородка; 5 – тяга; 6 – короб; 7 – стержень; 8 – контргруз; 9 – стакан; 10 – вал импеллера; 11 – подвижная заслонка; 12 – песковое отверстие; 13 – окно; 14 – шибер; 15 – пробка; 16 – направляющие статора; 17 – диск статора; 18 – отверстие; 19 – импеллер; 20 – патрубок

 

Таблица 2. Баланс металлов

Продукты	Выход	Содержание, %	Извлечение, %
г	%	Свинец	Цинк	Свинец	Цинк
Свинцовый концентрат	14,9	7,45			77,07	17,8
Цинковый концентрат	6,4	3,2			5,15	33,4
Хвосты	178,7	89,35	0,76	1,82	17,78	48,8
Исходная руда			4,35	3,35

 

1. Необходимое количество реагентов для каждой операции.

мл

мл мл

мл мл

мл мл