Обогащение полезных ископаемых. Процессы и аппараты обогащения. Флотация

Июль 25, 2022

Главная
Разное
Обогащение полезных ископаемых. Процессы и аппараты обогащения. Флотация

Содержание

2. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Принцип флотации основан на свойстве поверхности по-разному смачиваться водой
3. Флотация Единственный производительный процесс обогащения тонковкрапленных руд Флотация позволяет выделить из полезных ископаемых свыше 100 минералов.
4. Флотация ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ Высокая степень концентрирования Высокая производительность Высокая селективность разделения ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ Высокие удельные расходы
5. Фазы при флотации Твердая (поверхность минерала, осадок и т.д.) Жидкая (вода, реже «масло-вода», эмульсия,) Газовая (воздух,
6. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Функция фаз при флотации Жидкая фаза - среда разделения Твердая
7. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Жидкая фаза Н2О
8. Газовая фаза РАСТВОРИМОСТЬ Кислород воздуха 8-12 мг/л Углекислый газ воздуха >200 мг/л Азот воздуха – 3-6
9. Твердая фаза - минерал Минералы с ионным видом связи (связь ненаправленная и ненасыщенная) обладают высокой способностью
10. Флотация Химические основы Физико-химические основы Физические основы Жидкая фаза Межфазовые взаимодействия Жидкая фаза Газовая фаза Твердая
11. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Вероятность образования флотокомплекса «пузырек-частица» столкновение закрепление вынос в пену гидродинамика
12. Межфазовые взаимодействия (смачивание) Wa = σ ж г+ σ ж г∙ cosθ =σ ж г· (1
13. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Значения краевых углов смачивания (в градусах)
14. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Гистерезис смачивания – явление запаздывания достижения равновесия ϴ краевым углом
15. Термодинамика элементарного акта флотации Е1 = Sж-г σж-г + Sт-ж σт-ж , Свободная энергия до закрепления
16. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 h5 = hт + hп [h5 - h4] Кинетическая энергия
17. 1, 2 – переходные слои на поверхности раздела газ – жидкость и твердое – жидкость соответственно;
18. — молекулярная составляющая, обусловленная вандерваальсовыми силами ; — структурная составляющая, зависящая от степени гидратированности поверхности или
19. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 – толщина плотной части ДЭС (слой Гельмгольца) ; λ –
20. ХС – химические связи ВС – водородные связи ВДВ – молекулярные силы ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.
21. Wвз. =σ·π·R2тв·(1-cosϴ)2 Р = Рст·Рзакр·(1-Рот). Mao, Yoon 1997 Yoon, Luttrel, 1989 ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА
22. π a σж-г Sin θ = ρgVпуз + (πa2/4 (2σж-г/ R – ρgh) . Уравнение равновесия
23. ПЭМ - пленки ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 50%ИТК + 50%бутКх, частицы сфалерита, сфлотированного в
24. Минерализация пузырька ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
25. Аполярные Полярные Минералы Сульфиды Несульфиды ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 S, C….. FeS, CuFeS2… CaCO3,
26. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Состояние поверхности минералов в воде Аполярные (уголь, сера, алмаз); тальк
27. Регуляторы среды Подавители Активаторы Собиратели пенообразователь Порядок подачи Флотореагенты ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
28. Классификация собирателей ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
29. Собиратель НАЗНАЧЕНИЕ Гидрофобизация поверхности минерала ТИП Органические соединения, состоящие из углеводородного радикала и активной группы, которая
30. Традиционные широко используемые собиратели ПРИ ФЛОТАЦИИ СУЛЬФИДОВ ПРИ ФЛОТАЦИИ НЕСУЛЬФИДОВ Олеиновая кислота и ее мыло C17H33COONa
31. Сульфидные минералы Сульфгидрильные собиратели Несульфидные минералы Оксигидрильные собиратели Катионные собиратели Аполярные собиратели Природногидрофобные минералы ПРОФ. КАФЕДРЫ
32. Ксантогенаты – сульфгидрильные собиратели S II RO – C – SK(Na) где R – углеводородный радикал:
33. ROH + KOH + CS2 = ROCSSK Диссоциация ROCSSK (ROCSS)- + K+ Окисление 2ROCSSK - 2e
34. Активные центры на поверхности Активными центрами являются анионы, катионы, атомы с ненасыщенными валентными связями, которые возникают
35. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
36. I – объем сульфида; II –закрепление по механизму гетерогенной обменной реакции с активным центром поверхности; III
37. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 2R-OCSS- - 2e → (R-OCSS)2
38. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Оптимальное соотношение реагентов халькопирит галенит
39. Успех элементарного акта флотации зависит от Присутствия на поверхности минерала 2-х форм сорбции Хемосорбированной Физическую сорбцию
40. Назначение модификаторов Подготовка поверхности минерала, Повышение вероятности закрепления собирателя Снижение, предотвращение гидрофобизирующего действия собирателя ПРОФ. КАФЕДРЫ
41. Регуляторы среды рН ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Состояние поверхности минерала Ионно-молекулярное состояние реагентов 1,
42. Подавители Механизмы действия Вытеснение собирателя (ПР) - Na2S Окисление или восстановление поверхности минералов (кислород O2, Fe3+,
43. Активаторы Соли меди для повышения вероятности закрепления ионогенных собирателей (CuSO4) Кислород воздуха Кислоты (H2SO4, HF) Кремнефтористый
44. Сводная информация по активаторам флотации ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
45. Модификаторы сульфидных руд Сернистый натрий - Na2S Гидросульфид натрия NaHS Бисульфит натрия NaHSO3 Натрий персульфат, натрий
46. Модификаторы несульфидных руд Жидкое стекло Na2SiO3 Крахмал КМЦ Полифосфаты ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
47. Плавиковая кислота HF АКТИВИРУЕТ полевые шпаты Берилл Al2Be3(Si6O18) ДЕПРЕССИРУЕТ Кварц SiO2 Сподумен LiAl(Si2O6) ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ,
48. Собиратели для несульфидных минералов и руд Олеиновая кислота или олеат натрия – OlNa С17Н33СООNa Заменители олеиновой
49. Особенности использования производных карбоновых кислот Мицелообразование – растворимость олеиновой кислоты 20 мг/л (7,1·10-5 моль/л) и рКа
50. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
51. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 ИМ 50 R = C7-C9 Аэрозоль 22 (Аспарал Ф) дифосфоновые
52. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 R-NH2 +H+ → [RNH3]+ Kd =4,3·10-4 Катионные собиратели закрепляются в
53. Пенообразователь Повышает дисперсность газовой фазы Препятствует коалесценции пузырьков Снижает скорость подъема пузырька – увеличивает вероятность столкновения
54. 2-х фазная пена Ж-Г 1 – свободный воздух; 2 – пульпа. 3-х фазная пена Ж-Т-Г ПРОФ.
55. в–пленочная пена (по В.И. Классену)[7] б-агрегатная пена а–пленочно-структурная пена Строение пенного слоя ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.
56. ОПСБ С4Н9-[CH2-CH-O]n-OH CH3 МИБК CH3-CH2-CH2-CH-CH3 CH3 OH терпинеол С10H17OH T-80 диоксановые и пирановые Фенольные – нейтральная
57. В упрощенном виде скорость флотации может быть определена как (уравнение Белоглазова): ln 1 / (1 –
58. Способы насыщения воздухом Специальными устройствами (механические, пневмомеханические, пневматические флотомашины) Перепад давлений (напорная) Разрежение (вакуумная) Электролиз (электрофлотация)
59. Классификация флотационных машин механические, пневмомеханические пневматические напорные флотаторы электрофлотаторы ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
60. механическая (а), пневмомеханическая (б) и пневматическая флотомашина (в) ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 1 –
61. Скоростная (флеш-флотация) в цикле измельчения ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 SkimAir® компании "Оутотек" в SkimAir®
62. Подготовка руды к флотации Измельчение до минус 0,1 мм Разбавление водой до содержания твердого (% тв.)
63. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Операции флотации Основная Контрольная Перечистная ε – повышение извлечения β
64. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Прямая флотация Обратная флотация
65. Прямая селективная флотация ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
66. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Коллективно-селективные схемы флотации
67. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Межцикловая флотация Неравномерная вкрапленность, наличие легко шламуемых и окисляемых (вторичные
68. Типизация руд, минералов М.А. Эйгелеса по флотационным группам Природногидрофобные – графит, угли, самородная сера, тальк (Mg3Si4O10(OH)2)
69. Сульфидные руды Сульфидные минералы - основной источник меди и других тяжелых цветных металлов Сопутствующие – благородные
70. Основные медные минералы ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
71. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Требования к медным концентратам ГОСТ Р 52998-2008 - Концентрат медный.
72. Раздельная флотация песков и шламов Медистые песчаники ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
73. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Медно-порфировые руды
74. Промывка руды для удаления глины или сульфатов меди (халькантит CuSO4·5H2O) ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
75. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Комбинированные технологии (метод Мостовича)
76. Полярные несульфиды Оксиды (Fe2O3, FeTiO3, MnO2, лопарит (Na,Ce,Ca,Sr,Th)(Ti,Nb,Fe)O3 Солеобразующие (CaF2, CaCO3, Ca5(PO4)3F …) Силикаты и кварц
77. Реагентные режимы несульфидных руд Регуляторы среды (кислоты (серная H2SO4, плавиковая HF), щелочи (сода Na2CO3; каустическая сода
78. -CaCO3|ТВ+2RCOO-→-Ca(RCOO)2+ 2CO=3 ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
79. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
80. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
81. Высокотемпературные воздействия Обжиг для разрушения кальцита, Восстановительная сульфидизация, Декрипитация – растрескивание минералов при их нагревании и
82. Десорбция с применением пропарки СУЛЬФИДЫ Высокотемпературная в щелочной среде (разделение Cu-Mo коллективного концентрата) – окислительные условия
83. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Характеристика минералов (фазовый), содержание компонента, вкрапленность Прямая селективная или коллективно-селективная
84. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Неравномерная вкрапленность минералов, хрупкость минералов Стадиальное измельчение
85. ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019 Неравномерное гранулометрическое распределение минералов Комбинирование с другими обогатительными процессами (гравитация,
87. Скачать презентацию

Слайд 2

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Принцип флотации основан на свойстве поверхности

по-разному смачиваться водой

Слайд 3

Флотация
Единственный производительный процесс обогащения тонковкрапленных руд
Флотация позволяет выделить из полезных ископаемых

свыше 100 минералов. С ее применением связано получение в промышленных масштабах примерно 70 % химических элементов Периодической системы элементов Д.И. Менделеева.
Процесс извлечения твердых минеральных частиц (реже жидких) из тонкодисперсных трехфазных систем, основан на различиях разделяемых частиц по смачиванию водой. Плохо смачиваемые водой (гидрофобные) частицы при столкновении с воздушными пузырьками концентрируются на поверхности раздела фаз Ж- Г и выводятся из пульпы в пену.

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 4

Флотация
ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ
Высокая степень концентрирования
Высокая производительность
Высокая селективность разделения
ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ
Высокие удельные расходы воды

(2,5-4,0 м3/т)
Организация складирования отходов флотационного обогащения (выход хвостов от 60 до 98 %)
Потери ценных компонентов со сростками (>100 мкм) и шламами (< 20 (10) мкм)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 5

Фазы при флотации
Твердая (поверхность минерала, осадок и т.д.)
Жидкая (вода, реже «масло-вода»,

эмульсия,)
Газовая (воздух, кислород, азот, углекислый газ и др.)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 6

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Функция фаз при флотации
Жидкая фаза -

среда разделения

Твердая фаза – объект разделения

Газовая фаза – транспорт гидрофобных частиц

Объемное соотношение фаз Г:Т:Ж в % 25:15:60 →5:3:12 =1,7:1:4

Слайд 7

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Жидкая фаза
Н2О

Слайд 8

Газовая фаза
РАСТВОРИМОСТЬ
Кислород воздуха 8-12 мг/л
Углекислый газ воздуха >200 мг/л
Азот воздуха –

3-6 мг/л

ДИСПЕРСНОСТЬ

Обычно 1-2 мм
Склонность пузырьков к коалесценции

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА -1,2 КГ/М3 (Н.У.)
ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ – 998,23 КГ/М3

РАСТВОРИМОСТЬ ВОЗДУХА – 29,18 МГ/Л

Слайд 9

Твердая фаза - минерал
Минералы с ионным видом связи (связь ненаправленная и

ненасыщенная) обладают высокой способностью к смачиванию полярными жидкостями (вода); на поверхности таких минералов обнажаются преимущественно полярные связи, хорошо смачивающиеся молекулами воды. Несульфидные минералы
Минералы с ковалентным типом связи (связь направленная и насыщенная), наоборот, плохо смачиваются полярными жидкостями и хорошо смачиваются неполярными жидкостями. Минералы, на поверхности которых преимущественно обнаруживаются ковалентные и Ван-дер-ваальсовы связи, называются природногидрофобными. Они слабо смачиваются полярными жидкостями (водой). Сульфиды
Самородные металлы (Cu, Au, Ag, Hg, Fe, Pt и др.) с металлическим видом связи – гидрофобные, флотируемость зависит от «чистоты» поверхности.

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Повышение природной
гидрофобности

Слайд 10

Флотация
Химические основы
Физико-химические основы
Физические основы
Жидкая фаза
Межфазовые взаимодействия
Жидкая фаза
Газовая фаза
Твердая фаза
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ,

Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Ионно-молекулярное состояние
Химические реакции

Твердая фаза

Флотокомплекс

Твердая фаза

Слайд 11

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Вероятность образования флотокомплекса «пузырек-частица»
столкновение
закрепление
вынос в пену
гидродинамика
поверхностные

силы

Субпроцессы флотации
К1-2 – соударение и прилипание
К2-1 – отрыв частицы от пузырька
К2-3 – переход в пену
К3-1 – осыпание из пены
К3-4 – переход в концентрат

Слайд 12

Межфазовые взаимодействия (смачивание)
Wa = σ ж г+ σ ж г∙

cosθ =σ ж г· (1 + cosθ)

Wa = σ т г+ σ ж г - σ тж

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

σт-ж + σж-г сos θ = σт-г

(Уравнение Давыдова-Неймана )

(уравнение Юнга)

(Уравнение Юнга-Дюпре)

Θ = 1800, cosθ= -1
Θ = 00, cosθ= 1

Слайд 13

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Значения краевых углов смачивания (в градусах)

Слайд 14

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Гистерезис смачивания – явление запаздывания достижения

равновесия ϴ краевым углом смачивания

Слайд 15

Термодинамика элементарного акта флотации
Е1 = Sж-г σж-г + Sт-ж σт-ж ,

Свободная энергия до закрепления

Е2 = (S’ж-г – 1) σж-г + (S’т-ж – 1) σт-ж + 1 σт-г .

Свободная энергия после закрепления на единицу поверхности

ΔЕ = Е1 - Е2 = σж-г + σт-ж - σт-г

ΔЕ = σж-г (1-cosθ) - флотационная сила

мера флотируемости

мокрая флотация
00<θ<900

сухая флотация
1800>θ>900

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

σт-ж + σж-г сos θ = σт-г

Уравнение Давидова-Неймана

Слайд 16

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
h5 = hт + hп
[h5

- h4]

Кинетическая энергия
mv2/r

Гидродинамика потока

[h4 - h3]

Самопроизвольное уменьшение энергии

[h3 – h2]

толщина прослоя скачком утончается и разрывается

остаточный слой

имеет молекулярные размеры и является термодинамически устойчивым, соответствуя минимуму свободной энергии.

1 Исходное состояние

2 Сближение пузырька с твердой фазой - частицей

3 Момент соприкосновения

hт и hп - толщина гидратных слоев минеральной частицы и пузырька воздуха

Ребиндер П.А., 1934

Слайд 17

1, 2 – переходные слои на поверхности раздела газ – жидкость

и твердое – жидкость соответственно;
3 – равновесная тонкая пленка между пузырьком и твердым телом

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 18

— молекулярная составляющая, обусловленная вандерваальсовыми силами ;
—

структурная составляющая, зависящая от степени гидратированности поверхности или от гидрофобности.

— электростатическая составляющая, возникающая при перекрытии (или деформации);
толщина диффузионного слоя; мкм

1000 А0

10-100 нм

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

(Дерягин Б.В., 1934)

Слайд 19

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
– толщина плотной части ДЭС (слой

Гельмгольца) ;
λ – толщина диффузионной части ДЭС (слой Гюи) 100 мкм;
l – расстояние до плоскости скольжения;
ϕ – электродный потенциал; ξ – электрокинетический потенциал

Уравнение Дебая-Хюккеля

Для 1 валентных ионов

Слайд 20

ХС – химические связи
ВС – водородные связи
ВДВ – молекулярные силы
ПРОФ. КАФЕДРЫ

ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

ИИλλ

δ – толщина плотной части ДЭС, λ – расстояние до плоскости скольжения; а – перекрытие в области молекулярных сил, б – перекрытие в области действия водородных сил и диффузионной части ДЭС, h0 – равновесная пленка ξ- электрокинетический или дзета – потенциал, φ -потенциал Нернста

Слайд 21

Wвз. =σ·π·R2тв·(1-cosϴ)2
Р = Рст·Рзакр·(1-Рот).
Mao, Yoon 1997
Yoon, Luttrel, 1989
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

ИГНАТКИНА В.А.,2019

0,75 (для угля); Рубинштейн Ю.Б.

Sb - интенсивность удельной аэрации

Вероятность флотации

3 субпроцесса:
Столкновение (коалесценция, захват)
Закрепление
Сохранение

«Константа» скорости
флотации

Слайд 22

π a σж-г Sin θ = ρgVпуз + (πa2/4 (2σж-г/ R

– ρgh) .

Уравнение равновесия «пузырек-частица»
Фрумкина-Кабанова – вероятность закрепления

Флотационная сила (сила прилипания)

Силы отрыва

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Лапласово давление

Гидростатическое давление

Условие подъема

Слайд 23

ПЭМ - пленки
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
50%ИТК + 50%бутКх, частицы

сфалерита, сфлотированного в концентрат трубки Халлимонда
(пленка и каверны)

Халькопирит – оптимальное и неоптимальное
ИТК и бутКх

Аэро 5100,частицы теннантита, сфлотированного в концентрат трубки Халлимонда.

Галенит, сфлотированный
бутКх

Слайд 24

Минерализация пузырька
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 25

Аполярные
Полярные
Минералы
Сульфиды
Несульфиды
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
S, C…..
FeS, CuFeS2…
CaCO3, SiO2…
Ковалентные,
Молекулярные связи между

слоями

ковалентные

ионные

Mg3Si4O10(OH)2 - молекулярные

Слайд 26

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Состояние поверхности минералов в воде
Аполярные (уголь,

сера, алмаз); тальк и сульфиды

Малогидратированная поверхность

Полярные минералы

Сильногидратированная

В слоистых минералах (тальк) заряды атомов в "пакетах" скомпенсированы; "пакеты" связаны между собой слабыми молекулярными силами.

Слайд 27

Регуляторы среды
Подавители
Активаторы
Собиратели
пенообразователь
Порядок подачи
Флотореагенты
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 28

Классификация собирателей
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 29

Собиратель
НАЗНАЧЕНИЕ
Гидрофобизация поверхности минерала
ТИП
Органические соединения, состоящие из углеводородного радикала и активной группы,

которая сорбируется на активных центрах поверхности

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 30

Традиционные широко используемые собиратели
ПРИ ФЛОТАЦИИ СУЛЬФИДОВ
ПРИ ФЛОТАЦИИ НЕСУЛЬФИДОВ
Олеиновая кислота и ее

мыло C17H33COONa

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Бутиловый ксантогенат –С4H9OCSSK

Слайд 31

Сульфидные минералы
Сульфгидрильные собиратели
Несульфидные минералы
Оксигидрильные собиратели
Катионные собиратели
Аполярные собиратели
Природногидрофобные минералы
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 32

Ксантогенаты – сульфгидрильные собиратели
S
II
RO – C – SK(Na)
где

R – углеводородный радикал:
С2Н5 – этил
С3Н7 – пропил
С4Н9 – бутил
С5Н11 - амил

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 33

ROH + KOH + CS2 = ROCSSK
Диссоциация
ROCSSK (ROCSS)- + K+
Окисление
2ROCSSK -

2e (ROCSS) 2 + 2K+

Синтез

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 34

Активные центры на поверхности
Активными центрами являются анионы, катионы, атомы с ненасыщенными

валентными связями, которые возникают при образовании поверхности и которые стремятся компенсировать избыток энергии
Активными центрами поверхности являются также макро- и микродефекты кристаллической структуры твердых тел. Макродефекты - микротрещины и микропоры, а также межкристаллические границы зерен; микродефекты - это нарушение стехиометрического состава кристаллов, а также нарушение в периодичности расположения атомов в кристаллической решетке (линейные и винтовые дислокации).
Поверхностные соединения образуются в результате конкуренции молекул воды с ионами и молекулами флотореагентов за активные центры

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 35

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 36

I – объем сульфида; II –закрепление по механизму гетерогенной обменной реакции

с активным центром поверхности; III – закрепление в плотном слое ДЭС (адсорбционный слой); IV - соадсорбция объемных соединений во внешнем ДЭС V – соадсорбция молекулярной формы во внешнем диффузионном слое

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 37

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
2R-OCSS- - 2e → (R-OCSS)2

Слайд 38

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Оптимальное соотношение реагентов
халькопирит
галенит

Слайд 39

Успех элементарного акта флотации зависит от
Присутствия на поверхности минерала 2-х форм

сорбции
Хемосорбированной
Физическую сорбцию
Создание условий достижения точки нулевого заряда поверхности (ТНЗ), когда электрокинетический потенциал поверхности (ЭКП) равен нулю, а величина свободной поверхностной энергии максимальна.

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 40

Назначение модификаторов
Подготовка поверхности минерала,
Повышение вероятности закрепления собирателя
Снижение, предотвращение гидрофобизирующего действия

собирателя

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 41

Регуляторы среды
рН
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Состояние поверхности минерала
Ионно-молекулярное состояние реагентов
1,

4 – халькопирит, 2, 5– борнит, 3, 6 — халькозин

Слайд 42

Подавители Механизмы действия
Вытеснение собирателя (ПР) - Na2S
Окисление или восстановление поверхности минералов (кислород

O2, Fe3+, NaOCl; сернистый Na2S, NaHS)
Растворение (цианид NaCN)
Гидрофилизация без вытеснения собирателя (КМЦ, крахмал, Na2SiO3)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

— S — Mе│твОН + HS- → — S — Mе│твS + Н2О

—S—Ме│твХ + HS- → — S—Mе│твS + X- + H+

Слайд 43

Активаторы
Соли меди для повышения вероятности закрепления ионогенных собирателей (CuSO4)
Кислород воздуха
Кислоты (H2SO4,

HF)
Кремнефтористый натрий (Na2SiF6)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 44

Сводная информация по активаторам флотации
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 45

Модификаторы сульфидных руд
Сернистый натрий - Na2S
Гидросульфид натрия NaHS
Бисульфит натрия NaHSO3
Натрий персульфат,

натрий пероксидсульфат Na2S2O8
Тиосульфат натрия Na2S2O3
Метабисульфит натрия Na2S2O5
Сернистый газ SO2
МФТК – низкомолекулярный депрессор сульфидов меди и пирита на основе тиокарбаминовой кислоты
Модифицированный КМЦ

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 46

Модификаторы несульфидных руд
Жидкое стекло Na2SiO3
Крахмал
КМЦ
Полифосфаты
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 47

Плавиковая кислота HF
АКТИВИРУЕТ
полевые шпаты
Берилл Al2Be3(Si6O18)
ДЕПРЕССИРУЕТ
Кварц SiO2
Сподумен LiAl(Si2O6)
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА

В.А.,2019

Слайд 48

Собиратели для несульфидных минералов и руд
Олеиновая кислота или олеат натрия –

OlNa С17Н33СООNa
Заменители олеиновой кислоты – таловые масла, синтетические жирные кислоты С12-С18 ненасыщенные карбоновые кислоты и их мыла
Алкилсульфаты, алкилсульфонаты – ROSO3; RSO3
Производные фосфорных кислот
Катионные собиратели

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 49

Особенности использования производных карбоновых кислот
Мицелообразование – растворимость олеиновой кислоты 20 мг/л

(7,1·10-5 моль/л) и рКа = 4,7
Олеат натрия 309 мг/л (1,1·10-3 моль/л) при 50 0С
Температура флотации не менее 16 0С
Повышенное пенообразование

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 50

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 51

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
ИМ 50
R = C7-C9
Аэрозоль 22 (Аспарал

Ф)

дифосфоновые кислоты и
их производные

R = C5-C7

Комплексообразующие оксигидрильные собиратели

(Н октадецил N 1,2 дикарбокси этилсульфосукцинат натрия)

алкилгидраксамовые кислоты

Дифосфиновые кислоты

Слайд 52

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
R-NH2 +H+ → [RNH3]+
Kd =4,3·10-4
Катионные собиратели

закрепляются в ДЭС, химическая адсорбция маловерояна

HCOOH
HCl

Слайд 53

Пенообразователь
Повышает дисперсность газовой фазы
Препятствует коалесценции пузырьков
Снижает скорость подъема пузырька – увеличивает

вероятность столкновения
Увеличивает прочность пузырька и устойчивость пены при подъеме
Собирательное действие пенообразователей

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 54

2-х фазная пена Ж-Г
1 – свободный воздух; 2 – пульпа.
3-х фазная

пена Ж-Т-Г

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 55

в–пленочная пена (по В.И. Классену)[7]
б-агрегатная пена
а–пленочно-структурная пена
Строение пенного слоя
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ,

Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 56

ОПСБ
С4Н9-[CH2-CH-O]n-OH
CH3
МИБК
CH3-CH2-CH2-CH-CH3
CH3
OH
терпинеол
С10H17OH
T-80
диоксановые
и
пирановые
Фенольные – нейтральная среда
Спиртовые – щелочная
Алкилсульфаты - слабокислая
OH, C=O, COO,

SO3, OSO3, N, NH2.

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 57

В упрощенном виде скорость флотации может быть определена как (уравнение Белоглазова):
ln

1 / (1 – ε ) = k t.

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

1 – постоянная скорость
2 – уменьшение скорости флотации к концу флотации
3 –увеличении скорости к концу флотации
4 – экстремальная, может быть следствием изменения
концентрации реагентов в пульпе

Величина ln 1/(1–ε) называется коэффициентом удельной скорости флотации (константа Белоглазова).

Слайд 58

Способы насыщения воздухом
Специальными устройствами (механические, пневмомеханические, пневматические флотомашины)
Перепад давлений (напорная)
Разрежение

(вакуумная)
Электролиз (электрофлотация)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 59

Классификация флотационных машин
механические,
пневмомеханические
пневматические
напорные флотаторы
электрофлотаторы
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 60

механическая (а), пневмомеханическая (б) и пневматическая флотомашина (в)
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

ИГНАТКИНА В.А.,2019

1 – вал; 2 и 3 – воздуховод; 4 – импеллер; 5 - статор; 6 – камера;
7 – пеногон; 8 - питающий патрубок; 9 – песковый патрубок; 10 – желоб

Слайд 61

Скоростная (флеш-флотация) в цикле измельчения
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
SkimAir® компании

"Оутотек"

в SkimAir® направляется 1/2 или 2/3 потока песков гидроциклона. Остальная часть потока возвращается в питание мельницы. В питание добавляется вода для снижения плотности пульпы примерно до 65 % твердого.
Хвосты флотации возвращаются в мельницу.

Слайд 62

Подготовка руды к флотации
Измельчение до минус 0,1 мм
Разбавление водой до содержания

твердого (% тв.) – 25-40 %

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 63

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Операции флотации
Основная
Контрольная
Перечистная
ε – повышение извлечения
β –

повышение качества концентрата

Слайд 64

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Прямая флотация
Обратная флотация

Слайд 65

Прямая селективная флотация
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 66

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Коллективно-селективные схемы флотации

Слайд 67

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Межцикловая флотация
Неравномерная вкрапленность, наличие легко шламуемых

и окисляемых
(вторичные сульфиды меди)

Слайд 68

Типизация руд, минералов М.А. Эйгелеса по флотационным группам
Природногидрофобные – графит, угли,

самородная сера, тальк (Mg3Si4O10(OH)2)
Руды сульфидных минералов тяжелых цветных металлов и самородные металлы – галенит PbS, сульфиды меди Cu2S, CuS, сфалерит ZnS, золото, серебро, платиноиды, самородная медь и др.
Смешанные и окисленные руды тяжелых цветных металлов – азурит Cu3(СО3)2(ОН)2, малахит Cu2CO3(OH)2, церуссит PbCO3 и др.
Несульфидные руды с полярными солеобразными минералами с щелочноземельными катионами (Ca, Ba, Sr) – кальцит CaCO3, шеелит CaWO4, повелит CaMoO4 , апатит Са5[PO4]3(F, Cl, ОН), флюорит CaF2, барит BaSO4и др.
Руды, содержащие оксидные минералы черных металлов (железо, марганец, хром) и цветных редких металлов (касситерит SnO2, ильменит FeTiO3, рутил TiO2и др.)
Руды, содержащие силикаты и алюмосиликаты (берилл Al2[Be3(Si6O18)], сподумен LiAl(Si2O6), породные минералы)
Руды, содержащие растворимые соли (галит NaCl, сильвин KCl)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 69

Сульфидные руды
Сульфидные минералы - основной источник меди и других тяжелых цветных

металлов

Сопутствующие – благородные металлы (Аu, Ag, МПГ), редкие металлы и редкоземельные элементы

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 70

Основные медные минералы
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 71

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Требования к медным концентратам
ГОСТ Р 52998-2008

- Концентрат медный. Технические условия.
Дата введения 2010-01-01

As≤0,6 (1,2 %); Mo≤0,12 (0,18 %); влажность≤7 %

Слайд 72

Раздельная флотация песков и шламов
Медистые песчаники
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 73

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Медно-порфировые руды

Слайд 74

Промывка руды для удаления глины или сульфатов меди (халькантит CuSO4·5H2O)
ПРОФ.

КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 75

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Комбинированные технологии (метод Мостовича)

Слайд 76

Полярные несульфиды
Оксиды (Fe2O3, FeTiO3, MnO2, лопарит (Na,Ce,Ca,Sr,Th)(Ti,Nb,Fe)O3
Солеобразующие (CaF2, CaCO3, Ca5(PO4)3F …)
Силикаты

и кварц (цирконий ZrSiO4 , сподумен LiAl(Si2O6), лепидолит KLi1.5Al1.5(Si3AlO10)(F,OH)2, SiO2)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 77

Реагентные режимы несульфидных руд
Регуляторы среды (кислоты (серная H2SO4, плавиковая HF), щелочи

(сода Na2CO3; каустическая сода NaOH, поташ KOH)
Модификаторы (кислоты, кремнефтористый натрий Na2SiF6, щавелевая кислота H2C2O4, КМЦ, крахмал, сернистый Na2S натрий…)
Оксигидрильные собиратели (карбоновые кислоты R-COOH и их мыла R-COONa (олеат, таловые масла, СЖК), алкилсульфаты R-OSO3, алкилфосфаты, Аспарал Ф R –( COO, NH, OSO3)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

C18

Слайд 78

-CaCO3|ТВ+2RCOO-→-Ca(RCOO)2+ 2CO=3
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 79

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 80

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 81

Высокотемпературные воздействия
Обжиг для разрушения кальцита,
Восстановительная сульфидизация,
Декрипитация – растрескивание минералов при их нагревании

и быстром охлаждении.

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 82

Десорбция с применением пропарки
СУЛЬФИДЫ
Высокотемпературная в щелочной среде (разделение Cu-Mo коллективного концентрата)

– окислительные условия
Высокотемпературная в среде сернистого натрия (разделение Cu-Mo коллективного концентрата) – восстановительные условия

КАЛЬЦИЕВЫЕ

Метод Петрова – с жидким стеклом Na2SiO3 (2,5-4 %) при температуре 70-85 0С)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Слайд 83

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Характеристика минералов (фазовый), содержание компонента, вкрапленность
Прямая

селективная или
коллективно-селективная

Слайд 84

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Неравномерная вкрапленность минералов, хрупкость минералов
Стадиальное измельчение

Слайд 85

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Неравномерное гранулометрическое распределение минералов
Комбинирование с

другими обогатительными процессами (гравитация, магнитная сепарация….)

Обогащение полезных ископаемых. Процессы и аппараты обогащения. Флотация

Содержание

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Принцип флотации основан на свойстве поверхности

ФлотацияЕдинственный производительный процесс обогащения тонковкрапленных рудФлотация позволяет выделить из полезных ископаемых

Фазы при флотацииТвердая (поверхность минерала, осадок и т.д.)Жидкая (вода, реже «масло-вода»,

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Функция фаз при флотацииЖидкая фаза -

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Жидкая фазаН2О

Газовая фазаРАСТВОРИМОСТЬКислород воздуха 8-12 мг/лУглекислый газ воздуха >200 мг/лАзот воздуха –

Твердая фаза - минералМинералы с ионным видом связи (связь ненаправленная и

ФлотацияХимические основыФизико-химические основыФизические основыЖидкая фазаМежфазовые взаимодействияЖидкая фазаГазовая фазаТвердая фазаПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ,

Межфазовые взаимодействия (смачивание) Wa = σ ж г+ σ ж г∙

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Значения краевых углов смачивания (в градусах)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Гистерезис смачивания – явление запаздывания достижения

Термодинамика элементарного акта флотацииЕ1 = Sж-г σж-г + Sт-ж σт-ж ,

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019h5 = hт + hп [h5

1, 2 – переходные слои на поверхности раздела газ – жидкость

— молекулярная составляющая, обусловленная вандерваальсовыми силами ; —

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019– толщина плотной части ДЭС (слой

ХС – химические связиВС – водородные связиВДВ – молекулярные силыПРОФ. КАФЕДРЫ

Wвз. =σ·π·R2тв·(1-cosϴ)2Р = Рст·Рзакр·(1-Рот).Mao, Yoon 1997Yoon, Luttrel, 1989ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

π a σж-г Sin θ = ρgVпуз + (πa2/4 (2σж-г/ R

ПЭМ - пленкиПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,201950%ИТК + 50%бутКх, частицы

Минерализация пузырькаПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

АполярныеПолярныеМинералыСульфидыНесульфидыПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019S, C…..FeS, CuFeS2…CaCO3, SiO2…Ковалентные,Молекулярные связи между

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Состояние поверхности минералов в водеАполярные (уголь,

Регуляторы средыПодавителиАктиваторыСобирателипенообразовательПорядок подачиФлотореагентыПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Классификация собирателейПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

СобирательНАЗНАЧЕНИЕГидрофобизация поверхности минералаТИПОрганические соединения, состоящие из углеводородного радикала и активной группы,

Традиционные широко используемые собирателиПРИ ФЛОТАЦИИ СУЛЬФИДОВПРИ ФЛОТАЦИИ НЕСУЛЬФИДОВОлеиновая кислота и ее

Ксантогенаты – сульфгидрильные собиратели S II RO – C – SK(Na)где

ROH + KOH + CS2 = ROCSSKДиссоциацияROCSSK (ROCSS)- + K+Окисление2ROCSSK -

Активные центры на поверхностиАктивными центрами являются анионы, катионы, атомы с ненасыщенными

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

I – объем сульфида; II –закрепление по механизму гетерогенной обменной реакции

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,20192R-OCSS- - 2e → (R-OCSS)2

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Оптимальное соотношение реагентовхалькопиритгаленит

Успех элементарного акта флотации зависит отПрисутствия на поверхности минерала 2-х форм

Назначение модификаторовПодготовка поверхности минерала, Повышение вероятности закрепления собирателяСнижение, предотвращение гидрофобизирующего действия

Регуляторы средырНПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Состояние поверхности минералаИонно-молекулярное состояние реагентов1,

Подавители Механизмы действияВытеснение собирателя (ПР) - Na2SОкисление или восстановление поверхности минералов (кислород

АктиваторыСоли меди для повышения вероятности закрепления ионогенных собирателей (CuSO4)Кислород воздухаКислоты (H2SO4,

Сводная информация по активаторам флотацииПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Модификаторы сульфидных рудСернистый натрий - Na2SГидросульфид натрия NaHSБисульфит натрия NaHSO3Натрий персульфат,

Модификаторы несульфидных рудЖидкое стекло Na2SiO3 КрахмалКМЦПолифосфатыПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Плавиковая кислота HFАКТИВИРУЕТполевые шпатыБерилл Al2Be3(Si6O18)ДЕПРЕССИРУЕТКварц SiO2Сподумен LiAl(Si2O6)ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА

Собиратели для несульфидных минералов и рудОлеиновая кислота или олеат натрия –

Особенности использования производных карбоновых кислотМицелообразование – растворимость олеиновой кислоты 20 мг/л

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019ИМ 50R = C7-C9Аэрозоль 22 (Аспарал

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019R-NH2 +H+ → [RNH3]+Kd =4,3·10-4Катионные собиратели

ПенообразовательПовышает дисперсность газовой фазыПрепятствует коалесценции пузырьковСнижает скорость подъема пузырька – увеличивает

2-х фазная пена Ж-Г1 – свободный воздух; 2 – пульпа.3-х фазная

в–пленочная пена (по В.И. Классену)[7]б-агрегатная пенаа–пленочно-структурная пенаСтроение пенного слояПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ,

ОПСБС4Н9-[CH2-CH-O]n-OHCH3МИБКCH3-CH2-CH2-CH-CH3CH3OHтерпинеолС10H17OHT-80диоксановыеипирановыеФенольные – нейтральная средаСпиртовые – щелочная Алкилсульфаты - слабокислаяOH, C=O, COO,

В упрощенном виде скорость флотации может быть определена как (уравнение Белоглазова):ln

Способы насыщения воздухом Специальными устройствами (механические, пневмомеханические, пневматические флотомашины)Перепад давлений (напорная)Разрежение

Классификация флотационных машинмеханические, пневмомеханические пневматические напорные флотаторыэлектрофлотаторыПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

механическая (а), пневмомеханическая (б) и пневматическая флотомашина (в)ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

Скоростная (флеш-флотация) в цикле измельченияПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019SkimAir® компании

Подготовка руды к флотацииИзмельчение до минус 0,1 ммРазбавление водой до содержания

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Операции флотацииОсновнаяКонтрольнаяПеречистнаяε – повышение извлеченияβ –

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Прямая флотацияОбратная флотация

Прямая селективная флотацияПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Коллективно-селективные схемы флотации

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Межцикловая флотацияНеравномерная вкрапленность, наличие легко шламуемых

Типизация руд, минералов М.А. Эйгелеса по флотационным группамПриродногидрофобные – графит, угли,

Сульфидные рудыСульфидные минералы - основной источник меди и других тяжелых цветных

Основные медные минералыПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Требования к медным концентратамГОСТ Р 52998-2008

Раздельная флотация песков и шламовМедистые песчаникиПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Медно-порфировые руды

Промывка руды для удаления глины или сульфатов меди (халькантит CuSO4·5H2O) ПРОФ.

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019Комбинированные технологии (метод Мостовича)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Принцип флотации основан на свойстве поверхности

Флотация
Единственный производительный процесс обогащения тонковкрапленных руд
Флотация позволяет выделить из полезных ископаемых

Фазы при флотации
Твердая (поверхность минерала, осадок и т.д.)
Жидкая (вода, реже «масло-вода»,

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Функция фаз при флотации
Жидкая фаза -

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Жидкая фаза
Н2О

Газовая фаза
РАСТВОРИМОСТЬ
Кислород воздуха 8-12 мг/л
Углекислый газ воздуха >200 мг/л
Азот воздуха –

Твердая фаза - минерал
Минералы с ионным видом связи (связь ненаправленная и

Межфазовые взаимодействия (смачивание)
Wa = σ ж г+ σ ж г∙

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Значения краевых углов смачивания (в градусах)

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Гистерезис смачивания – явление запаздывания достижения

Термодинамика элементарного акта флотации
Е1 = Sж-г σж-г + Sт-ж σт-ж ,

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
h5 = hт + hп
[h5

— молекулярная составляющая, обусловленная вандерваальсовыми силами ;
—

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
– толщина плотной части ДЭС (слой

ХС – химические связи
ВС – водородные связи
ВДВ – молекулярные силы
ПРОФ. КАФЕДРЫ

Wвз. =σ·π·R2тв·(1-cosϴ)2
Р = Рст·Рзакр·(1-Рот).
Mao, Yoon 1997
Yoon, Luttrel, 1989
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

ПЭМ - пленки
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
50%ИТК + 50%бутКх, частицы

Минерализация пузырька
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Аполярные
Полярные
Минералы
Сульфиды
Несульфиды
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
S, C…..
FeS, CuFeS2…
CaCO3, SiO2…
Ковалентные,
Молекулярные связи между

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Состояние поверхности минералов в воде
Аполярные (уголь,

Регуляторы среды
Подавители
Активаторы
Собиратели
пенообразователь
Порядок подачи
Флотореагенты
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Классификация собирателей
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Собиратель
НАЗНАЧЕНИЕ
Гидрофобизация поверхности минерала
ТИП
Органические соединения, состоящие из углеводородного радикала и активной группы,

Традиционные широко используемые собиратели
ПРИ ФЛОТАЦИИ СУЛЬФИДОВ
ПРИ ФЛОТАЦИИ НЕСУЛЬФИДОВ
Олеиновая кислота и ее

Ксантогенаты – сульфгидрильные собиратели
S
II
RO – C – SK(Na)
где

ROH + KOH + CS2 = ROCSSK
Диссоциация
ROCSSK (ROCSS)- + K+
Окисление
2ROCSSK -

Активные центры на поверхности
Активными центрами являются анионы, катионы, атомы с ненасыщенными

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
2R-OCSS- - 2e → (R-OCSS)2

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Оптимальное соотношение реагентов
халькопирит
галенит

Успех элементарного акта флотации зависит от
Присутствия на поверхности минерала 2-х форм

Назначение модификаторов
Подготовка поверхности минерала,
Повышение вероятности закрепления собирателя
Снижение, предотвращение гидрофобизирующего действия

Регуляторы среды
рН
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Состояние поверхности минерала
Ионно-молекулярное состояние реагентов
1,

Подавители Механизмы действия
Вытеснение собирателя (ПР) - Na2S
Окисление или восстановление поверхности минералов (кислород

Активаторы
Соли меди для повышения вероятности закрепления ионогенных собирателей (CuSO4)
Кислород воздуха
Кислоты (H2SO4,

Сводная информация по активаторам флотации
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Модификаторы сульфидных руд
Сернистый натрий - Na2S
Гидросульфид натрия NaHS
Бисульфит натрия NaHSO3
Натрий персульфат,

Модификаторы несульфидных руд
Жидкое стекло Na2SiO3
Крахмал
КМЦ
Полифосфаты
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

Плавиковая кислота HF
АКТИВИРУЕТ
полевые шпаты
Берилл Al2Be3(Si6O18)
ДЕПРЕССИРУЕТ
Кварц SiO2
Сподумен LiAl(Si2O6)
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА

Собиратели для несульфидных минералов и руд
Олеиновая кислота или олеат натрия –

Особенности использования производных карбоновых кислот
Мицелообразование – растворимость олеиновой кислоты 20 мг/л

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
ИМ 50
R = C7-C9
Аэрозоль 22 (Аспарал

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
R-NH2 +H+ → [RNH3]+
Kd =4,3·10-4
Катионные собиратели

Пенообразователь
Повышает дисперсность газовой фазы
Препятствует коалесценции пузырьков
Снижает скорость подъема пузырька – увеличивает

2-х фазная пена Ж-Г
1 – свободный воздух; 2 – пульпа.
3-х фазная

в–пленочная пена (по В.И. Классену)[7]
б-агрегатная пена
а–пленочно-структурная пена
Строение пенного слоя
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ,

В упрощенном виде скорость флотации может быть определена как (уравнение Белоглазова):
ln

Способы насыщения воздухом
Специальными устройствами (механические, пневмомеханические, пневматические флотомашины)
Перепад давлений (напорная)
Разрежение

Классификация флотационных машин
механические,
пневмомеханические
пневматические
напорные флотаторы
электрофлотаторы
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

механическая (а), пневмомеханическая (б) и пневматическая флотомашина (в)
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н.

Скоростная (флеш-флотация) в цикле измельчения
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
SkimAir® компании

Подготовка руды к флотации
Измельчение до минус 0,1 мм
Разбавление водой до содержания

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Операции флотации
Основная
Контрольная
Перечистная
ε – повышение извлечения
β –

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Прямая флотация
Обратная флотация

Прямая селективная флотация
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Коллективно-селективные схемы флотации

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Межцикловая флотация
Неравномерная вкрапленность, наличие легко шламуемых

Типизация руд, минералов М.А. Эйгелеса по флотационным группам
Природногидрофобные – графит, угли,

Сульфидные руды
Сульфидные минералы - основной источник меди и других тяжелых цветных

Основные медные минералы
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Требования к медным концентратам
ГОСТ Р 52998-2008

Раздельная флотация песков и шламов
Медистые песчаники
ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Медно-порфировые руды

Промывка руды для удаления глины или сульфатов меди (халькантит CuSO4·5H2O)
ПРОФ.

ПРОФ. КАФЕДРЫ ОПИ, Д.Т.Н. ИГНАТКИНА В.А.,2019
Комбинированные технологии (метод Мостовича)