основы обогащения полезных ископаемых

Содержание

1. основы обогащения полезных ископаемых
2. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Принцип флотации основан на свойстве поверхности по-разному смачиваться водой
3. ФлотацияЕдинственный производительный процесс обогащения тонковкрапленных рудФлотация позволяет
4. ФлотацияПоложительные моментыВысокая степень концентрированияВысокая производительностьВысокая селективность разделенияОтрицательные
5. Фазы при флотацииТвердая (поверхность минерала, осадок и
6. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Функция фаз
7. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Жидкая фазаН2О
8. Газовая фазарастворимостьКислород воздуха 8-12 мг/лУглекислый газ воздуха
9. Твердая фаза - минералМинералы с ионным видом
10. ФлотацияХимические основыФизико-химические основыФизические основыЖидкая фазаМежфазовые взаимодействияЖидкая фазаГазовая
11. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Вероятность образования
12. Межфазовые взаимодействия (смачивание) Wa = σ ж
13. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Значения краевых углов смачивания (в градусах)
14. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Гистерезис смачивания – явление запаздывания достижения равновесия ϴ краевым углом смачивания
15. Термодинамика элементарного акта флотацииЕ1 = Sж-г σж-г
16. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019h5 =
17. 1, 2 – переходные слои на поверхности
18. — молекулярная составляющая, обусловленная вандерваальсовыми
19. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019– толщина
20. ХС – химические связиВС – водородные связиВДВ
21. Wвз. =σ·π·R2тв·(1-cosϴ)2Р = Рст·Рзакр·(1-Рот).Mao, Yoon 1997Yoon, Luttrel,
22. π a σж-г Sin θ = ρgVпуз
23. ПЭМ - пленкипроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина
24. Минерализация пузырькапроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
25. АполярныеПолярныеМинералыСульфидыНесульфидыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019S, C…..FeS, CuFeS2…CaCO3, SiO2…Ковалентные,Молекулярные связи между слоямиковалентныеионныеMg3Si4O10(OH)2 - молекулярные
26. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Состояние поверхности
27. Регуляторы средыПодавителиАктиваторыСобирателипенообразовательПорядок подачиФлотореагентыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
28. Классификация собирателейпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
29. СобирательНазначениеГидрофобизация поверхности минералатипОрганические соединения, состоящие из углеводородного
30. Традиционные широко используемые собирателиПри флотации сульфидовПри флотации
31. Сульфидные минералыСульфгидрильные собирателиНесульфидные минералыОксигидрильные собирателиКатионные собирателиАполярные собирателиПриродногидрофобные минералыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
32. Ксантогенаты – сульфгидрильные собиратели
33. ROH + KOH + CS2 = ROCSSKДиссоциацияROCSSK
34. Активные центры на поверхностиАктивными центрами являются анионы,
35. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
36. I – объем сульфида; II –закрепление по
37. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,20192R-OCSS- - 2e → (R-OCSS)2
38. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Оптимальное соотношение реагентовхалькопиритгаленит
39. Успех элементарного акта флотации зависит отПрисутствия на
40. Назначение модификаторовПодготовка поверхности минерала, Повышение вероятности закрепления
41. Регуляторы средырНпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Состояние
42. Подавители Механизмы действияВытеснение собирателя (ПР) - Na2SОкисление
43. АктиваторыСоли меди для повышения вероятности закрепления ионогенных
44. Сводная информация по активаторам флотациипроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
45. Модификаторы сульфидных рудСернистый натрий - Na2SГидросульфид натрия
46. Модификаторы несульфидных рудЖидкое стекло Na2SiO3 КрахмалКМЦПолифосфатыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
47. Плавиковая кислота HFактивируетполевые шпатыБерилл Al2Be3(Si6O18)депрессируетКварц SiO2Сподумен LiAl(Si2O6)проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
48. Собиратели для несульфидных минералов и рудОлеиновая кислота
49. Особенности использования производных карбоновых кислотМицелообразование – растворимость
50. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
51. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019ИМ 50R
52. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019R-NH2 +H+
53. ПенообразовательПовышает дисперсность газовой фазыПрепятствует коалесценции пузырьковСнижает скорость
54. 2-х фазная пена Ж-Г1 – свободный воздух;
55. в–пленочная пена (по В.И. Классену)[7]б-агрегатная пенаа–пленочно-структурная пенаСтроение пенного слояпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
56. ОПСБС4Н9-[CH2-CH-O]n-OHCH3МИБКCH3-CH2-CH2-CH-CH3CH3OHтерпинеолС10H17OHT-80диоксановыеипирановыеФенольные – нейтральная средаСпиртовые – щелочная Алкилсульфаты
57. В упрощенном виде скорость флотации может быть
58. Способы насыщения воздухом Специальными устройствами (механические, пневмомеханические,
59. Классификация флотационных машинмеханические, пневмомеханические пневматические напорные флотаторыэлектрофлотаторыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
60. механическая (а), пневмомеханическая (б) и пневматическая флотомашина
61. Скоростная (флеш-флотация) в цикле измельченияпроф. кафедры ОПИ,
62. Подготовка руды к флотацииИзмельчение до минус 0,1
63. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Операции флотацииОсновнаяКонтрольнаяПеречистнаяε – повышение извлеченияβ – повышение качества концентрата
64. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Прямая флотацияОбратная флотация
65. Прямая селективная флотацияпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
66. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Коллективно-селективные схемы флотации
67. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Межцикловая флотацияНеравномерная вкрапленность, наличие легко шламуемых и окисляемых(вторичные сульфиды меди)
68. Типизация руд, минералов
69. Сульфидные рудыСульфидные минералы - основной источник меди
70. Основные медные минералыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
71. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Требования к
72. Раздельная флотация песков и шламовМедистые песчаникипроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
73. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Медно-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.,2019Комбинированные технологии (метод Мостовича)
76. Полярные несульфидыОксиды (Fe2O3, FeTiO3, MnO2, лопарит (Na,Ce,Ca,Sr,Th)(Ti,Nb,Fe)O3Солеобразующие
77. Реагентные режимы несульфидных рудРегуляторы среды (кислоты (серная
78. -CaCO3|ТВ+2RCOO-→-Ca(RCOO)2+ 2CO=3проф. 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 воздействияОбжиг для разрушения кальцита, Восстановительная сульфидизация,Декрипитация –
82. Десорбция с применением пропаркисульфидыВысокотемпературная в щелочной среде
83. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Характеристика минералов (фазовый), содержание компонента, вкрапленностьПрямая селективная иликоллективно-селективная ?
84. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Неравномерная вкрапленность минералов, хрупкость минераловСтадиальное измельчение
85. проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Неравномерное гранулометрическое
86. ФлотацияЖелезные рудыПолучение суперконцентратовуглиФлотация шламов (селективная флокуляция)проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
87. Скачать презентанцию

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Принцип флотации основан на свойстве поверхности по-разному смачиваться водой

Главная
Разное
основы обогащения полезных ископаемых

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1основы обогащения полезных ископаемых
Лекция 10-12
Процессы и аппараты обогащения
Флотация

Слайд 2проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Принцип флотации основан на свойстве

поверхности по-разному смачиваться водой

Слайд 3Флотация
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

ФлотацияЕдинственный производительный процесс обогащения тонковкрапленных рудФлотация позволяет выделить из полезных ископаемых свыше 100 минералов. С ее применением

Слайд 4Флотация
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

ФлотацияПоложительные моментыВысокая степень концентрированияВысокая производительностьВысокая селективность разделенияОтрицательные моментыВысокие удельные расходы воды (2,5-4,0 м3/т)Организация складирования отходов флотационного обогащения

Слайд 5Фазы 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

Фазы при флотацииТвердая (поверхность минерала, осадок и т.д.)Жидкая (вода, реже «масло-вода», эмульсия,)Газовая (воздух, кислород, азот, углекислый газ

Слайд 6проф. 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

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Функция фаз при флотацииЖидкая фаза - среда разделенияТвердая фаза – объект разделенияГазовая

Слайд 7проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Жидкая фаза
Н2О

Слайд 8Газовая 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

Газовая фазарастворимостьКислород воздуха 8-12 мг/лУглекислый газ воздуха >200 мг/лАзот воздуха – 3-6 мг/лдисперсностьОбычно 1-2 ммСклонность пузырьков

Слайд 9Твердая 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

Твердая фаза - минералМинералы с ионным видом связи (связь ненаправленная и ненасыщенная) обладают высокой способностью к смачиванию

Слайд 10Флотация
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

ФлотацияХимические основыФизико-химические основыФизические основыЖидкая фазаМежфазовые взаимодействияЖидкая фазаГазовая фазаТвердая фазапроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Ионно-молекулярное состояниеХимические реакцииТвердая фазаФлотокомплексТвердая

Слайд 11проф. 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

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Вероятность образования флотокомплекса «пузырек-частица»столкновениезакреплениевынос в пенугидродинамикаповерхностные силыСубпроцессы флотацииК1-2 – соударение и прилипаниеК2-1

Слайд 12Межфазовые 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

Межфазовые взаимодействия (смачивание) Wa = σ ж г+ σ ж г∙ cosθ =σ ж г· (1 +

Слайд 13проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Значения краевых углов смачивания (в

градусах)

Слайд 14проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Гистерезис смачивания – явление запаздывания

достижения равновесия ϴ краевым углом смачивания

Слайд 15Термодинамика 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

Термодинамика элементарного акта флотацииЕ1 = Sж-г σж-г + Sт-ж σт-ж , Свободная энергия до закрепленияЕ2 = (S’ж-г

Слайд 16проф. 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

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019h5 = hт + hп [h5 - h4] Кинетическая энергияmv2/rГидродинамика потока[h4 -

Слайд 171, 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

1, 2 – переходные слои на поверхности раздела газ – жидкость и твердое – жидкость соответственно; 3

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)

— молекулярная составляющая, обусловленная вандерваальсовыми силами ; — структурная составляющая, зависящая от степени гидратированности

Слайд 19проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
– толщина плотной части ДЭС

(слой Гельмгольца) ;
 – толщина диффузионной части ДЭС (слой

Гюи) 100 мкм;
l – расстояние до плоскости скольжения;
 – электродный потенциал;  – электрокинетический потенциал

Уравнение Дебая-Хюккеля

Для 1 валентных ионов

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019– толщина плотной части ДЭС (слой Гельмгольца) ;  – толщина диффузионной

Слайд 20ХС – 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

ХС – химические связиВС – водородные связиВДВ – молекулярные силыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019ИИλλδ – толщина

Слайд 21Wвз. =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

Wвз. =σ·π·R2тв·(1-cosϴ)2Р = Рст·Рзакр·(1-Рот).Mao, Yoon 1997Yoon, Luttrel, 1989проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,20190,75 (для угля); Рубинштейн Ю.Б.Sb

Слайд 22π 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

π a σж-г Sin θ = ρgVпуз + (πa2/4 (2σж-г/ R – ρgh) .Уравнение равновесия «пузырек-частица»Фрумкина-Кабанова –

Слайд 23ПЭМ - 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

ПЭМ - пленкипроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,201950%ИТК + 50%бутКх, частицы сфалерита, сфлотированного в концентрат трубки Халлимонда(пленка

Слайд 24Минерализация пузырька
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 25Аполярные
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

АполярныеПолярныеМинералыСульфидыНесульфидыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019S, C…..FeS, CuFeS2…CaCO3, SiO2…Ковалентные,Молекулярные связи между слоямиковалентныеионныеMg3Si4O10(OH)2 - молекулярные

Слайд 26проф. 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.

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Состояние поверхности минералов в водеАполярные (уголь, сера, алмаз); тальк и сульфидыМалогидратированная поверхностьПолярные

Слайд 27Регуляторы среды
Подавители
Активаторы
Собиратели
пенообразователь
Порядок подачи
Флотореагенты
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Регуляторы средыПодавителиАктиваторыСобирателипенообразовательПорядок подачиФлотореагентыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 28Классификация собирателей
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 29Собиратель
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

СобирательНазначениеГидрофобизация поверхности минералатипОрганические соединения, состоящие из углеводородного радикала и активной группы, которая сорбируется на активных центрах поверхностипроф.

Слайд 30Традиционные 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

Традиционные широко используемые собирателиПри флотации сульфидовПри флотации несульфидовОлеиновая кислота и ее мыло C17H33COONaпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина

Слайд 31Сульфидные минералы
Сульфгидрильные собиратели
Несульфидные минералы
Оксигидрильные собиратели
Катионные собиратели
Аполярные собиратели
Природногидрофобные минералы
проф. кафедры ОПИ,

д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Сульфидные минералыСульфгидрильные собирателиНесульфидные минералыОксигидрильные собирателиКатионные собирателиАполярные собирателиПриродногидрофобные минералыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 32Ксантогенаты – 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

Ксантогенаты – сульфгидрильные собиратели S

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

ROH + KOH + CS2 = ROCSSKДиссоциацияROCSSK (ROCSS)- + K+Окисление2ROCSSK - 2e

Слайд 34Активные 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

Активные центры на поверхностиАктивными центрами являются анионы, катионы, атомы с ненасыщенными валентными связями, которые возникают при образовании

Слайд 35проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 36I – 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

I – объем сульфида; II –закрепление по механизму гетерогенной обменной реакции с активным центром поверхности; III –

Слайд 37проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
2R-OCSS- - 2e → (R-OCSS)2

Слайд 38проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Оптимальное соотношение реагентов
халькопирит
галенит

Слайд 39Успех 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

Успех элементарного акта флотации зависит отПрисутствия на поверхности минерала 2-х форм сорбции ХемосорбированнойФизическую сорбциюСоздание условий достижения точки

Слайд 40Назначение модификаторов
Подготовка поверхности минерала,
Повышение вероятности закрепления собирателя
Снижение, предотвращение гидрофобизирующего

действия собирателя
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Назначение модификаторовПодготовка поверхности минерала, Повышение вероятности закрепления собирателяСнижение, предотвращение гидрофобизирующего действия собирателяпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 41Регуляторы 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

Регуляторы средырНпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Состояние поверхности минералаИонно-молекулярное состояние реагентов1, 4 – халькопирит, 2, 5– борнит,

Слайд 42Подавители 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+

Подавители Механизмы действияВытеснение собирателя (ПР) - Na2SОкисление или восстановление поверхности минералов (кислород O2, Fe3+, NaOCl; сернистый Na2S,

Слайд 43Активаторы
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

АктиваторыСоли меди для повышения вероятности закрепления ионогенных собирателей (CuSO4)Кислород воздухаКислоты (H2SO4, HF)Кремнефтористый натрий (Na2SiF6)проф. кафедры ОПИ, д.т.н.

Слайд 44Сводная информация по активаторам флотации
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 45Модификаторы 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

Модификаторы сульфидных рудСернистый натрий - Na2SГидросульфид натрия NaHSБисульфит натрия NaHSO3Натрий персульфат, натрий пероксидсульфат Na2S2O8Тиосульфат натрия Na2S2O3Метабисульфит натрия

Слайд 46Модификаторы несульфидных руд
Жидкое стекло Na2SiO3
Крахмал
КМЦ
Полифосфаты
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина

В.А.,2019

Слайд 47Плавиковая кислота HF
активирует
полевые шпаты
Берилл Al2Be3(Si6O18)
депрессирует
Кварц SiO2
Сподумен LiAl(Si2O6)
проф. 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 В.А.,2019

Слайд 48Собиратели 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

Собиратели для несульфидных минералов и рудОлеиновая кислота или олеат натрия – OlNa С17Н33СООNaЗаменители олеиновой кислоты – таловые

Слайд 49Особенности 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

Особенности использования производных карбоновых кислотМицелообразование – растворимость олеиновой кислоты 20 мг/л (7,1·10-5 моль/л) и рКа = 4,7

Слайд 50проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 51проф. 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

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019ИМ 50R = C7-C9Аэрозоль 22 (Аспарал Ф)дифосфоновые кислоты и их производныеR =

Слайд 52проф. 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

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019R-NH2 +H+ → [RNH3]+Kd =4,3·10-4Катионные собиратели закрепляются в ДЭС, химическая адсорбция маловероянаHCOOHHCl

Слайд 53Пенообразователь
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

ПенообразовательПовышает дисперсность газовой фазыПрепятствует коалесценции пузырьковСнижает скорость подъема пузырька – увеличивает вероятность столкновенияУвеличивает прочность пузырька и устойчивость

Слайд 542-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

2-х фазная пена Ж-Г1 – свободный воздух; 2 – пульпа.3-х фазная пена Ж-Т-Гпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина

Слайд 55в–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 56ОПСБ
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

ОПСБС4Н9-[CH2-CH-O]n-OHCH3МИБКCH3-CH2-CH2-CH-CH3CH3OHтерпинеолС10H17OHT-80диоксановыеипирановыеФенольные – нейтральная средаСпиртовые – щелочная Алкилсульфаты - слабокислаяOH, C=O, COO, SO3, OSO3, N, NH2.проф. кафедры ОПИ,

Слайд 57В 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).

В упрощенном виде скорость флотации может быть определена как (уравнение Белоглазова):ln 1 / (1 – ε )

Слайд 58Способы 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

Способы насыщения воздухом Специальными устройствами (механические, пневмомеханические, пневматические флотомашины)Перепад давлений (напорная)Разрежение (вакуумная)Электролиз (электрофлотация)проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина

Слайд 59Классификация флотационных машин
механические,
пневмомеханические
пневматические

напорные флотаторы
электрофлотаторы
проф. кафедры ОПИ,

д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Классификация флотационных машинмеханические, пневмомеханические пневматические напорные флотаторыэлектрофлотаторыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 60механическая (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

механическая (а), пневмомеханическая (б) и пневматическая флотомашина (в)проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,20191 – вал; 2 и

Слайд 61Скоростная (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.

Скоростная (флеш-флотация) в цикле измельченияпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019SkimAir® компании

Слайд 62Подготовка 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

Подготовка руды к флотацииИзмельчение до минус 0,1 ммРазбавление водой до содержания твердого (% тв.) – 25-40 %проф.

Слайд 63проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Операции флотации
Основная
Контрольная
Перечистная

ε – повышение извлечения
β

– повышение качества концентрата

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Операции флотацииОсновнаяКонтрольнаяПеречистнаяε – повышение извлеченияβ – повышение качества концентрата

Слайд 64проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Прямая флотация
Обратная флотация

Слайд 65Прямая селективная флотация
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 66проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Коллективно-селективные схемы флотации

Слайд 67проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Межцикловая флотация
Неравномерная вкрапленность, наличие легко

шламуемых и окисляемых
(вторичные сульфиды меди)

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Межцикловая флотацияНеравномерная вкрапленность, наличие легко шламуемых и окисляемых(вторичные сульфиды меди)

Слайд 68Типизация 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

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

Слайд 69Сульфидные 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

Сульфидные рудыСульфидные минералы - основной источник меди и других тяжелых цветных металловСопутствующие – благородные металлы (Аu, Ag,

Слайд 70Основные медные минералы
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 71проф. 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 72Раздельная флотация песков и шламов
Медистые песчаники
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина

В.А.,2019

Слайд 73проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Медно-порфировые руды

Слайд 74Промывка руды для удаления глины или сульфатов меди (халькантит CuSO4·5H2O)

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 75проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Комбинированные технологии (метод Мостовича)

Слайд 76Полярные 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

Полярные несульфидыОксиды (Fe2O3, FeTiO3, MnO2, лопарит (Na,Ce,Ca,Sr,Th)(Ti,Nb,Fe)O3Солеобразующие (CaF2, CaCO3, Ca5(PO4)3F …)Силикаты и кварц (цирконий ZrSiO4 , сподумен

Слайд 77Реагентные 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

Реагентные режимы несульфидных рудРегуляторы среды (кислоты (серная H2SO4, плавиковая HF), щелочи (сода Na2CO3; каустическая сода NaOH, поташ

Слайд 78-CaCO3|ТВ+2RCOO-→-Ca(RCOO)2+ 2CO=3
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 79проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 80проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 81Высокотемпературные 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

Высокотемпературные воздействияОбжиг для разрушения кальцита, Восстановительная сульфидизация,Декрипитация – растрескивание минералов при их нагревании и быстром охлаждении.проф. кафедры ОПИ, д.т.н.

Слайд 82Десорбция 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

Десорбция с применением пропаркисульфидыВысокотемпературная в щелочной среде (разделение Cu-Mo коллективного концентрата) – окислительные условияВысокотемпературная в среде сернистого

Слайд 83проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Характеристика минералов (фазовый), содержание компонента,

вкрапленность
Прямая селективная или
коллективно-селективная
?

проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Характеристика минералов (фазовый), содержание компонента, вкрапленностьПрямая селективная иликоллективно-селективная ?

Слайд 84проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Неравномерная вкрапленность минералов, хрупкость минералов
Стадиальное

измельчение

Слайд 85проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Неравномерное гранулометрическое распределение минералов
Комбинирование

с другими обогатительными процессами (гравитация, магнитная сепарация….)

Слайд 86Флотация
Железные руды
Получение суперконцентратов
угли
Флотация шламов (селективная флокуляция)
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина

В.А.,2019

Скачать презентацию

Разделы презентаций

основы обогащения полезных ископаемых

Содержание

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1основы обогащения полезных ископаемыхЛекция 10-12Процессы и аппараты обогащенияФлотация

Слайд 2проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Принцип флотации основан на свойстве

поверхности по-разному смачиваться водой

Слайд 3ФлотацияЕдинственный производительный процесс обогащения тонковкрапленных рудФлотация позволяет выделить из полезных

ископаемых свыше 100 минералов. С ее применением связано получение в

воды (2,5-4,0 м3/т)Организация складирования отходов флотационного обогащения (выход хвостов от

Слайд 5Фазы при флотацииТвердая (поверхность минерала, осадок и т.д.)Жидкая (вода, реже

«масло-вода», эмульсия,)Газовая (воздух, кислород, азот, углекислый газ и др.)проф. кафедры

Слайд 6проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Функция фаз при флотацииЖидкая фаза

- среда разделенияТвердая фаза – объект разделенияГазовая фаза – транспорт

Слайд 7проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Жидкая фазаН2О

Слайд 8Газовая фазарастворимостьКислород воздуха 8-12 мг/лУглекислый газ воздуха >200 мг/лАзот

воздуха – 3-6 мг/лдисперсностьОбычно 1-2 ммСклонность пузырьков к коалесценциипроф. кафедры

Слайд 9Твердая фаза - минералМинералы с ионным видом связи (связь ненаправленная

и ненасыщенная) обладают высокой способностью к смачиванию полярными жидкостями (вода);

ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Ионно-молекулярное состояниеХимические реакцииТвердая фазаФлотокомплексТвердая фаза

Слайд 11проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Вероятность образования флотокомплекса «пузырек-частица»столкновениезакреплениевынос в

пенугидродинамикаповерхностные силыСубпроцессы флотацииК1-2 – соударение и прилипаниеК2-1 – отрыв частицы

Слайд 12Межфазовые взаимодействия (смачивание) Wa = σ ж г+ σ ж

г∙ cosθ =σ ж г· (1 + cosθ)Wa = σ

Слайд 13проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Значения краевых углов смачивания (в

градусах)

Слайд 14проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Гистерезис смачивания – явление запаздывания

достижения равновесия ϴ краевым углом смачивания

Слайд 15Термодинамика элементарного акта флотацииЕ1 = Sж-г σж-г + Sт-ж σт-ж

, Свободная энергия до закрепленияЕ2 = (S’ж-г – 1) σж-г

Слайд 16проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019h5 = hт + hп

[h5 - h4] Кинетическая энергияmv2/rГидродинамика потока[h4 - h3] Самопроизвольное уменьшение

Слайд 171, 2 – переходные слои на поверхности раздела газ –

жидкость и твердое – жидкость соответственно; 3 – равновесная тонкая

Слайд 18 — молекулярная составляющая, обусловленная вандерваальсовыми силами ;

— структурная составляющая, зависящая от степени гидратированности поверхности или

Слайд 19проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019– толщина плотной части ДЭС

(слой Гельмгольца) ;  – толщина диффузионной части ДЭС (слой

Слайд 20ХС – химические связиВС – водородные связиВДВ – молекулярные силыпроф.

кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019ИИλλδ – толщина плотной части ДЭС,

Слайд 21Wвз. =σ·π·R2тв·(1-cosϴ)2Р = Рст·Рзакр·(1-Рот).Mao, Yoon 1997Yoon, Luttrel, 1989проф. кафедры ОПИ,

д.т.н. Игнаткина В.А.,20190,75 (для угля); Рубинштейн Ю.Б.Sb - интенсивность удельной

Слайд 22π a σж-г Sin θ = ρgVпуз + (πa2/4 (2σж-г/

R – ρgh) .Уравнение равновесия «пузырек-частица»Фрумкина-Кабанова – вероятность закрепленияФлотационная сила

Слайд 23ПЭМ - пленкипроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,201950%ИТК + 50%бутКх,

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

Слайд 24Минерализация пузырькапроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 25АполярныеПолярныеМинералыСульфидыНесульфидыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019S, C…..FeS, CuFeS2…CaCO3, SiO2…Ковалентные,Молекулярные связи

между слоямиковалентныеионныеMg3Si4O10(OH)2 - молекулярные

Слайд 26проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Состояние поверхности минералов в водеАполярные

(уголь, сера, алмаз); тальк и сульфидыМалогидратированная поверхностьПолярные минералыСильногидратированная В слоистых

Слайд 27Регуляторы средыПодавителиАктиваторыСобирателипенообразовательПорядок подачиФлотореагентыпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 28Классификация собирателейпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 29СобирательНазначениеГидрофобизация поверхности минералатипОрганические соединения, состоящие из углеводородного радикала и активной

группы, которая сорбируется на активных центрах поверхностипроф. кафедры ОПИ, д.т.н.

Слайд 30Традиционные широко используемые собирателиПри флотации сульфидовПри флотации несульфидовОлеиновая кислота и

ее мыло C17H33COONaпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Бутиловый ксантогенат –С4H9OCSSK

д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 32Ксантогенаты – сульфгидрильные собиратели

S

Слайд 33ROH + KOH + CS2 = ROCSSKДиссоциацияROCSSK

(ROCSS)- + K+Окисление2ROCSSK - 2e (ROCSS)

Слайд 34Активные центры на поверхностиАктивными центрами являются анионы, катионы, атомы с

ненасыщенными валентными связями, которые возникают при образовании поверхности и которые

Слайд 35проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 36I – объем сульфида; II –закрепление по механизму гетерогенной обменной

реакции с активным центром поверхности; III – закрепление в плотном

Слайд 37проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,20192R-OCSS- - 2e → (R-OCSS)2

Слайд 38проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Оптимальное соотношение реагентовхалькопиритгаленит

Слайд 39Успех элементарного акта флотации зависит отПрисутствия на поверхности минерала 2-х

форм сорбции ХемосорбированнойФизическую сорбциюСоздание условий достижения точки нулевого заряда поверхности

Слайд 40Назначение модификаторовПодготовка поверхности минерала, Повышение вероятности закрепления собирателяСнижение, предотвращение гидрофобизирующего

действия собирателяпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 41Регуляторы средырНпроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019Состояние поверхности минералаИонно-молекулярное состояние

реагентов1, 4 – халькопирит, 2, 5– борнит, 3, 6 —

Слайд 42Подавители Механизмы действияВытеснение собирателя (ПР) - Na2SОкисление или восстановление поверхности минералов

(кислород O2, Fe3+, NaOCl; сернистый Na2S, NaHS)Растворение (цианид NaCN)Гидрофилизация без

Слайд 43АктиваторыСоли меди для повышения вероятности закрепления ионогенных собирателей (CuSO4)Кислород воздухаКислоты

(H2SO4, HF)Кремнефтористый натрий (Na2SiF6)проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 44Сводная информация по активаторам флотациипроф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 1основы обогащения полезных ископаемых
Лекция 10-12
Процессы и аппараты обогащения
Флотация

Слайд 2проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Принцип флотации основан на свойстве

Слайд 3Флотация
Единственный производительный процесс обогащения тонковкрапленных руд
Флотация позволяет выделить из полезных

воды (2,5-4,0 м3/т)
Организация складирования отходов флотационного обогащения (выход хвостов от

Слайд 5Фазы 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

Слайд 6проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Функция фаз при флотации
Жидкая фаза

- среда разделения
Твердая фаза – объект разделения
Газовая фаза – транспорт

Слайд 7проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Жидкая фаза
Н2О

Слайд 8Газовая 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

Слайд 9Твердая фаза - минерал
Минералы с ионным видом связи (связь ненаправленная

ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Ионно-молекулярное состояние
Химические реакции
Твердая фаза
Флотокомплекс
Твердая фаза

Слайд 11проф. 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

Слайд 12Межфазовые взаимодействия (смачивание)
Wa = σ ж г+ σ ж

г∙ cosθ =σ ж г· (1 + cosθ)
Wa = σ

Слайд 13проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Значения краевых углов смачивания (в

Слайд 14проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Гистерезис смачивания – явление запаздывания

Слайд 15Термодинамика элементарного акта флотации
Е1 = Sж-г σж-г + Sт-ж σт-ж

,
Свободная энергия до закрепления
Е2 = (S’ж-г – 1) σж-г

Слайд 16проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
h5 = hт + hп

[h5 - h4]
Кинетическая энергия
mv2/r
Гидродинамика потока
[h4 - h3]
Самопроизвольное уменьшение

жидкость
и твердое – жидкость соответственно;
3 – равновесная тонкая

Слайд 18
— молекулярная составляющая, обусловленная вандерваальсовыми силами ;

Слайд 19проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
– толщина плотной части ДЭС

(слой Гельмгольца) ;
 – толщина диффузионной части ДЭС (слой

Слайд 20ХС – химические связи
ВС – водородные связи
ВДВ – молекулярные силы
проф.

кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
ИИλλ
δ – толщина плотной части ДЭС,

Слайд 21Wвз. =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

R – ρgh) .
Уравнение равновесия «пузырек-частица»
Фрумкина-Кабанова – вероятность закрепления
Флотационная сила

Слайд 23ПЭМ - 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 –

Слайд 24Минерализация пузырька
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 25Аполярные
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 26проф. 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

Слайд 27Регуляторы среды
Подавители
Активаторы
Собиратели
пенообразователь
Порядок подачи
Флотореагенты
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 28Классификация собирателей
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 29Собиратель
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.

Слайд 30Традиционные 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 33

ROH + KOH + CS2 = ROCSSK

Диссоциация
ROCSSK

(ROCSS)- + K+

Окисление
2ROCSSK - 2e (ROCSS)

Слайд 34Активные центры на поверхности
Активными центрами являются анионы, катионы, атомы с

Слайд 37проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
2R-OCSS- - 2e → (R-OCSS)2

Слайд 38проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Оптимальное соотношение реагентов
халькопирит
галенит

Слайд 39Успех элементарного акта флотации зависит от
Присутствия на поверхности минерала 2-х

форм сорбции
Хемосорбированной

Физическую сорбцию

Создание условий достижения точки нулевого заряда поверхности

Слайд 40Назначение модификаторов
Подготовка поверхности минерала,
Повышение вероятности закрепления собирателя
Снижение, предотвращение гидрофобизирующего

действия собирателя
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 41Регуляторы 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 —

Слайд 42Подавители Механизмы действия
Вытеснение собирателя (ПР) - Na2S
Окисление или восстановление поверхности минералов

(кислород O2, Fe3+, NaOCl; сернистый Na2S, NaHS)
Растворение (цианид NaCN)
Гидрофилизация без

Слайд 43Активаторы
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 44Сводная информация по активаторам флотации
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Слайд 45Модификаторы 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

Слайд 46Модификаторы несульфидных руд
Жидкое стекло Na2SiO3
Крахмал
КМЦ
Полифосфаты
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина

Слайд 47Плавиковая кислота HF
активирует
полевые шпаты
Берилл Al2Be3(Si6O18)
депрессирует
Кварц SiO2
Сподумен LiAl(Si2O6)
проф. кафедры ОПИ, д.т.н.

Слайд 48Собиратели для несульфидных минералов и руд
Олеиновая кислота или олеат натрия

– OlNa С17Н33СООNa
Заменители олеиновой кислоты – таловые масла, синтетические жирные

Слайд 49Особенности использования производных карбоновых кислот
Мицелообразование – растворимость олеиновой кислоты 20

мг/л (7,1·10-5 моль/л) и рКа = 4,7
Олеат натрия 309

Слайд 51проф. 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

Слайд 52проф. 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 53Пенообразователь
Повышает дисперсность газовой фазы
Препятствует коалесценции пузырьков
Снижает скорость подъема пузырька –

увеличивает вероятность столкновения
Увеличивает прочность пузырька и устойчивость пены при подъеме
Собирательное

Слайд 542-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 55в–пленочная пена (по В.И. Классену)[7]
б-агрегатная пена
а–пленочно-структурная пена
Строение пенного слоя
проф. кафедры

COO, SO3, OSO3, N, NH2.
проф. кафедры ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Белоглазова):
ln 1 / (1 – ε ) = k t.