Виды флотации - Флотация в металлургии
Пенная флотация - наиболее распространенный способ флотации, которым в мире ежегодно обогащают 1 млрд. тонн горной массы - более 20 типов руд. Первый патент на этот способ был выдан братьям Адольфу и Артуру Бесселям (Германия, 1877). Согласно патенту, частицы графита, закрепившиеся на газовых пузырьках, образующихся при кипячении суспензии (пульпы), всплывали на поверхность жидкости и выводились из зоны разделения. В дальнейшем для увеличения числа и суммарной поверхности пузырьков такой способ их образования заменили принудительной подачей газа (обычно воздуха) в аппарат для разделения - флотационную машину.
Физико-химические основы. Применительно к пенному режиму флотация осуществляется в трехфазной среде "твердые частицы - жидкость - газ", называют пульпой. Твердая фаза представлена частицами минералов, получаемых при дроблении и помоле руды с целью выделения полезных компонентов из сростков с минералами пустой породы; тяжелые минералы измельчают до крупности 0,1-0,2 мм, легкие (уголь, сера, фосфаты и др.) - до 0,2-3 мм. Жидкая фаза содержит воду, продукты выщелачивания минералов, флотореагенты, растворенные газы, продукты износа оборудования, коллоидные частицы и т. д. Газовая фаза состоит из пузырьков (размеры от десятков мкм до 1-2 мм), образующихся при прохождении воздуха через диспергирующее устройство (аэратор). Положительную роль во флотации могут играть газовые пузырьки, выделяющиеся из раствора.
Сущность элементарного акта флотации заключается в следующем. При сближении в водной среде пузырька газа и гидрофобной поверхности минеральной частицы, адгезия которой к воде меньше когезии воды, разделяющая их водная прослойка при достижении некоторой критической толщины становится неустойчивой и самопроизвольно прорывается. Этот этап завершается полным смачиванием частицы, обеспечивающим прочное слипание пузырька и частицы. Вследствие того, что плотность комплексов, или агрегатов "пузырьки - частицы", меньше плотности пульпы, они всплывают (флотируют) на ее поверхность и образуют пенный минерализованный слой, который удаляется из флотационной машины.
Известно несколько Модификаций пенной флотации: вакуумная, флотогравитация, ионная, электрофлотация, флотация с выделением CO2, пенная сепарация.
Вакуумная флотация. По этому способу, предложенному Ф. Элмором (Великобритания, 1906), жидкость, содержащая твердые частицы, насыщается газом, который при понижении давления выделяется из нее в виде мелких пузырьков на поверхности гидрофобных частиц.
Флотогравитация - комбинированный процесс обогащения полезных ископаемых, совмещающий флотацию и разделение мелких твердых частиц под действием силы тяжести или в поле центробежных сил. Процесс проводят в специальных аппаратах (концентрационные столы, винтовые сепараторы, ленточные шлюзы, концентраторы, осадочные машины). В них благодаря обработке пульпы флотореагентами и введению в нее пузырьков воздуха образуются так называемые аэрофлокулы определенных минералов, имеющие меньшую плотность, чем частицы, не взаимодействующие с воздушными пузырьками. Создаваемое при этом различие в плотности способствует более эффективному разделению частиц минералов, в том числе меньшей крупности, чем при обычном гравитационном обогащении. В промышленности флотогравитацию используют для выделения сульфидных минералов из вольфрамовых и оловянных концентратов, а также для отделения циркона от пирохлора, шеелита от касситерита и др.
Ионная флотация разработана в 50-х гг. 20 в. (Ф. Себба, ЮАР) для очистки воды, а также извлечения полезных компонентов из растворов. Отдельные ионы, молекулы, тонкодисперсные осадки и коллоидные частицы взаимодействуют с флотореагентами - собирателями, обычно катионогого типа, и извлекаются пузырьками газа в пену либо пленку на поверхности раствора. Способ перспективен для переработки промышленных стоков, минерализованных подземных термальных и шахтных вод и морской воды.
Электрофлотация. Для ее проведения используют поверхность пузырьков водорода и кислорода, выделяющихся при электролитическом разложении воды.
Предложен также способ флотация, согласно которому в пульпу вводят пузырьки CO2, образующегося в результате химической реакции.
Другие способы флотации. Среди всех способов первой была предложена (1860) Масляная флотация (В. Хайнс, Великобритания). Для ее осуществления измельченную руду перемешивают с минеральным маслом и водой; при этом сульфидные минералы селективно смачиваются маслом, всплывают вместе с ним и удаляются с поверхности воды, а пустые породы (кварц, полевой шпат и др.) осаждаются. В России масляная флотация была применена для обогащения графитовой руды (Мариуполь, 1904). В дальнейшем этот способ усовершенствовали: масло диспергировали до эмульсионного состояния, что позволило извлекать тонкие шламы, например, марганцевых руд.
Способность гидрофобных минеральных частиц удерживаться на поверхности воды, в то время как гидрофильные частицы в ней тонут, была использована А. Нибелиусом (США, 1892) и А. Мак-Куистеном (Великобритания, 1904) для разработки Пленочной флотации. В этом процессе из тонкого слоя измельченной руды, находящегося на поверхности потока воды, выпадают гидрофильные частицы.
В настоящее время масляная, пленочная и некоторые другие способы флотации практически не применяются.
Похожие статьи
-
Флотационные процессы и оборудование - Флотация в металлургии
Обогащение руд методом флотации производят на флотационных фабриках, основное оборудование которых включает флотационные машины, контактные чаны и...
-
Флотационные реагенты - Флотация в металлургии
Флотореагенты - химические вещества (чаще всего применяют ПАВ), которые добавляют при флотации в пульпу для создания условий селективного...
-
ВВЕДЕНИЕ, Области применения - Флотация в металлургии
Флотация, в переводе - плавание на поверхности воды, разделение мелких твердых частиц, чаще всего минералов, и выделение капель дисперсной фазы из...
-
Сплав Д1 - относится к числу дюралюминов. Такой вид сплавов обладает достаточно высокой прочностью, пластичностью и относится к числу нормальных...
-
Основные направления совершенствования процесса - Флотация в металлургии
1. Разработка бессточных систем, основанных на использовании селективных флотореагентов, обеспечивающих разделение минералов в воде с повышенной...
-
Завод по производству алюминия, Руды алюминия - Металлургия аллюминия
Производство этих металлов росло и продолжает расти очень быстро. Алюминия сейчас производят в мире больше, чем меди или цинка, магния - почти столько...
-
Производство стали в электрических печах - Полная характеристика черной металлургии
Для выплавки стали используют электрические печи двух типов: дуговые и индукционные (высокочастотные). Первые из них получили более широкое применение в...
-
Производство чугуна в доменной печи - Полная характеристика черной металлургии
Выплавка чугуна производится в огромных доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей достигающих 30 м высоты при внутреннем диаметре около 12 м....
-
Большинство металлов добывают из их соединений с помощью восстановительных процессов. Так, способы получения железа, олова, свинца, меди и других...
-
TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2. Первые представления о механизме восстановительного процесса сложились под влиянием результатов лабораторных исследований Уотмана и...
-
В настоящее время разработаны различные технологии комплексной переработки шламов (пылей); часть из них реализована в промышленном масштабе за рубежом. У...
-
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ШЛАМОВ - Классификация твердых отходов черной металлургии, их характеристики
Пыли металлургического производства обычно не требуют какой-либо предварительной подготовки перед утилизацией. Шламы, прежде чем их использовать...
-
Производство стали в конверторах - Полная характеристика черной металлургии
Конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы. Верхнюю часть называют козырьком или шлемом. Она имеет горловину, через которую жидкий чугун и...
-
Производство чугуна, Исходные материалы - Полная характеристика черной металлургии
Исходные материалы Железные руды. Главный исходный материал для производства чугуна в доменных печах - железные руды. К ним относят горные породы,...
-
Из истории металлургии и металлообработки - История металлообработки
Первые изделия из металла, найденные археологами на русской земле, ученые относят к VI-IV веку до н. э. Там, где стояли когда-то древние городища, в наше...
-
Титаносодержащие минералы. - Классификация твердых отходов черной металлургии, их характеристики
Титан является одним из наиболее распространенных химических элементов как по содержанию его в земной коре, так и по наличию минералов этого металла в...
-
Производство стали в мартеновских печах - Полная характеристика черной металлургии
В мартеновских печах сжигают мазут или предварительно подогретые газы с использованием горячего дутья. Печь имеет рабочее (плавильное) пространство и две...
-
Электроннолучевая плавка металлов Для получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании...
-
Сплавы алюминия - Металлургия аллюминия
Всем известна тонкая алюминиевая фольга используется как упаковочный материал для продуктов питания (например шоколада), более толстая - для изготовления...
-
Производство черных металлов - Полная характеристика черной металлургии
На территории России выделяют три района концентрации металлургических предприятий, или металлургические базы, каждая из которых имеет свои источники...
-
На основе диаграммы состояний "железо - цементит" и построенного графика термической обработки опишите превращения в структуре стали при нагреве,...
-
Под термином "хлорирование" подразумевают обычно процесс, в котором хлор в том или ином виде взаимодействует с окислами элементов или другими их...
-
Введение - Полная характеристика черной металлургии
Металл - это основа, фундамент современной промышленности. От развития металлургии в значительной степени зависит рост всех отраслей народного хозяйства,...
-
Системообразующий эффект черной металлургии - Полная характеристика черной металлургии
Из-за большого количества источников сырья, используемых технологий и областей применения продукции черной металлургии возникает формирование...
-
Производство стали - Полная характеристика черной металлургии
Сталями называют сплавы железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14 %. Сталь - важнейший конструкционный материал для машиностроения,...
-
Под общепринятыми и широко вошедшими в промышленную практику производства титана терминами "конденсационная система", "конденсация" подразумевается целый...
-
Процесс производства четыреххлористого титана состоит из пяти основных переделов: подготовки сырья, хлорирования, конденсации продуктов хлорирования,...
-
Технология подготовки шламов доменных газоочисток предусматривает обезвоживание осаждением в отстойниках, фильтрование в аппаратах различного типа и при...
-
По способу раскисления различают кипящие, полуспокойные и спокойные стали [6, с.256]. Кипящая сталь наиболее дешевая, так как при ее выплавке расходуется...
-
Основной мартеновский процесс - Полная характеристика черной металлургии
Перед началом плавки определяют количество исходных материалов (чушковый чугун, стальной скрап, известняк, железная руда) и последовательность их...
-
Общие сведения об алюминии - Металлургия аллюминия
Алюминий (Aluminium) - химический элемент третьей группы периодической системы. Атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Обозначается латинскими буквами...
-
Лесная и деревообрабатывающая промышленность - Полная характеристика черной металлургии
В целом отрасль характеризуется преобладанием доли экспорта в сравнении с внутренним потреблением в общем объеме выпуска (см. табл.). С этим связаны...
-
Понятие демпинга, Список используемой литературы - Полная характеристика черной металлургии
Демпинг (англ. dumping буквально - сбрасывание) - бросовый экспорт, продажа товаров на внешних рынках по ценам более низким, чем на внутреннем рынке (как...
-
На первый взгляд проблема демпинга - проблема взаимоотношения государств и поэтому должна решаться на международном уровне, путем заключения...
-
Авиационная промышленность была первым потребителем титана. Создание летательных аппаратов со скоростями близкими к скорости звука и превосходящими ее,...
-
Характеристика отрасли черной металлургии - Полная характеристика черной металлургии
Важнейшими видами продукции черной металлургии являются горячекатаный и холоднокатаный прокат, стальные трубы и металлоизделия. По объему производства...
-
Сырье для получения золота - Обогащение золотосодержащих руд
Источниками получения металлического золота являются собственно золотые руды, полиметаллические сульфидные руды и вторичное сырье - промышленный и...
-
Введение - Обогащение золотосодержащих руд
Источниками получения металлического золота являются: - собственно золотосодержащие руды; - полиметаллические золотосвинцово-цинковые и...
-
Моющие пылесосы представляют собой отдельный класс пылесосов основными преимуществами которых, по сравнению с пылесосами сухой уборки, являются:...
-
Выбор и обоснование выбора технологического оборудования - Приготовление горячего блюда "Гуляш"
Ножи. Будьте предельно осторожны в обращении с кухонными ножами! Не соблюдение правил использования кухонных ножей, является самой распространенной...
Виды флотации - Флотация в металлургии