Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов - Полькин С.И.
Скачать (прямая ссылка):
Обычно флотационная пульпа представляет собой смесь различных солей, которые образуются из промышленных вод, а также при частичном растворении в пульпе рудных минералов, солей и гидроокислов. Промышленные воды, употребляемые на флотационных фабриках, содержат от 50 до 500 мг/л растворимых солей кальция, магния и др. Наиболее распространены воды, содержащие гидрокарбонаты кальция. К ним относятся около 80% всех рек СССР (Волга, Днепр и др.). В московской воде содержится около 60 мг/л Ca в виде бикарбоната. Около 3% рек содержат сульфатные соединения. Так, в реке Дон содержится 112 мг/л сульфат-иона. Трехвалентное железо и алюминий встречаются в кислых водах в виде ионов, а в щелочных— в виде гидратов окисей в коллоидном состоянии. Кремнекислота, наоборот, в щелочных водах находится в виде ионов HSiO3-", а в кислых — в коллоидном состоянии.
Кроме того, многие несульфидные минералы частично растворяются в пульпе и увеличивают в ней содержание ионов и гидроокислов.
Наибольшая концентрация неизбежных ионов в пульпе возникает при флотации окисленных руд. Изучение химического состава водной вытяжки (при pH от 4 до 8) из семи проб оловянных руд показало концентрацию (мг/л) : SiO32- от 3 до 35, SO42-от 50 до 2027, Al до 90, Fe от 10 до 370, Ca от 30 до 500, Mg от 5 до 270, Cu от 2 до 20, Zn от 4 до 160, Pb от следов до 44.
В водных вытяжках нефелиново-полевошпатовых руд, содержащих пирохлор и циркон, найдено солей (мг/л): Ca до 50, Al до 5, Mg до 30 и Fe до 2. В медных, серебряных, медно-иин-ковых рудах концентрация солей в среднем составляет 700— 3000 мг/л. Значения pH водных растворов играют важную роль, определяющую солевой состав промышленных вод и флотационной пульпы. Измельчение, классификация, перемешивание породы с водой перед флотацией усиливают контакт рудных минералов с газами, увеличивают их растворимость. Сложный ионно-молекулярный состав пульпы резко изменяет поверхностные, а следовательно, и флотационные свойства минералов.
При гидролизе солей Fe, Al, Cr и др. образуются коллоидные гидроокислы, которые покрывают минералы, уничтожают пено-образование и тем подавляют флотацию.
Изучение влияния солей поливалентных металлов на флотацию различных минералов с применением метода радиоактивных изотопов показало, что катионы во многих случаях акти-
98
Рис. 4.7. Влияние расхода q солей поливалентных металлов на извлечение є минералов олеатом натрия:
/, 8 — касситерит — хлорное железо (расход олеата натрия соответственно составляет 200 и 50 г/т); 2 — касситерит — хлорное олово; 3 — касситерит — медиый купорос; 4 — циркон — хлорное железо; 5 — циркон — хлористый свинец; 6 — кварц — хлорное железо; 7 — полевой шпат — хлорное железо
?.7«
50 200 300 500 750 у,г/т
вируют флотацию при малом расходе солей, равном тому, которое способно закрепляться на минеральной поверхности за счет повышения расхода и прочности закрепления анионного собирателя. Повышенный расход соли ведет к подавлению флотации (рис. 4.7) в результате связывания собирателя в объеме пульпы и образования олеатов поливалентных металлов, не обладающих собирательными свойствами. Хлорное железо даже при малых расходах подавляет касситерит (кривые /, 8).
Для успешного управления флотационным процессом необходимо знать концентрацию и характер растворимых солей в пульпе и возможный химический состав новых соединений, образующихся при взаимодействии солей с флотационными реагентами и поверхностью рудных минералов.
Во флотационной пульпе ионы и гидроксиды поливалентных металлов будут взаимодействовать с флотационными реагентами и с поверхностью минералов. Так, олеат натрия (01Na), введенный во флотационную пульпу, может образовать средние олеа-ты кальция, магния (например, Ca(Ol)2), в которых олеатные ионы насыщают все валентности металла, основные олеаты железа, алюминия, в которых содержатся олеатные ионы и гид-роксильные группы (например, Fe(OH)Ol2), а также адсорбционные соединения гидроксида металла и олеиновой кислоты типа Me(OH)n-^OlH. Во флотационной пульпе могут образоваться одновременно все эти виды олеатов.
Гидраты оксидов Fe, Al, Sn, Th изменяют знак заряда в зависимости от pH раствора. Гидраты трехвалентного железа начинают образовываться при pH 2—3 и более.
Поверхностный слой зерен многих минералов частично растворяется в кислотах и щелочах с образованием диссоциированных солей, формирующих двойной слой. Диссоциация поверхностных молекул гидроксида железа может проходить или с отщеплением ионов OH- и образованием во внутренней обкладке двойного слоя комплексного катиона Fe(0H)2+, или с отщеплением ионов H+ с образованием на поверхности аниона
7* 99
Fe(OH)2O- или FeO2-. Таким образом, на поверхности Fe(OH)3, содержатся как отрицательные, так и положительные заряды. Прибавление кислоты в пульпу, содержащую Fe(OH)3, или образование гидратов на поверхности минералов, содержащих железо, приводит к нейтрализации ионов OH- — с образованием вначале двухвалентного катиона Fe(OH)2+, а затем трехвалентного Fe3+. Следовательно, введение кислоты способствует уничтожению отрицательных зарядов и увеличению положительных. Дальнейшее добавление в пульпу кислоты способствует не только действию ее с поверхности на Fe(OH)3, но и распространяется в глубь твердой фазы, и Fe(OH)3 растворяется с образованием FeCl3.
