Опыт научного обобщения скоростных приемов работы стахановцев-флотаторов

Стахановцы-новаторы Красноуральской обогатительной фабрики Т. А. Рыбакова и А. Г. Широков, применяя скоростные приемы флотации и по стахановски организуя труд, резко улучшили показатели флотации. Подняв извлечение меди в медный концентрат на 1,7% и одновременно снизив потери цинка в медном концентрате на 10,4% (в абсолютных процентах извлечения), увеличив содержание меди в медном концентрате на 2,5% и производительность секции по руде на 10% притом же содержании металлов в руде.

На совещании передовых рабочих и инженерно-технических работников цветной металлургии в октябре 1950 г. тов. Рыбакова так охарактеризовала работу стахановцев-новаторов Красноуральской обогатительной фабрики:

«На основе многолетнего опыта мы пришли к выводу, что необходимо держать оптимальный, равномерный выход на флотационных камерах. Самое важное в нашем методе то, что мы стараемся флотировать основное количество медного минерала в начале флотации, постоянно держа большой выход в первых флотационных машинах, а к концу флотации уменьшая выход пенного продукта, тем самым получая медные концентраты с меньшим содержанием в них цинка и высоким содержанием меди. Таким образом суть метода состоит в том, что мы ускоряем процесс флотации, работаем на высоких скоростях и достигаем хороших результатов по извлечению металла. Решающее значение здесь имела возросшая передовая технологическая дисциплина и тесное содружество стахановцев с инженерно-техническими и научными работниками. Это содружество помогло развернуть и внедрить новые технологические схемы переработки руды и целый комплекс технических мероприятий, увеличить число оборотов флотационных машин, установить 4— 6-лопастные гребки на флотокамерах, интенсифицировать процесс измельчения и классификации и др.».

Задача автора настоящей статьи — осветить научные основы скоростных приемов флотации, знать которые необходимо для широкою распространения, внедрения и освоения опыта стахановцев-новаторов.

Качественная схема флотации на шестой секции Красноуральской обогатительной фабрики, где в октябре 1950 г. изучали скоростные приемы флотации, состоит в следующем.

Руда после двухстадиального измельчения и классификации поступает на основную медную флотацию, где общий поток пульпы делится на две струи. Каждая струя протекает через семь камер механических флотационных машин, работа которых и была подвергнута изучению в сменах флотаторов-стахановцев Т. А. Рыбаковой, А. Г. Широкова и Г. И. Носкова.

В течение длительного времени были тщательно опробованы все продукты обогащения’ начала процесса медной флотации с определением выходов и извлечений по каждой камере в отдельности. Полученные результаты сравнивали со среднесменными показателями работы за время опробования.

Данные промышленных покамерных опробований выходов готового медного концентрата при работе по методу тт. Рыбаковой и Широкова, приведенные на рисунке, позволяют сделать следующие выводы:

1.         Скоростные приемы флотации характеризуются не только всесторонней интенсификацией начала процесса флотации, но также, что особенно характерно, сдвигом всего процесса к его началу даже в пределах фронта головных камер флотационных машин.

2.         Чем ближе при прочих равных условиях сдвинут процесс флотации к его началу, тем выше извлечение металла в концентрат.

3.         Даже при работе по методу Т. А. Рыбаковой и А. Г. Широкова не исчерпаны возможности скоростных приемов флотации, так как путем дальнейшего сдвига процесса флотации к его началу при тех же условиях повышается извлечение меди в медный концентрат в среднем на 2%.

Сущность основных практических принципов обогащения руд методом флотации состоит в следующем.

Созданные в процессе подготовки руд условия для успешной флотации минеральных частиц относительно быстро нарушаются, что приводит к нежелательным изменениям их поверхностей.

Задача состоит в том, чтобы не допускать этих изменений поверхности до начала флотации, тормозить, ограничивать и практически полностью исключать всякие процессы образования качественно однородных поверхностей на качественно различных минералах, подлежащих разделению флотацией.

В случаях, когда разница поверхностных свойств разделяемых минералов недостаточно велика, применяют специальные методы подготовки руд к флотации и достигают максимально возможного при данных условиях увеличения различий поверхностных свойств минералов.

В процессе перемещения, диспергирования и подготовки диспергированного в пульпе воздуха для использования его во флотации методически разрушается многосторонняя естественная связь раздробленных порций воздуха друг о другом и с окружающей средой.

При этом установившаяся в атмосфере взаимная связь раздробленных в пульпе порций воздуха и их связь с окружающей средой, будучи разрушенной, имеет тенденцию восстанавливаться, что приводит к коалесценции пузырьков, т.е. к их

слиянию в виде крупных пузырьков, мало эффективных при флотации.

Задача состоит в том, чтобы не допускать восстановления разрушенной связи до начала использования диспергированного в пульпе воздуха при флотации, тормозить, ограничивать и по возможности практически полностью исключать всякие процессы слияния пузырьков воздуха.

Таковы основные требования подготовки руды и воздуха для практического использования их в процессе флотации, которые необходимо строго

соблюдать, чтобы достичь наибольшей интенсивности флотации и высокой эффективности обогащения.

После предварительной подготовки руды, воздуха и пульпы для флотации необходимо создать условия для возникновения и развития бурно протекающего процесса соединения подготовленных для флотации частиц минералов с пузырьками воздуха.

Промедление в использовании этого процесса для разделения минералов в самом начале его возникновения способствует протеканию ряда вторичных процессов, образующих качественно однородные поверхности на разделяемых минералах.

Вторичные процессы вызывают немедленное и резкое снижение эффективности и селективности всего процесса в целом.

Отсюда вытекает необходимость всесторонней интенсификации процесса флотации в начале каждого цикла, так как в начале каждой флотационной операции при соблюдении, известных условий (наличие достаточного количества в нужной степени диспергированного воздуха и необходимого раскрытия минералов) имеются все возможности для практически полного извлечения полезных минералов в одноименные высококачественные концентраты.

Избыточный фронт флотационных машин в этом случае оказывается излишним и должен быть во избежание снижения показателей флотации сокращен или использован для увеличения производительности по переработке руды, как это было сделано на Красноуральской обогатительной фабрике.

Основное условие разделения минералов флотацией— строгая регулировка расхода коллектора, т.е. строгое соблюдение критической дозировки последнего.

Превышение критической дозировки коллектора резко ухудшает селекцию, а снижение расхода коллектора ниже критического резко снижает извлечение флотируемого минерала.

Установлено, что в контрольной флотации селекция обычно резко ухудшается в связи с повышением расхода коллектора, добавляемого в процесс в строгом соответствии с установленным режимом.

Многочисленные опробования продуктов обогащения, произведенные по длине фронта флотационных машин, выявили резкое нарушение селекции особенно по мере удаления от начала даже при полном отсутствии промежуточных точек подачи коллектора.

Исследования процесса взаимодействия коллектора с твердой фазой пульпы во времени в реальных условиях флотации показали, что при строгом соблюдении оптимального расхода ксантогената, действие последнего всегда начинается с процесса взаимодействия с находящимися в растворе солями тяжелого металла, соединение которого с анионом ксантогеновой кислоты наименее растворимо.

Этот процесс протекает до тех пор, пока жидкая фаза пульпы не окажется насыщенной образующимся и переходящим в раствор ксантогенатом указанного металла, а затем начинается процесс осаждения избытка растворимой соли данного металла добавляемым ксантогенатом.

По окончании процесса осаждения (полнота которого достигается при определенном показателе концентрации водородных ионов) появляющиеся свободные анионы ксантогеновой кислоты, накапливаясь в нужном количестве, используются непосредственно для флотации минерала соответствующего металла.

При дальнейшем повышении расхода коллектора та же картина повторяется по отношению к растворимой соли и минералу, содержащим второй металл, извлекаемый во второй концентрат, и т. д.

Следовательно, значительная часть расходуемого в процессе флотации ксантогената связывается растворимыми солями тяжелых металлов и флотирует с одним вспенивателем в виде нерастворимых ксантогенатов этих металлов или остается в осадке, практически не используемом при флотации сульфидных минералов. Это происходит потому, что минералы, кристаллическая решетка которых имеет ионную структуру, эффективно флотируют только с теми собирателями, молекулы которых при растворении распадаются на ионы.

Изучение фактического материала показывает, что в процессах разделения минералов флотацией большое значение имеют также свойства кислорода, находящегося в жидкой фазе пульпы и в пузырьках диспергированного в ней воздуха, а также изменение этих свойств с изменением свойств взаимодействующих с кислородом минералов, наблюдающихся при изменении условий флотации (среды).

Первостепенную роль активированных молекул и ионизированных атомов кислорода во флотации подтверждает факт полного отсутствия флотации окисленных фосфорсодержащих минералов в случае применения в качестве нейтральной газовой фазы азота.

С нашей точки зрения, результаты флотации определяются не процессами окисления минералов кислородом воздуха и свойствами металлов, входящих в состав минералов, а свойствами кислорода и анионов, связанных с металлами минералов, не процессами, возникающими в результате взаимодействия коллектора и полезных минералов, а процессами, протекающими при флотации, когда роль коллектора в процессе разделения минералов оказывается не основной, а вспомогательной, каталитической (посреднической). Когда процессы сорбции и хемо — сорбции коллектора на флотируемом минерале нежелательны и отрицательно влияют на результаты флотации.

Непосредственное значение для флотации имеют изменения основных ее условий или свойств окружающей среды и соответствующие им изменения свойств анионов в кристаллической решетке флотируемых минералов и кислорода в пузырьках воздуха и свойств анионов коллектора, при помощи которых практически устанавливается связь и последующее прикрепление флотируемых частиц и пузырьков воздуха друг к другу.

В случае применения анионных коллекторов, прикреплению частиц флотируемого минерала к пузырькам воздуха в начале флотации способствуют катионы, а анионы, входящие в состав кристаллической решетки полезного минерала; причем сорбционное и химическое закрепление на поверхности минерала ионов других металлов (например, ионов меди на сфалерите) приводит к изменению флотируемости вследствие соответствующего изменения свойств анионов, связанных с ионами указанного металла.

Акад. П. А. Ребиндер, канд. техн. наук И. А. Каковский при изучении явлений флотационного процесса уделяли особое внимание взаимодействию анионов.

В физической химии широко известно явление «достраивания» кристаллической решетки твердых частиц, помещенных в раствор, содержащий электролиты с общими ионами. До сих пор анионы коллектора не рассматривались в качестве анионов, способных достраивать кристаллическую решетку флотируемого минерала. В зависимости от природы последнего, как известно, требуется всегда строго определенное количество «строительного материала» (коллектора), нужного для воспроизводства процесса флотации данного минерала.

Для воспроизводства флотации минерала, имеющего иную атомную концентрацию вещества, требуется свой специфический расход коллектора, что практически широко используется для разделения

минералов методом флотации, достигаемого строгой регулировкой расхода коллектора в каждом цикле флотации.

Именно этот процесс «достройки» кристаллической решетки частиц флотируемых минералов анионами коллектора, возникающий в условиях промышленной флотации в самом ее начале, и соответствующее расположение анионов коллектора вокруг флотируемых частиц и свеже диспергированных в пульпе пузырьков воздуха являются тем основным фактором, благодаря которому в начале флотации с огромной скоростью возникает связь между частицами извлекаемого минерала и пузырьками воздуха, используемая для разделения минералов флотацией.

Вследствие использования коллектора для указанной достройки кристаллической решетки частиц минералов при строго ограниченном его расходе и огромной скорости протекания этого процесса в самом начале флотации, резко снижается начальная концентрация коллектора в жидкой фазе пульпы, падая до наименьшего значения.

Именно этому минимуму соответствует максимум скорости флотации, достигаемый в начале флотации после необходимого перемешивания раствора коллектора и пульпы при строго определенном его расходе. Этому же минимуму соответствует максимум интенсивности и селективности процесса разделения минералов флотацией.

Этот минимум при достаточном предварительном перемешивании раствора коллектора с пульпой в промышленных условиях флотации практически достигается в самом начале каждого цикла флотационного процесса.

Если максимально интенсифицировать работу головных камер флотационных машин и обеспечить подачу в пульпу нужного количества воздуха с необходимой степенью его диспергации, то практически на фабриках можно или закончить весь процесс флотации в первых камерах, или увеличить производительность существующего фронта флотационных машин по переработке руды, что может быть обеспечено введением третьей стадии дробления (там, где она отсутствует) и интенсификацией процессов грохочения, измельчения и классификации.

Последующие сорбционные и химические процессы, образующие коллекторный слой (физически или химически закрепленного на поверхности флотируемого минерала), разрушают связь между частицами минералов и пузырьками воздуха и высвобождают значительную часть анионов коллекторе, ранее связанных с первым флотируемым минералом, снижая извлечение и флотируемость последнего, одновременно повышая концентрацию коллектора в жидкой фазе пульпы.

Повышение концентрации коллектора в жидкой фазе пульпы во времени, после прохождения минимума этой концентрации (соответствующего наибольшей интенсивности и селективности процесса), ухудшает селекцию и способствует увеличению извлечения в пену второго минерала.

Таким образом, замедление процесса в начале каждого цикла флотации не позволяет достичь высокой степени разделения минералов не только вследствие вредного влияния появляющегося избытка коллектора в жидкой фазе пульпы, но и вследствие образования на разделяемых минералах закрепленного коллекторного слоя.

С этого момента наступает вторая стадия флотации, когда роль коллектора переходит к значительно менее селективно действующему реагенту вспенивателю, количество которого, как известно, регулируется по ходу пенообразования и, следовательно, без учета его коллекторных свойств. Вторая стадия процесса флотации первого минерала характеризуется низкой интенсивностью его флотации и высокой интенсивностью перехода в пену значительной части второго минерала.

запчасти для грузовиков склады запчастей

Записи горного дела