Флотация сульфидных руд (пирита)

Лабораторная работа №4

«Флотация сульфидных руд (пирита)»

 

Цель работы: ознакомиться с процессом пенной флотации – основным процессом обогащения.

 

     Перед началом работы изучают свойства флотационных реагентов. В качестве собирателя в данной работе используется бутиловый ксантогенат калия C₄H₉OCSSK, который в воде диссоциирует на анион ксантогената и катион калия. Ионом, оказывающим влияние на изменение гидрофобных свойств поверхности минерала, является анион, поэтому ксантогенаты относятся к анионным собирателям. Они химически взаимодействуют с поверхностью рудного минерала, образуя на ней гидрофобную пленку. Частица минерала с подготовленной таким образом поверхностью способна закрепиться на пузырьке воздуха.

 

Для образования  и стабилизации пены в пульпу добавляют вспениватель – сосновое масло. Закрепляясь на поверхности раздела фаз жидкость-воздух, молекулы вспенивателя придают пене стабильность и тонкодисперсный характер. Пузырьки воздуха прилипают к поверхности пирита, покрытой гидрофобной пленкой, и поднимают его на поверхность пульпы, образуя минерализованную пену. Минерализованная пена отделяется от пульпы механическими гребками.

 

Процесс флотации характеризуется несколькими показателями, главные из которых следующие.

Извлечение   – технологический показатель, учитывающий какая часть полезного компонента (минерала) от его общего количества в руде переходит в концентрат. Он выражается в процентах и подсчитывается по формуле,%:

 

 

 

где    β  - содержание полезного компонента в концентрате,%;

         Q - выход концентрата, г;

        α  -  содержание полезного компонента в руде,%;

         Q   - количество поступившей на флотацию руды (навеска),г.

 

Потери  в хвостах   - это часть полезного  компонента, извлеченная в концентрат о оставшаяся в хвостах, %:

 

 

где    γ – содержание полезного  компонента в хвостах,%;

         Q  - выход хвостов, г.

 

Степень сокращения К  показывает, во сколько раз уменьшилась масса ценного материала (концентрата) в процессе обогащения по сравнению с исходной рудой:

 

 

Степень обогащения К  показывает, во сколько раз концентрат богаче исходной руды по содержанию полезного компонента:

 

 

 

 

Ход работы:

1. Приготовить синтетическую руду следующего состава: предварительно продробленный до 5 мм пирит и грубо измельченная пиритосодержащая руда. Общая навеска задается преподавателем. Содержание полезного компонента в синтетической руде рассчитать исходя из соотношения руды и пирита.
2. В мельницу перед измельчением добавить 2 г кальцинированной соды Na₂CO₃ для очистки поверхности пирита. Измельчение руды проводят в лабораторных стержневых мельницах в течение 20 минут при Ж:Т=1:1.
3. После измельчения пульпу из мельницы вымыть водой в промежуточную емкость, а затем во флотомашину.
4. Включить флотомашину и провести агитацию пульпы в течение 3-5 минут, затем в пульпу ввести флотационные реагенты: 2 см³  однопроцентного раствора бутилового ксантогената калия и 2^-4 капли соснового масла. Расход ксантогената определить из расчета 100 г/т руды.
5. После агитации с реагентами в течение 2-4 минут начать съем пены. Съем пены производить в фарфоровую чашку до прекращения процесса флотации в течение 8-10 минут.
6. Концентрат отфильтровать от воды, подсушить и взвесить на технических весах.
7. Произвести расчет основных показателей флотации.
8. Результаты опыта занести в таблицу.
9. Сделать вывод.

 

     Масса руды 98 г и масса пирита 2 г

 

Результаты опыта:

 

Продукт	Выход продукта,%	Содержание,%	Извлечение,%
Руда	100	14,74	100
Концентрат	10,9	95	70,251
Хвосты	89,1	6,44	29,749

 

     Навеска для флотации – 100г;

    Содержание пирита в руде – 13%;

    Пирит – 2 г;

    Сода – 2 г.

   Расчетная часть:

   α = 98* 0,13+2=14,74

   ε=β*γ/α  => β=ε*α/γ

   ε= 95* 10,9/14,74= 70,251

   β= 29,749*14,74/89,1=4,92

   К  =  Q / Q

   К  = 100/10,9=9,17

   К  = β/ α

   К  = 95/14,74=6,44

Вывод: В ходе данной лабораторной работы мы ознакомились с процессом  пенной флотации – основным процессом  обогащения. По результатам эксперимента рассчитали степень сокращения 9,17, степень обогащения 6,44, извлечение перита составляет 70,251%, потери в хвостах 29,749%.

 

 

 

 

 

Лабораторная работа № 3

«Определение удельной поверхности  сгущения»

 

Цель сгущения: снижение содержания жидкого в пульпе.

 

    Сгущение пульпы производят  в сгустителях, размеры которых  определяются удельной поверхностью  сгущения. Удельная поверхность сгущения – это площадь, выраженная в квадратных метрах, необходимая для сгущения 1 т твердого продукта в течение суток. Величина, обратная удельной поверхности сгущения, называется удельной производительностью сгустителя. Удельная производительность сгустителя зависит от скорости отстаивания твердой фазы. Скорость отстаивания, как известно, есть функция размера частиц и разности плотностей твердого осаждаемого материала и жидкой среды (воды):

 

 

   Для увеличения скорости  отстаивания применяют флокулянты и коагулянты. Удельная поверхность сгущения определяется опытным путем и может быть получена по формуле:

 

  

 

   Ход работы: для сгущения  берут навеску руды в зависимости  от R₁ и объема цилиндра, используемого для замеров скорости сгущения. Навеску руды (Х) рассчитывают по формуле, г:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Навеску руды измельчают в лабораторной стержневой мельнице при Ж:Т=1:1 в течение 20 минут. По окончании измельчения пульпу из мельницы переводят в цилиндр, имеющий двойную градуировку ( объем и высота), и доливают водой до конца.

    После тщательного перемешивания  пульпы производят замеры высоты  осветленного слоя и объема  сгущенной пульпы по времени.  Интервал между замерами 2-10 минут,  при использовании полиакриламида  – 10-20 секунд.

   Результаты заносятся в таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

T	Высота осветв. слоя,мм	V,мм/мин	v,см3	R2	St
0,08	1	12,5	998	9,984826	1,50837E-05
0,17	3	17,64705882	997	9,974463	2,54102E-05
0,33	10	30,3030303	970	9,694671	0,000312274
0,5	23	46	937	9,352702	0,000685337
0,67	32	47,76119403	909	9,062546	0,001023117
0,83	43	51,80722892	880	8,762028	0,001395621
1	52	52	851	8,46151	0,001793513
1,17	62	52,99145299	821	8,150629	0,002234706
1,33	73	54,88721805	792	7,850111	0,002692963
1,5	82	54,66666667	753	7,445966	0,003364892
1,67	92	55,08982036	735	7,259437	0,003699064
2	109	54,5	690	6,793116	0,004610771
2,33	130	55,79399142	628	6,150629	0,006080924
2,67	142	53,1835206	590	5,756847	0,007134707
3	157	52,33333333	549	5,331976	0,008435293
3,33	170	51,05105105	510	4,927831	0,009866497
4	190	47,5	450	4,30607	0,012552757
4,67	202	43,25481799	416	3,953738	0,014418932
5,33	217	40,71294559	373	3,508142	0,017266314
6	229	38,16666667	332	3,083272	0,020668174
6,67	237	35,53223388	311	2,865655	0,022757952
7	242	34,57142857	298	2,73094	0,024199225
7,43	247	33,243607	282	2,565137	0,026155518

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод:

Целью сгущения является снижения жидкого  в пульпе. В ходе данной лабораторной работы было проведено сгущение навески  руды, измельченной лабораторной стержневой мельнице  при Ж:Т=1:1.Были измерены необходимые значения высоты осветленного слоя, объема сгущения пульпы и времени проведения опыта .Затем был построен график зависимости скорости сгущения, v от времени т по которому определена оптимальная величина удельной плотности сгущения Sт, лежащая в промежутке от 60,8*10^-4 до 84,3*10^-4