Флотационные методы обогащения

Министерство образования РФ

Иркутский государственный технический университет

Кафедра обогащение полезных ископаемых и инженерной экологии

Курсовая работа

по дисциплине:

Флотационные методы обогащения

                                                                       Выполнил:

                                                                                   студент гр. ОП-02

                                                                         Вариант №1

                                                                  Принял:

                                                                доцент

                                                                                  Баденникова Г.А.                                                                                             

Иркутск 2006

СОДЕРЖАНИЕ.

              Стр.

Исходные данные для расчета……………………………………………

Введение……………………………………………………………………

I Расчет однокомпонентной руды………………………………………...

II Расчет двухкомпонентной руды………………………………………..

III Расчет трехкомпонентной руды………………………………………..

IV Выбор и обоснование типа флотационных машин………………...…

Заключение…………………………………………………………………

Список литературы…………………………………………………………

Исходные данные.

Введение.

Флотация является основным технологическим процессом обогащения многих полезных ископаемых. В настоящее время только в России работают сотни обогатительных фабрик, на которых флотируют руды цветных, редких и черных металлов, каменные угли, фосфатные руды, серу, полевой шпат, борные руды, плавиковый шпат, калийные соли и другие полезные ископаемые. Для многих руд, особенно руд цветных и редких металлов, нет другого технологического процесса обогащения, который был бы в состоянии конкурировать с флотацией.

Как и всякий процесс обогащения полезных ископаемых, флотация основана на различиях в свойствах разделяемых минералов. При этом используется различие в физико-химических свойствах поверхностей минералов, а именно, различие в их удельных свободных поверхностных энергиях. 

I Однокомпонентная руда.

Пирит (FeS2). Наиболее распространенный сульфидный минерал: Fe=46,6 %, S=53,4 %, твердость 6, плотность 5.  Пирит часто содержит золото, серебро, медь, кобальт, никель, которые увеличивают его ценность и присутствуют в виде тонких включений, изоморфных примесей или твердого раствора. В кристаллической решетке пирита ионы серы расположены в местах, легкодоступных действию кислорода, что является одной из причин его быстрой окисляемости. При измельчении пирит поглощает большое количество кислорода из воды и образует хорошо растворимые в воде соединения, состав которых зависит от щелочности среды: в кислой среде образуются ионы , а в щелочной .

Слабоокисленный  пирит принадлежит к наиболее легкофлотируемым сульфидам. Его можно флотировать сульфгидрильными собирателями, жирными кислотами и мылами. Ксантогенаты весьма прочно закрепляются пиритом и могут быть вытеснены с его поверхности лишь аниономи ОНˉ. Одной из наиболее важных особенностей флотационного поведения пирита является его резкая депрессия в щелочной и полная флотация в кислой средах. Поведение пирита во многом связано с его способностью быстро окисляться. В результате окисления в присутствии воды на его поверхности образуется пленка гидроокиси железа Fe(OH)3, приводящая к резкой гидрофобизации минерала. Резкая депрессия пирита в этих случаях связана также и с полной неспособностью Fe(OH)3 закреплять какие-либо собиратели.

Практически наиболее важным депрессором пирита является известь ввиду ее дешевизны и доступности. Установлено, что депрессирующее действие оказывают при этом не только гидроксильные, но и кальциевые ионы. Последние с продуктами окисления сульфидов в щелочной среде образуют пленки сульфата кальция, образованию которых на поверхности пирита способствует высокая концентрация сульфат-ионов (возникающих при окислении пирита), особенно вблизи поверхности минерала.

Эффективным депрессором пирита является цианид, действие которого связано с гидроксильными ионами, образующимися при гидролизе NaCN, а также с ионами CNˉ, которые при определенной концентрации препятствуют закреплению собирателя на пирите. Особенно полезным является применение цианида для депрессии пирита, активированного медью и поэтому легко переходящего в медный концентрат. В этих случаях целесообразно совместное применение цианида и извести. Эффективным методом восстановления флотации депрессированного пирита является применение кислой среды, (кислота снимает с пирита пленку гидрата окиси железа) или флотация пирита в содовой среде. Активация пирита достигается успешно в некоторых случаях применением сернистого натрия или введением повышенных количеств собирателя. Эффективность указанных методов достигается лишь в тех случаях, когда его депрессия была осуществлена не при очень высоких расходах щелочных регуляторов.

Пирит обычно входит в состав полиметаллических руд. В этом случае его депрессируют известью, при ее расходе до 1-4 кг/т. Затем пирит флотируют  в слабокислой среде pH=6,3-7 при расходе собирателя до 200г/т. Также пирит может быть выделен в коллективный концентрат сульфидной флотации, а затем отделен в цикле селективной флотации.

Технологическая схема обогащения.

Измельчение.

           Сульфидная флотация.  pH=12

                    Коллективный концентрат.              Хвосты, FeS2.

                                                                          Пиритная флотация. pH=6,3-7

              Пиритный концентрат.              Хвосты.

Расчет качественно-количественной схемы.

Содержание

Производительность Q=5 000 т/сут.

Расчетные формулы:

;  ;  ;  ;                   ; ; 

Расчеты:

т/сут.,

т/сут.

Таблица 1.

Данные расчета однокомпонентной руды (FeS2).

II Двухкомпонентная руда (Cu - FeS2).

К промышленным относятся месторождения, содержащие более 0,35-0,4% меди. Медь в рудах в основном представлена халькопиритом CuFeS2, борнитом Cu5FeS4, халькозином Cu2S и небольшим количеством (5-15%) окисленных медных минералов. Неизменным спутником являются сульфиды железа (пирит FeS2 и пирротин FeS), содержание которых в рудах изменяется от нескольких процентов (в медных порфировых рудах) до 65-85% (в медистых пиритах).

Халькозин Cu2S содержит Cu 79,83%, S 20,17%, твердость 2-3, плотность 5,5. Халькозин – сульфид меди вторичного, а иногда первичного происхождения, с наиболее высоким содержанием металла, весьма склонен к переизмельчению. В качестве примесей встречают серебро, железо, кобальт, никель, мышьяк, золото. Халькозин весьма быстро окисляется, отдавая в пульпу значительное количество ионов меди, активирующих цинковую обманку, пирит и другие минералы, что усложняет ведение процесса флотации, особенно при разделении медных минералов и цинковой обманки. Он хорошо флотируется ксантогенатоми и другими анионными собирателями, а также аминами. При применении цианида необходимо постоянно иметь в пульпе свободные ионы цианида, так как при окислении халькозина в процессе флотации непрерывно образуют ионы меди. Взаимодействуя с цианидом, они восстанавливают флотируемость халькозина. При взаимодействии цианида с Cu2S в присутствии кислорода ионы меди связываются в Cu2(CN)2 и CuCNS и тем снижают концентрацию свободного цианида в пульпе. Наиболее сильные депрессоры халькозина – гипосульфит Na2S2O3, сульфит Na2SO3, комплексные цианиды железа K4Fe(CN)6 и K3Fe(CN)6, а также Na2S и K2Cr2O7 (при значительном расходе). Известь может заметно снизить флотацию Cu2S и поэтому ее применять надо осторожно.

Халькопирит (медный колчедан) CuFeS2 содержит Cu 34,5%, твердость 3-4, плотность 4,2. Наряду с халькозином является важнейшим медным минералом, главным образом первичного происхождения. С ним нередко ассоциируются золото и серебро, а в некоторых случаях таллий. Халькопирит склонен к переизмельчению и относительно устойчив к окислению. В нейтральной и слабощелочной среде он остается долгое время гидрофобным, при pH=10 и выше заметно окисляется. При окислении в слабокислой среде при pH=6 в раствор переходят ионы политионаты отсутствуют. В щелочной среде при pH=10-11 образуются ионы и ; ионы тяжелых металлов отсутствуют. При длительном окислении CuFeS2 покрывается пленками гидроокислов железа, резко снижающих фллотируемость. Слабоокисленный CuFeS2 легко флотирует с ионными собирателями, применяющимися при флотации сульфидных руд. Цианид может полностью депрессировать CuFeS2 (что связано с переводом железа в гидроокись и неустойчивостью медных ксантогенатов в присутствии цианида) даже при наличии на его поверхности слоя собирателя. Эти особенности CuFeS2 используются для селекции коллективных медно – свинцовых концентратов (флотация галенита при депрессии халькопирита). Известь депрессирует CuFeS2 при больших расходах, чем пирит, что позволяет осуществить селекцию медных минералов и пирита.