Выбор и расчет контактных чанов

Операция агитация производится в контактных чанах. Они применяются для осуществления контакта минеральных частиц с реагентами в течение необходимого времени, что повышает эффективность действия реагентов. В контактные чаны подаются, в основном, активаторы, собиратели. Расчет необходимого объема контактных чанов производится по требуемому времени контакта пульпы с реагентом:

,

где - количество пульпы, поступающее на контактирование, ;

- требуемое время контакта пульпы с реагентом, равное 3-5 ;

- отношение объема пульпы в чане при его работе к геометрическому объему чана, .

Затем, исходя из условий наиболее рациональной компоновки оборудования, принимают количество чанов и определяют их объем.

Чаны для агитации с Кх,Ca(OH)₂.

;

 

Принимаем к установке два чана КЧ-25 для агитации перед межцикловой флотацией и перед медной головкой.

 

Реагентное отделение.

 

Основной метод обогащения медных сульфидных руд – флотация. При флотации сульфиды легко отделяются от пустой породы. Обычно все сульфиды меди лучше флотируют в известковой среде при рН=8-10; одновременно известь подавляет пирит.

Хорошими собирателями всех сульфидов меди являются ксантогенаты.

При флотации данного типа руд, целесообразно, в первую очередь флотировать вторичные сульфиды меди.

Выбор типа и расхода реагентов зависит от принятой технологической схемы флотации и производится на основе данных работы действующих фабрик или результатов промышленных испытаний. При выборе типа реагента следует учитывать, что флотационные реагенты должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) иметь постоянный состав;

2) быть нетоксичными;

3) хорошо растворяться в воде;

4) действовать селективно;

5) быть эффективными;

6) иметь невысокую стоимость.

Бутиловый ксантогенат – С₄Н₉ОCSSK

Ксантогенаты - гетерополярные сульфгидрильные собиратели.

Бутиловый ксантогенат калия обладает высокой флотационной активностью и гидрофобизирующим действием. Собиратель всех сульфидных минералов.

Ксантогенаты получают при взаимодействии сероуглерода, спирта и щелочи по реакции:

ROH+CS₂+KOH=ROCS-SK+H₂O.

где R–углеродный радикал.

Ксантогенаты щелочных металлов – кристаллические вещества желтого цвета со специфическим запахом, обусловленным следами меркаптанов, хорошо растворяются в воде.

Все ксантогенаты – горючие вещества, пылевоздушные смеси их взрывоопасны.

Гидролиз ксантогената не желателен, так как продукты его распада не обладают коллектирующими свойствами. Скорость гидролиза, а следовательно и скорость разложения ксантогената, выше в кислой пульпе, чем в щелочной. Поэтому флотацию ксантогенатом желательно вести в щелочной среде. Взаимодействие ксантогената с поверхностью минералов происходит за счет химической адсорбции с образованием поверхностных соединений - ксантогенатов металлов:

ROCSSK ↔ ROCSS^- + К⁺.

Закрепление ROCSS^- на поверхности происходит в результате
взаимодействия его с катионами поверхности.

Механизм действия состоит в следующем: ксантогенат относится к гетерополярным анионным собирателям. Его молекула диссоциирует на ионы:

 

C₄H₉OCSSК C₄H₉OCSS^- + К⁺

Рис.2.12. Схема строения гетерополярной молекулы реагента собирателя

Флотоактивным ионом является анион, состоящий из солидофильной группы, обеспечивающей избирательное прочное закрепление флотоактивного иона на поверхности минерала, и углеводородного радикала, обеспечивающего гидрофобизацию поверхности. Флотоактивный ион ксантогената закрепляется с образованием поверхностных соединений, взаимодействуя с катионами поверхности. Образуются ксантогенаты металлов (K_xMe).

 

 

Рис.2.13 Схема характера закрепления гетерополярной молекулы реагента-собирателя на поверхности минерала

 

Прочность закрепления определяется растворимостью ксантогената металла. Чем легче растворяется ксантогенат металла, тем менее прочнее ксантогенат закрепляется на поверхности. Ионы ксантогената могут вытесняться с поверхности ионами S, ОН, SH. Ксантогенаты не обладают вспенивающими свойствами. Для закрепления ксантогената необходимо частичное, незначительное окисление поверхности сульфидов. На свежее обнаженной поверхности сульфидов ксантогенат не закрепляется.

Особенности: Kx – ядовит, не обладает вспенивающими свойствами. Под влиянием влаги или углекислоты воздуха, а так же в кислой среде разлагается с выделением сероуглерода. Он тяжелее воздуха и может скапливаться в нижних слоях помещения. Действие паров Кх аналогично действию сероуглерода.

Способ применения: Применяется в виде водных растворов. Применяется только в щелочной среде. Перспективным является применение сочетания различных Кх, это обуславливается различием поверхностных свойств отдельных участков минерала.

Известь – Ca(OH)₂

Применяется в виде суспензии в воде (известковое молоко).

Является реагентом-регулятором среды. Изменяет величину pH, это обуславливается тем, что – каждый минерал флотируется наиболее эффективно при определенном значении pH.

Известью депрессируют пирит, галенит и при большой щелочности (рН=9-11 и более) все сульфиды.

Негашеная известь получается обжигом известняка:

CaCO₃ –– CaO + CO₂

Гашенная известь – самый дешевый реагент, получают из негашеной извести по реакции:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂.

CaO – негашеная известь;

Ca (OH) ₂ – известковое молоко.

Реагенты – регуляторы pH среды влияют на флотацию: изменяя форму нахождения собирателей в воде (ионную и молекулярную), выводя из воды нежелательные ионы, пептизируя (или коагулируя) тонкие шламы, а также путем непосредственной адсорбции ионов H⁺ и OH^- на минералах. Ионы H⁺ и OH^-, адсорбируясь на минерале, влияют на устойчивость гидратных слоев и, следовательно, могут изменять гидратированность поверхности минерала.

Адсорбция ионов H⁺ и OH^- может происходить как в отсутствии, так и в присутствии собирателя, поскольку собиратель и эти ионы могут закрепляться на разных участках поверхности минерала. Ионы H⁺ и OH^- могут влиять на закрепление собирателя и даже вытеснять его с поверхности минерала. Ионы H⁺ и OH^- закрепляются во внутренней или внешней обкладках двойного электрического слоя, изменяя электрическое состояние поверхности минерала и тем самым влиять на закрепление ионов собирателя в диффузионном слое или непосредственно на поверхности.

Флотомасло Т-80 (пенообразователь)

Состав: смесь кислотосодержащих соединений с преобладание диоксиновых спиртов и низким содержанием метилбутандиола.

Основная характеристика: легкоподвижная жидкость, хорошо растворимая в воде, фенолов не содержит и имеет температуру замерзания – 50^оС.

Таблица 2.15.

Расход и точки подачи реагентов

Технологическ-ие операции	Процент твердого в пульпе, %	Расходы реагентов
Свободный СаО, г/м^3	Собиратель, Кх, г/т	Вспениватель, Т-80, г/т
1 ст. измельчения
2 ст. измельчения
Межцикловая флотация				по ходу проц.
Cu “головка”
Основная Cu флотация				по ходу проц.
1 Cu перечистка
Контрольная Cu флотация
ИТОГО

 

Механизм действия: за счет адсорбции пенообразователей на оболочке пузырька на ней образуется гидратный слой, который предает механическую жесткость. Т-80 препятствует коалисценции, уменьшает скорость подъема пузырьков.

Особенности: является универсальным пенообразователем. Низкая стоимость. Но дороже, чем Т-66. Реагент малотоксичен. Температура вспышки 91^оС, температура кипения 175^оС.

Получение и способ применения: является побочным продуктом при производстве диметил-диоксана. Активной частью является диаксановые и пирановые спирты. Пороговая концентрация по запаху 2,9 мг/м³.

В таблице 2.15. приведены расходы реагентов по данным действующей фабрики