7. Контрольные вопросы

7.1. Перечислить возможные воздействия ионов Н+ и ОН- на поверхность минералов и ионный состав жидкость фазы пульпы.

7.2. В чем заключается механизм депрессии сульфидных минералов щелочами.

7.3. Чем объясняется резкое различие в депрессирующем действии щелочей на флотацию сульфидов железа и меди.

8. Литература

8.1. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. Учебник для ВУЗов. 2-е изд., перераб и дополн. - М.: Недра, 1993., 412 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ АКТИВАЦИИ ЦИНКОВОЙ ОБМАНКИ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ЦЕЛОЧНОСТИ ПУЛЬПЫ

1. Цель работы

Определить оптимальные условия активации цинковой обманки при переменном расходе медного купороса и рН пульпы.

2. Теоретическое введение

Назначение активаторов заключается в создании на поверхности минералов условий, обеспечивающих закрепление собирателя с образованием адсорбционного слоя такого состава, при котором достигается эффективная флотация минерала.

Характер, или механизм действия реагентов-активаторов может быть различен и заключается в следующем:

а) химической очистке поверхности минералов от депрессирующих пленок и обнажении элементов кристаллической решетки, способных взаимодействовать с собирателем;

б) хемосорбции ионов активатора на поверхности, которые становятся центрами закрепления собирателя;

в) гетерогенной химической реакции о образованием объемных пленок на поверхности минерала, благоприятных для закрепления собирателя.

Примерами активирующего действия реагентов путем хемосорбции ионов на поверхности минералов являются активация силикатов солями щелочноземельных и тяжелых металлов при флотации оксигидрильными собирателями, активация алюмосиликатов плавиковой кислого, в присутствии катионных собирателей и активация сульфидов цинка и железа в присутствии сульфгидрильных собирателей.

Вопросы активации флотации сульфидов, в том числе их взаимоактивации катионами тяжелых металлов, занимают одно из центральных мест, как в теории, так и в практике флотации руд цветных металлов.

Активация сфалерита в присутствии медного купороса обусловлена изоморфным замещением ионов цинка, на ионы меди:

ZnS]ZnS+Cu²⁺→ ZnS]CuS+Zn²⁺.

Реакция практически прекращается после образования на поверхности сфалерита монослоя CuS. Исследованиями установлено, что для успешной (флотации сфалерита необходимая плотность сорбции катионов меди может составлять 3 - 5 %, а в некоторых случаях до 20 % монослоя поверхности минерала. Вытеснение ионами меди ионов цинка объясняется тем, что сульфид меди менее растворим, чем сульфид цинка.

Установлено, что если сульфид металла менее растворим, то и ксантогенат этого металла также будет менее растворим. Поэтому, цинковая обманка активируется не только медным купоросом, но также любой растворимой солью, дающей с ионами серы менее растворимый сульфид. Bчастности, активаторами сфалерита являются ионы свинца, серебра, ртути. Однако соли этих металлов не применяют на практике по экономическим соображениям.

Закрепление ксантогената на активированном сфалерите происходит более интенсивно и прочно и при меньших концентрациях собирателя в пульпе. Закрепление ксантогената на активированном сфалерите сопровождается одновременным образованием диксантогенида в сорбционном слое собирателя, что является главной причиной резкого усиления флотации минерала.

Процесс образования сульфида меди на поверхности сфалерита зависит от концентрации медного купороса в пульпе и от температуры. Скорость взаимодействия катионов меди с поверхностью цинковой обманки зависит также от щелочности пульпы, что связано с состоянием реагента и поверхности минерала в зависимости от рН. Максимальные скорость и значение сорбции меди наблюдаются, как правило, в слабокислой и нейтральной средах, отвечающих наибольшей концентрации ионов Cu2+. В щелочных пульпах образуется малорастворимая гидроокись меди Cu(ОН)2, -концентрация Cu2+ уменьшается и скорость активации падает. Однако на практике, при флотации в условиях сложного ионного состава жидкой фазы пульпы, оптимальные условия активации сфалерита могут наблюдаться в щелочной среде.

Расход медного купороса в промышленных условиях составляет обычно 100-800 г/т руды в пересчете на безводную соль (техническим продуктом является кристаллогидрат CuSO4·5H2O).

Избыток медного купороса оказывает отрицательное действие на последующую флотацию сфалерита. Остаточная медь, во-первых, снижает эффективность собирательного действия ксантогената путем связывания иго ионов в осадок и их окисления. Во-вторых, образующиеся в пульпе при взаимодействии ионов меди и ксантогената тонкодисперсные гидрофобные частицы (микрокапли диксантогенида и осадки ксантогената меди) снижают селективность процесса, вызывая повышенное извлечение сопутствующих минералов породы и пирита. Отрицательное влияние избытка меди в наибольшей степени сказывается в нейтральной и слабощелочной средах и практически устраняется в сильнощелочной среде, где концентрация свободных катионов меди в жидкой фазе минимальна.