Флотация

Флотацией называется метод обогащения полезных ископаемых, основанный на использовании различий физико-химических свойств поверхностей тонкоизмельченных частиц разделяемых минералов, взвешенных в водной среде. Эти поверхностные свойства минеральных частиц проявляются в избирательном прилипании их к поверхности пузырьков воздуха.

В этом процессе через суспензию (пульпу) пропускаются пу­зырьки воздуха. Вследствие плохой смачиваемости водой частицы одних минералов прилипают к пузырьком воздуха и поднимаются с ними на поверхность пульпы, образуя на ней слой минерализованной пены. Частицы других минералов хорошо смачиваются водой и не прилипают к пузырькам воздуха, а остаются в пульпе.

Слой минерализованной пены, скапливающийся на поверхности пульпы и представляющий обычно концентрат полезного минерала, удаляется из машины в последующие операции обработки. Минералы пустой породы, оставшиеся в пульпе, выводятся из процесса в виде хвостов.

В пульпу добавляют специальные вещества, называемые реа­гентами. Добавление к пульпе этих реагентов ухудшает или улуч­шает смачиваемость минералов водой и тем самым регулирует избирательность процесса.

Во флотации плотность минералов играет значительно мень­шую роль, чем в гравитационных процессах. К пузырьку воздуха могут прикрепляться и вместе с ним всплывать частицы минералов с большей плотностью, чем частицы минералов, которые остаются в пульпе.

Процесс флотации складывается из ряда стадий, протекающих в следующей последовательности:

1) насыщение пульпы диспергированным воздухом путем механического дробления воздуха или его продуванием в пульпу;

2) обработка пульпы флотационными реагентами для создания условий, при которых частицы одних минералов улучшают свою способность прилипать к воздушным пузырькам, а другие минералы, наоборот, ухудшают; насыщение пульпы диспергированным воздухом путем механического дробления воздуха или его продуванием в пульпу;

3) прикрепление минеральных частиц к поверхности движущихся в пульпе воздушных пузырьков;

4) образование на поверхности пульпы минерализованной пены;

5) удаление с поверхности пульпы минерализованной пены.

В большинстве случаев в пенный продукт переходят полезные минералы, минералы же пустой породы остаются в пульпе. При флотации руды, содержащей один полезный минерал, конечный (непенный) продукт является хвостами. Концентрат и отходы (либо только один из них) могут подвергаться повторной флотации для улучшения качества концентрата и повышения извлечения в него полезного минерала.

Очень часто руды содержат несколько полезных минералов, которые должны быть выделены в отдельные концентраты. Если в процессе флотации концентраты выделяются последовательно один за другим, то такая флотация называется селективной. После выделения всех полезных минералов камерный продукт будет отвальным.

Когда в процессе флотации все полезные минералы выделяются в один концентрат, флотация называется коллективной. Камерный продукт является хвостами флотации, а коллективный концентрат подвергается дальнейшей селективной флотации.

Иногда при флотации в пенный продукт переводят минералы пустой породы, а полезные минералы остаются в камерном про дукте. Тогда пенный продукт является отвальным, а камерный - концентратом; такую флотацию называют обратной.

Рассмотренный выше метод флотации называется пенной фло­тацией, ему предшествовали процессы масляной и пленочной фло­тации. Сущность масляной флотации заключается в обработке пульпы 10-20% масла от веса руды. В результате этого сульфидные минералы всплывают на поверхность, а нерудные минералы смачиваются водой и остаются в пульпе. Пленочная флотация основана на различной смачиваемости минералов водой. Пленка сульфидных минералов, образованная на поверхности пульпы, представляет концентрат, а нерудные минералы смачиваются водой, тонут и удаляются в виде хвостов.

Хотя масляная и пленочная флотации потеряли свое самостоя­тельное значение, их принципы довольно широко используются и сейчас в обогатительной практике.

С развитием флотации появилась возможность обогащения руд с тонкой вкрапленностью минералов, а также сложных комплексных руд. Раньше такие руды обогащались гравитационными методами с большими потерями ценных минералов или совсем не обогащались.

В настоящее время флотация применяется или может быть применима для обогащения почти всех добываемых минералов.

Флотация является основным методом обогащения сульфидных и окисленных руд цветных металлов. Многие неметаллические полезные ископаемые обогащаются также флотацией.