книги / Флотационные реагенты
..pdfТ а б л и ц а 1
Влияние длины углеводородного радикала ксантогената на образование ксантилтиосульфата и диксантогенида
Ксантогенат |
Содержание компонент, |
Ксантогенат Содержание компонент, |
||
|
М • 10~4 |
|
. М 10-4 |
|
|
Ксантилтио- |
Диксантоге |
Ксантилтио- |
Диксантоге |
|
сульфат |
нид |
сульфат |
нид |
Этиловый |
0,83 |
0,05 |
Октиловый |
0,45 |
0,23 |
Бутиловый |
0,9 |
0,06 |
Дециловый |
0,35 |
0,36 |
Гептиловый |
0,58 |
0,2 |
|
|
|
Ввиду близости |
окислительно-восстановительного потенциала пар |
|
ксантогенат - |
диксантогенид (Е = -0,1 В [2]) и тиосульфат-тетратионат |
|
(Е = -0,098 |
В [3]) |
образование радикалов по реакциям (1) и (3) при |
титровании исследуемой смеси йодом равновероятно. Это обусловливает
возможность |
последующего |
взаимодействия радикалов |
между собой |
с образованием ионов ксантилтиосульфата: |
|
||
|
|
8 |
|
КО |
+ 3— 80; |
КОС |
(5) |
|
|
8—8—80 з |
|
Количество ксантилтиосульфата, образующееся в исследуемой системе, зависит от концентрации тиосульфата, щелочности исходного раствора и длины углеводородного радикала ксантогената. С ростом рН количество ксантилтиосульфата в системе С^дОСЗЗК -Ы агЗгОз-Ь снижается с 0,9X Х10"4 (рН6) до 0,46 КГ4 моль/л (рНП). При переходе от бутилового
кдециловому ксантогенату выход ксантилтиосульфата снижается в 2 раза
иболее. При этом увеличивается количество ксантогената, перешедшего
в диксантогенид (табл. 1 ). |
|
|
д |
||||
Соединение |
в |
молекуле |
ксантилтио |
||||
сульфата через дисульфидную связь орга |
|
||||||
нического |
и |
неорганического радикалов |
|
||||
должно обеспечить более высокую хими |
|
||||||
ческую активность ксантилтиосульфата по |
|
||||||
сравнению |
с диксантогенидом. Это.было |
|
|||||
подтверждено |
при |
исследовании реакций |
|
||||
восстановления ксантилтиосульфата и |
|
||||||
диксантогенида ионами ОН", 52", ЗОз", |
|
||||||
320з" - основными |
компонентами фло |
|
|||||
тационных пульп. |
|
|
|
|
|
||
Опыты |
показали, |
что |
в |
среде Ыа2 3 и |
|
||
№ 2 5 20 3 |
в |
результате |
восстановления |
|
|||
УФ-спектры раствора ксантогената (У) и проб |
|
||||||
систем ксантогенат-иод (2) и ксантогенат - |
|
||||||
тиосульфат - |
иод (.?) |
|
|
|
|
|
Д —оптическая плотность; V —частота
Т а б л и ц а 2 Показатели перечистки грубого медно-цинкового концентрата
Продукты |
ъ % |
|
Р.% |
|
|
е, % |
|
|
|
Си |
2п |
8 |
Си |
2п |
8 |
|
|
Ксантилтиосульфа'г, 40 г/т |
|
|
|
||
Концентрат |
12,59 |
10,55 |
23,76 |
34,01 |
36,71 |
68,14 |
9,32 |
Хвосты |
87,41 |
2,62 |
1,6 |
47,68 |
63,29 |
31,86 |
90,68 |
Грубый концен |
100 |
3,62 |
4,39 |
45,96 |
100 |
100 |
100 |
трат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ксантогенат, 40 г/т |
|
|
|
|
|
Концентрат |
15,68 |
8,86 |
15,5 |
37,84 |
36,64 |
52,3 |
13,15 |
Хвосты |
84,32 |
2,85 |
2,63 |
46,44 |
•63,36 |
47,7 |
86,85 |
Грубый концен- |
100 |
3,79 |
4,65 |
45,09 |
100 |
100 |
100 |
трат |
|
|
|
|
|
|
|
ксантилтиосульфата в раствор выделяется ион ксантогената с выходом,
близким |
к 100% |
от теоретически возможного. В растворах КОН и |
№ 23 0 з |
количество |
ксантогенатного иона, выделившееся при полном |
восстановлении ксантилтиосульфата, не превышает 50% от теоретически возможного. Подобная же закономерность была получена при изучении процессов восстановления диксантогенидов в растворах КОН, № 2 32 Оз, № 28 0 3, № 2 8 . Скорость восстановления ксантилтиосульфата значительно превышает скорость восстановления диксантогенида, причем разница уве личивается при использовании более слабых восстановителей (ОН' и 32 0 2з' ) .
В растворах тиосульфата (4 • 10 3М) в течение 100 мин восстанавливает ся 65% от исходного количества ксантилтиосульфата и лишь 9% диксанто генида. В щелочных растворах (рН 12) для полного восстановления ксан тилтиосульфата достаточно 30 мин; восстановление диксантогенида при этом проходит лишь на 20%.
Технологическое действие ксантилтиосульфата было изучено при фло тации отдельных продуктов переработки медно-цинковых руд.
Приведенные в табл. 2 данные показывают, что использование ксантил тиосульфата в циклах перечистки грубого медно-цинкового концентрата приводит к повышению содержания в коллективном концентрате меди на 2%, цинка на 8% по сравнению с опытами, где в качестве собирателя был использован ксантогенат.
При этом отмечен рост извлечения цинка на 16%, тогда как извлечение меди остается на прежнем уровне. Следует отметить, что перечистку прово дили при значениях рН, близких к 8, что, однако, не привело к активации пирита.
При изучении влияния расхода ксантилтиосульфата на извлечение цин ка в цикле основной цинковой флотации флотацию проводили без дополни тельного введения извести при щелочности 1 1 2 г св. СаО/м3. Расход медно го купороса для активации сфалерита составил 150 г/т руды. Согласно
полученным данным, расход ксантилтиосульфата 50 г/т обеспечивает полу чение грубого цинкового концентрата с содержанием 24-25% при извлече нии 90-92%. При этом, несмотря на низкощелочную среду, пирит не флоти руется, так же как не наблюдается заметной концентрации меди в пенном продукте.
При использовании в качестве собирателя ксантогената для подавления пирита необходимо увеличить щелочность до 700-880 г св. СаО/м3 жидкой фазы пульпы. В этом случае извлечение цинка снижается до 85-87% от операции и наблюдается повышение содержания меди в цинковом концен трате.
Таким образом, ксантилтиосульфат обладает рядом преимуществ перед ксантогенатом, основным среди которых является его способность изби рательно флотировать активированный сфалерит в низкощелочных средах, что указывает на возможность использования этого реагента в цинковой флотации при одновременном сокращении расхода извести в этот цикл.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1.7оле$ М.Ы., ЫооДсоск У.Г. Рогшайоп апд гесоепШоп оГ а1ку1 хап(Ьу11Мо8и1р11а1е$
т$и1рШс1е оге ПоШюп Ндоок. - 1т. I. оГ Мт. Ргосеззте, 1981, уо1. 8, р. 125-145.
2.Степанов Б.А., Каковский ИЛ., Серебрякова Н.В. Окислительно-восстановитель- ные потенциалы ксантогенатов. - Науч. докл. высш. шк. Химия и хим. технология,
1959, № 2, с. 279-285.
3. Наумов Г.Б., Рыженко Б.Н., Ходаковский И.Л. Справочник термодинамических величин. М.: Атомиздат, 1971. 348 с.
УДК 622.765.06:622.765.051
ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ РЕАГЕНТОВ ПРИ ФЛОТАЦИИ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД
Н.И. Никольская, М.Г. Воронков, Ф.П. Клецко, Э.Н. Дерягина
Технический прогресс в области флотационного обогащения свинцово цинковых руд определяется в основном усовершенствованием реагент ного режима, улучшением способов использования известных флотореагентов, а также разработкой и внедрением новых селективнодействующих соединений.
В лаборатории Иркутского политехнического института исследовалась возможность применения в качестве собирателя при флотации свинцово цинковых руд реагентов: 1 -тионафтола и дивинилсульфоксида [1 ], удоб ные технологические способы получения которых разработаны в Иркут ском институте органической химии СО АН СССР.
1 -тионафтол получают при термической конденсации 1-хлорнафталина или с сероводородом при 500-600° С в присутствии катализатора - хлористого метилена, или с диэтилсульфидом при 550—650°С в атмос фере инертного газа. Выход 40-44%.
Исходный 1-хлорнафталин является отходом при получении полихлорнафталинов. Сероводород и диэтилсульфид являются отходами при очистке природных газов от меркаптанов. Реакция осуществляется в проточной системе в пустотелой кварцевой или стальной трубе диамет
ром 26 |
мм и длиной реакционной |
зоны 570 мм. Образование реагента |
||
в стальной трубе существенно ускоряется. |
|
|
||
1-Тионафтол — вязкая жидкость |
красноватого |
цвета, обладает |
менее |
|
резким |
запахом, характерным для |
меркаптанов, |
нерастворим в |
воде, |
но растворим в большинстве органических растворителей, нетоксичен, температура кипения 142-143° С (7 мм рт. ст.), лЬ0 = 1,6802, </4° =1,1607.
Испытания 1-тионафтола в качестве собирателя проведены на смешан ной свинцово-цинковой руде Дальнегорского месторождения по схеме рис. 1 и реагентному режиму, принятому на фабрике. В наших исследова ниях 1-тионафтол использовался в качестве основного собирателя и как добавка к бутиловому ксантогенату калия (БКК). Оптимальные резуль таты процесса флотации с использованием в качестве основного соби
рателя |
1 -тионафтола получены при расходе его в |
1-й основной флотации |
до 50 |
г/т, во 2-й основной флотации — 30 г/т, |
в основной цинковой — |
100—120 г/т, в контрольной цинковой —30 г/т.
Суммарное извлечение металлов в одноименные концентраты соста вило 172,3% против фабричных показателей — 168,7%. Потери с хвоста ми при этом незначительны, отмечена хорошая селективность действия 1-тионафтола. Технологические испытания показали, что применение 1-тионафтола повышает качество цинкового концентрата на 3,3% при одновременном увеличении извлечения цинка до 83,6% против 81,4%, полученном по фабричному реяошу.
В случае применения 1 -тионафтола замечено увеличение скорости фло тации сульфидов свинца и цинка (рис. 2). Скорость флотации оценива лась отношением извлечения металла в концентрат ко времени флотации.
Использование 1-тионафтолк в качестве дополнительного реагента к бутиловому ксантогенату калия вместо этилового в соотношении 1:2,5 позволяет сократить расход основного собирателя. Повышение темпе ратуры пульпы положительно влияет на флотацию активированного сфа лерита 1-тионафтолом.
Другим реагентом, исследованным при флотации руд Дальнегорского месторождения, является дивинилсульфоксид (ДВСО). Способ его по лучения разработан в Иркутском институте органической химии СО АН
СССР [2 ]. Он включает в себя следующие стадии:
дмсо, кон, н2о |
30% н 2о« |
НС=СН + № г8 |
СН2=СН —8—СН=СН2 ------— |
—► СН2=СН —3—СН=СН2 . |
|
85%
ДВСО - прозрачная жидкость, бесцветная, со слабым специфическим запахом, температура кипения 42°С (1 мм рт. ст.), л^°= 1,5110, с?4 ° = = 1,0846, умеренно токсична, вызывает раздражение кожи при попада-
Рис. 1. Технологическая схема обогащения 6/Т, % смешанной руды Дальнегорского месторож дения
Рис. 2. Соотношение скорости флотации галенита и сфалерита (е/т) и степени их извлечения (е) при использовании 1-тионаф- тола и бутилового ксантогената
Флотация: а — активированного сфалери та; б —галенита. 1, 1' —БКК; 2, 2' - с 1-тио- нафтолом
нии, хорошо растворима в воде и большинстве органических раство рителей.
ДВСО является исходным сырьем для получения разнообразных хи мических соединений. Среди синтезированных на его основе продуктов выявлены следующие вещества: экстрагенты, комплексообразователиу
Т а б л и ц а 1 Режим флотации свинцово-цинковой руды с применением ДВСО
Общий рас |
Основная свинцо |
Контрольная |
ход ДВСО, |
вая флотация |
евинцовая |
г/т |
|
флотация |
Основная цин |
Контрольная |
ковая флота |
цинковая флота |
ция |
ция |
|
расход |
•Время, |
Расход |
Время, |
Расход, |
|
Время, |
Расход, |
Время. |
|
ДВСО, |
мин |
ДВСО, |
мин |
ДВСО, |
|
мин |
ДВСО, |
мин |
|
г/т |
|
г/т |
|
г/т |
|
|
г/т |
|
300 |
70 |
5 |
15 |
Г 7 |
150 |
1 |
5 |
65 |
6 |
500 |
100 |
5 |
35 |
7 |
250 |
|
5 |
115 |
6 |
640 |
150 |
5 |
60 |
7 |
300 |
|
5 |
130 |
6 |
Т а б л и ц а |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты флотации свинцово-цинковой руды по фабричному и исследуемому методу
Продукт |
7, % |
0РЬ. % | |
02п. % |
«РЬ. % |
«2п.% |
Общий расход со |
|
|
_______ 1 |
|
|
|
бирателя, г/т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фабричный метод |
|
|
||
Свинцовый |
6,46 |
36,4 |
|
67,13 |
8,54 |
Смесь БКК и |
концентрат |
8,1 |
|||||
промпродукт |
3,2 |
14,3 |
9,2 |
13,07 |
4,8 |
ЭКК (2:*1) -145 |
|
||||||
Цинковый |
13,51 |
3,2 |
|
|
62,15 |
|
концентрат |
28,2 |
12,35 |
|
|||
промпродукт |
7,13 |
2,7 |
18,2 |
5,55 |
21,16 |
|
Хвосты |
69,7 |
0,1 |
0,3 |
1,9 |
3,35 |
|
Руда |
100 |
3,5 |
6,13 |
100 |
100 |
|
|
|
Исследуемый метод |
|
|
||
Свинцовый |
|
40,2 |
6,4 |
77,29 |
7,76 |
|
концентрат |
7,21 |
ДВСО-ЗОО |
||||
промпродукт |
3,37 |
11 |
8,1 |
9,89 |
4,68 |
|
Цинковый |
11,52 |
2,4 |
34,4 |
|
66,56 |
|
концентрат |
7,37 |
|
||||
промпродукт |
8,1 |
1.2 |
12,4 |
3,59 |
18,82 |
|
Хвосты |
69,8 |
0,1 |
0,28 |
1,86 |
2,11 |
|
Руды |
100 |
3,75 |
5,95 |
100 |
100 |
|
сорбенты для селективного извлечения благородных металлов, биоло гически активные соединения. В практике флотации ДВСО не был ис пользован.
Лабораторные флотационные испытания ДВСО проведены по селектив ной схеме в открытом цикле в условиях, соответствующих фабричному режиму процесса переработки сульфидной свинцово-цинковой руды Даль негорского месторождения.
Опыты с использованием в качестве собирателя ДВСО проводили при переменном расходе реагента в операциях флотации. Количество собира
теля, точки подачи, время флотации приведены в табл. 1. Все остальные параметры соответствуют фабричному режиму процесса флотации руды.
Результаты флотации по фабричному и исследуемому режимам пока зали, что ДВСО по сравнению с известными собирателями позволяет полу чить более высокие технологические показатели (табл. 2).
Извлечение свинца в объединенный свинцовый продукт составило 87,18% против 80,2%, полученных по фабричному режиму. Извлечение цинка в объединенный продукт повысилось на 2,2%. При этом значитель но улучшилась селекция минералов, снизились взаимные загрязнения продуктов и потери металлов с хвостами флотации. Оптимальным яв ляется расход ДВСО - 300 г/т.
В итоге можно констатировать, что испытанные реагенты — 1-тионафтол и дивинилсульфоксид - являются эффективными собирателями при фло тации сульфидных свинцово-цинковых руд.
Л И Т Е Р А Т У Р А |
|
|
1 . |
А.С. 990314 (СССР). Собиратель для флотации полиметаллических руд/Лео- |
|
нов С.Б., Никольская Н.И., Клецко Ф.П. и др. Заявл. 07.07.81, № 3315895/22-03; |
||
Опубл. в Б.И., 1983, № 3; МКИ В 03, Б 1/02. |
Б.А., |
|
2. А.С. |
541354 (СССР). Способ получения дивинилсульфоксида/Трофимов |
|
Гусарова |
Н.К., Амосова С.В. и др. Заявл. 31.12.75.' № 2088759/04; Опубл. в |
Б.И., |
1979, № 32; МКИ В 03, С07 147/14.
УДК 622.765.06
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕАГЕНТНОГО РЕЖИМА ПРИ ЦИАНИДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАЗДЕЛЕНИЯ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД
В.А. Чантурия, Л.И. Фигурнова, Е.Ф. Романов, Т.Н. Матвеева, Е.Н. Кузнецова, А.А. Швиденко
В условиях комплексной автоматизации обогатительных фабрик значи тельное место принадлежит системам регулирования расхода реагентов. Целенаправленное варьирование расходами реагентов позволяет наиболее существенно воздействовать на ход и конечные результаты флотации. Широкое распространение получили системы оптимизации реагентного режима, основанные на контроле ионного состава пульпы.
Большой объем работ по использованию ионного состава в системах контроля и регулирования флотационного процесса выполнен ИПКОН АН СССР и СКФ ВНИКИЦМА на Центральной обогатительной фабрике (ЦОФ) ПО ”Дальполиметалл”. Полученные результаты позволили устано вить сложную взаимосвязь параметров жидкой фазы и послужили основой для исследования параметров и оптимальных условий свинцовой и цинко вой флотации в следующих направлениях:
изучение возможности использования содержания цинка в жидкой
/ - 3 |
/ - 3 |
4 - 0 7-0 |
|
Рис. 1. Зависимость извлечения сфалерита (я) и остаточной концентрации цинка (б) от расхода цинкового купороса в мономинеральной флотации при соотношениях [2п2+]/[СЫ"], равных 1:0 (1,4); 1:1 (2,5); 1:4 (3, 6)
Рис. 2. Зависимость извлечения цинка в свинцовый концентрат (а), остаточной кон центрации цинка (б) и меди (в) от расхода сернокислого цинка в рудной флотации при соотношениях [2п2+]/[СЫ‘ ], равных 1:0 (1,4); 1:1 (2,5, 7); 1 :2 (3,6,8)
фазе пульпы для контроля и регулирования расхода депрессоров — сер нокислого цинка и цианида;
изучение условий активации сфалерита с целью управления расходом медного купороса в области оптимальных значений концентрации раство ренной меди.
В результате проведенных исследований показана применимость фотоколориметрическ ого метода (на основе сульфарсазена) определения низ ких концентраций цинка в жидкой фазе мономинеральной и рудной пульпы в условиях лабораторного опыта и промышленного процесса на Лениногорской и Центральной обогатительной фабриках. По результатам опробо вания свинцовой флотации пределы изменения концентрации растворен ного цинка составляют 0,16-10 мг/л.
В условиях мономинеральной и рудной флотации подтверждено повы шение депрессирующего действия сернокислого цинка на сфалерит при подаче его совместно с цианидом (рис. 1 , 2). Показано существование пропорциональной зависимости содержания цинка в жидкой фазе от расхо да смеси цинкового купороса и цианида. С увеличением доли цианида угол наклона прямых увеличивается (рис. 1 , 2).
При выявлении влияния концентрации растворенного цинка на техно логические показатели медно-свинцовой флотации получены значимые связи извлечения цинка и меди в медно-свинцовой концентрат с данным параметром:
е2п = 11,57-0,17 С2п |
+ 0,0017 С \п, |
т?= 0,6, |
Р = 1,45, |
( 1) |
еСи = 63,68 - 0,92 С2п |
+ 0,006 С |п, |
п = 0,6, |
Р = 1,47. |
(2) |
Установлено соответствие между скачкообразным возрастанием содер-
Влияние вида депрессора на технологические показатели и распределение ксантогената между твердой и жидкой фазами в условиях мономинеральной и рудной флотации (в % от исходной концентрации ксантогената)
Условия опыта |
е,% |
Жидкая фаза |
|
Твердая фаза |
|
|
|
|
Кх, % |
МеКх, % |
|
МеКх, % (Кх)Е,% |
|
|
Мономиттральная флотация |
|
|
|
||
2п504 |
76 |
70 |
1,8 |
12 |
13,4 |
96,8 |
[2п]:[СЫ] =1:2 |
25 |
75,2 |
9 |
4 |
11 |
99,2 |
|
Рудная флотация |
|
|
|
||
2п504 |
41,4 |
14 |
66,5 |
9,3 |
0 |
90 |
[2п]: [СЫ] =1:2 |
29 |
46 |
34 |
14 |
1 |
95 |
жания растворенного цинка (при расходе #2 п5 0 4 > 10 0 г/т) и резким паде нием извлечения 2п5 в свинцовый концентрат (рис. 1).
Изучение характера распределения ксантогената и его производных между твердой и жидкой фазами показало, что повышение депрессирующего действия сернокислого цинка в присутствии цианида сопровождается увеличением концентрации ксантогената в пульпе за счет снижения его адсорбции на поверхности минералов в форме диксантогенида (см. таб лицу) . Полученные данные подтверждают возможность и целесообразность автоматической оптимизации дозирования сернокислого цинка по кон тролируемой величине его концентрации в жидкой фазе пульпы.
Проблема оптимизации реагентного режима цинковой флотации обус ловлена сложным характером взаимодействий в жидкой фазе пульпы
всвязи с образованием различных соединений цианида, меди, ксантогената
ввысокощелочной среде, очередностью операций флотации и подачи соот ветствующих реагентов.
Последовательное возрастание количества растворенной меди в условиях процессов Шеридана—Гриссвольда—Брэдфорда объясняется образованием
медноцианистых комплексных соединений за счет выщелачивания, а в дальнейшем за счет дозирования медного купороса. При этом присутст вие значительного количества ионов меди в пульпе свинцовой флотации не является свидетельством их обязательной активности в отношении сфалерита. В то же время наличие таких же концентраций меди в жидкой фазе цинкового цикла приводит к активации цинковой обманки [1 ]. Вполне вероятно, что отмеченные функциональные различия присутствую щих в пульпе свинцовой и цинковой флотации ионов меди обусловлены прежде всего изменением их относительного количества в соответствии с последовательностью названных выше процессов.
Таким образом, результаты теоретических и экспериментальных иссле дований [1—4] показывают, что начало активации и дальнейшая флотация сфалерита будут сопровождаться не только изменением содержания цианидиона, но и образованием соответствующего вида и количества соединений меди с цианидом. Именно отношение этих факторов, указывает И.А. Каков-
Рис. 3. Расчетные зависимости концентраций ионных компонентов (1бО жидкой фазы и значений 1е {[Си(СЫ)2]/[СЫ"1а}от величины отношения [СМ^:]/[Си^] при постоянном содержании растворенного цианида [СЫ^ = 5 • 10~4 моль/л и рН 11]
А—А —граница областей активации и дезактивации