Введение
Интенсификация процесса флотации в настоящее время является актуальной задачей в обогащении полезных ископаемых [1, 2]. Вязкость пульпы является одним из наиболее важных модификаторов в процессе флотации [3]. Более высокая вязкость пульпы может приводить к снижению извлечения и качества концентрата в результате малоэффективной диспергации пульпы пузырьками воздуха [4].
Целью работы является исследование влияния вязкости пульпы на процесс флотации железных руд.
Методы и материалы исследования
Для определения зависимости извлечения ценного продукта в концентрат были проведены опыты с исходными навесками железорудного концентрата магнитного обогащения магнетитовых руд. В связи с большим содержанием железа в исходной руде (64,8%), выбор был сделан в пользу обратной катионной флотации (рис. 1) [1, 5].
Опыты проводились при разных температурах воды (10, 20, 30 °С). Была замерена вязкость для исходной пульпы и после добавления реагентов (декстрин, LilaFlot) на вискозиметре SV 10 производства компании A&D (Япония).
Рис. 1. Схема опытов
Содержание железа в продуктах обогащения оценивалось методом рентгенофлуоресцентного анализа на Shimadzu EDX 7000.
Обсуждение результатов
Результаты определения изменения вязкости в зависимости от температуры и реагентов представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Влияние температуры пульпы и реагентов на вязкость
|
Температура,˚С |
Вязкость, мПа∙с |
|||
|
Вода |
Пульпа |
Пульпа+декстрин |
Пульпа +декстрин+LilaFlot |
|
|
30 |
0,79 |
1,60 |
1,58 |
1,51 |
|
20 |
1,00 |
1,73 |
1,60 |
2,00 |
|
10 |
1,30 |
2,30 |
1,92 |
2,10 |
Рис. 2. Зависимость вязкости от температуры
С повышением температуры, вязкость воды и пульпы уменьшается. Реагент декстрин оказывает наибольшее влияние на вязкость пульпы при температуре 10˚С, причем он во всех случаях понижает вязкость пульпы. Реагент LilaFlot наибольшее влияние на вязкость пульпы оказывает при температуре 30˚С. При этом при данной температуре добавка этого реагента повышает вязкость, а при проведении опытов при другой температуре – понижает.
При температуре 20˚С вязкость пульпы с обоими реагентами являлась максимальной, а при температуре 10˚С – минимальной. При температуре 30˚С добавление реагентов практически не приводит к изменению вязкости.
В таблице 2 представлены результаты проведенных опытов флотации при разных температурах пульпы.
Таблица 2 – Технологические показатели
|
Температура |
Материал |
Q, г |
γ, % |
βFe, % |
εFe, % |
|
10˚С |
Концентрат |
52,29 |
0,95 |
66,48 |
97,54 |
|
Хвосты |
2,71 |
0,05 |
43,76 |
3,33 |
|
|
Исходная руда |
55 |
100 |
64,8 |
100 |
|
|
20˚С |
Концентрат |
52,11 |
0,95 |
65,03 |
95,08 |
|
Хвосты |
2,89 |
0,05 |
36,14 |
2,93 |
|
|
Исходная руда |
55 |
100 |
64,8 |
100 |
|
|
30˚С |
Концентрат |
51,83 |
0,94 |
66,5 |
96,71 |
|
Хвосты |
3,17 |
0,06 |
39,98 |
3,56 |
|
|
Исходная руда |
55 |
100 |
64,8 |
100 |
На рисунке 3 представлена зависимость содержания и извлечения железа в концентрат от температуры.
Рис. 3. Зависимость содержания и извлечения железа в концентрат от температуры
Как следует из полученных зависимостей, максимальное извлечение железа в концентрат наблюдается при температуре 10°С.
При температуре 20°С содержание и извлечение железа в концентрат являются минимальными.
Заключение
Данные, полученные при проведении эксперимента, подтвердили положение о том, что при увеличении вязкости пульпы происходит снижение извлечения и качества концентрата. При максимальной вязкости пульпы были получены худшие значения извлечения и содержания в концентрате.
При минимальной вязкости (температура 10°С) было получено максимальное значение извлечения железа в концентрат. Значение содержания железа близко к максимальному. Снижение содержания в данном опыте может быть обусловлено более высокой диспергацией, следовательно, и флотационной активностью пузырьков в данных условиях.
Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации МК-5915.2018.5.
Список литературы
- Александрова Т.Н., Кусков В.Б, Львов В.В, Николаева Н.В. Обогащение полезных ископаемых [Текст]: ученик/ Александрова Т.Н., Кусков В.Б, Львов В.В, Николаева Н.В. — Санкт-Петербург, 2015. – 528 с.
- Александрова Т.Н., Семенихин Д.Н., Потемкин В.А., Кузнецов В.В. Оценка эффективности флотационной сепарации методом интерпретации данных моделирования. // «Горная книга», Москва, 2018.
- Кусков В.Б., Львов В.В. Обогащение и переработка железных руд различного генезиса. // «Горная книга», Москва, 2018.
- Aplan F.F., Fuerstenau D.W. Priinciples of Non-metallic mineral flotation. In froth flotation, 50th Anniversary Volume, ed. Fuerstenau D.W., 170-215, New York, NY: AIME. – 1962.
- Nikolaeva N., Aleksandrova T., Semenikhin D. Study of specific surface energy of ores at disintegration with the use of chemical reagents / International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM, Sofia. Том 17, изд. 1.1. – 20.
