Александра-Плюс :: К вопросу изучения влияния ультразвука, магнитных

К вопросу изучения влияния ультразвука, магнитных полей и электрического тока на флотацию золота С.И. Черных, О.И. Рыбакова, Н.M. Лебедев, Т.И. Жирнова (ФГУП «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ», ЧГТУ, ООО «Александра-Плюс») Использование ультразвука в технологии флотации связано с рядом специфических явлений, сопровождающихся распространением ультразвуковых колебаний в жидких средах. Среди этих явлений главное — кавитация. Она выражается в появлении в жидкости газовых пузырьков (полостей), в которых, как считают, происходят электрические разряды, ионизация молекул и атомов, повышение давления (до нескольких тысяч атмосфер) и температуры (на сотни градусов). Установлено, что газовые (кавитационные) пузырьки легче образуются на границе жидкого с твердым, энергично воздействуя на поверхность последнего. Ультразвуковая обработка позволяет очищать поверхность рудных частиц от всевозможных минеральных покрытий. В [1] была показана возможность ультразвуковой очистки минералов от оксидов железа. В [2] описана технология очистки от них кварцевых стекольных песков. Механическая оттирка песков не обеспечивала достаточно полного удаления оксидов, хотя проводилась в течение 30—40 мин. Применяя ультразвук частотой 20 кГц с интенсивностью 3 Вт/см , удалось сократить длительность обработки до 2—5 мин и значительно полнее удалить оксиды. Использование ультразвука при флотации золотосодержащих руд с целью снятия с поверхности золота покрытий, например, из гидроксидов железа, может быть перспективным направлением. Как известно, гидроксиды железа на поверхности золота появляются вследствие их отложения из циркулирующего в зоне окисления рудного месторождения раствора или вследствие окисления контактирующих с золотом железосодержащих сульфидов или карбонатов. В ряде случаев в зоне окисления имеется вторичное золото, образующее с гидроксидами железа тесное взаимное прорастание. В обоих случаях гидроксиды представляют механические образования, не очень прочно связанные с золотом. В связи с этим можно предположить, что они сравнительно легко могут быть удалены с поверхности металла с помощью ультразвука. Следует также подчеркнуть, что из-за больших энергетических затрат на образование ультразвука применение его для очистки рудного золота может быть оправдано лишь при обработке богатых продуктов (промпродуктов флотации, гравитационных концентратов после их амальгамации и др.). Помимо очистки минералов от покровных образований, ультразвук способен диспергировать их, причем разные минералы (или породы) в разной степени. В первую очередь диспергируются глауконит и другие минералы осадочного происхождения [3]. Такая способность ультразвука может служить основой использования его для раскрытия сростков и агрегатов, содержащих золото. Как известно, из сульфидных минералов в срастании с золотом встречаются пирит, арсенопирит, пирротин, халькопирит и др., из несульфидных — чаще всего кварц, а также оксиды железа, барит, карбонатные минералы, углистые сланцы. Некоторое количество мелкого золота при измельчении руд до обычной для фабрик крупности не вскрывается и остается заключенным в минералах. Использовав различие эрозионною воздействия ультразвука по отношению к отдельным минералам, можно рассчитать, а в отдельных случаях и определить экспериментально необходимое время для проведения дезинтеграции пород методом селективного разрушения «слабого» компонента. При этом предварительно необходимо максимально измельчать породу для наиболее полного обнажения стыков между минеральными зернами и образования микротрещин. Освобождение (или вскрытие) золота из сростков и агрегатов позволит извлечь его последующей флотацией. По-видимому, вскрытие золота таким способом экономически будет оправдано лишь в ограниченных случаях. Ультразвуковая обработка пульпы нередко значительно повышает флотируемость минералов и позволяет сократить расход реагентов-собирателей. В процессе ультразвуковой обработки происходит диспергирование минералов с поверхности, причем получаемые в этом случае тонкодисперсные продукты резко отличаются по своему составу от исходных минералов. Снятие с поверхностного слоя покрытий ведет к появлению активных участков с некомпенсированными связями, что является одной из причин улучшения флотируемости обработанных ультразвуком минералов. Активирующее действие ультразвука подробно изучено при флотации титано-циркониевых песков [4, 5]. Установлено, что действие в течение 1—3 мин ультразвука частотой 20 кГц с интенсивностью 3,8 Вт/см резко активирует флотацию ряда минералов таловым маслом. Извлечение в пенный продукт увеличивается, %: циркона — с 18,6 до 98,9; рутила — с 3 до 97,5; ильменита — с 0 до 94 и ставролита — с 0 до 90. Одновременно снижается расход собирателя в 3—15 раз. В.А. Глембоцким и др. [6] установлено, что предварительная ультразвуковая обработка стибнита и киновари увеличивает скорость их флотации, а также позволяет снизить расход ксантогената. Обработку проводили при следующих параметрах ультразвука: частота — 18—22 кГц, интенсивность — от 2 до 20 Вт/см ; длительность обработки — не более 5 мин. В настоящей работе ультразвуковому воздействию подвергали смесь порошка химически чистого золота (100 мг) с пиритом (2 г). Обработку проводили ультразвуком частотой 22 кГц с интенсивностью 2-3 Вт/см ; ультразвук получали с помощью генератора УЗГ-10-22 с магнитострикционным преобразователем ПМС-6М. Смесь после обработки флотировали с бутиловым ксантогенатом (0,3 ммоль/л) и ОПСБ в машине с объемом камеры 75 мл при рН 8. Результаты, приведенные на рис.1, свидетельствуют о том, что флотируемость золота и пирита существенно изменяются после ультразвуком обработки: извлечение достигает максимума у золота после 5 мин ультразвукового воздействия, а у пирита — после 2 мин; более продолжительное воздействие ведет к снижению извлечения. С помощью ультразвуковой обработки можно разрушать адсорбционные слои собирателя на минералах, в результате чего последние теряют либо снижают способность к флотации. Эффективность разрушительного воздействия ультразвука зависит не только от условий обработки, но и от вида минерала, что создает предпосылки использования этого способа для селективной флотации. Первые работы в этом направлении [7] показали, что 12 минутная ультразвуковая обработка предварительно сфлотированных сульфидов приводит к почти полной потере флотоактивности пирита и снижению флотоактивности галенита; флотационная способность сфалерита и халькопирита при этом остается неизменной. В то же время опыты с пенными продуктами несульфидных минералов (кальцитом, баритом, флюоритом, цирконом и др.), полученными флотацией с олеиновой кислотой и олеатом натрия, показали, что флотационная споность их не снижается даже после ультразвуковой обработки в течение 20 мин. Титансодержащие минералы, сфлотированные с таловым маслом, после ультразвукового воздействия перестают флотироваться. В нашей работе показано, что ультразвуковое воздействие в течение 10-40 мин на предварительно сфлотированные с ксантогенатом частицы золота практически не изменяет их флотоактивности. Использованный ультразвук имел частоту 22 кГц, интенсивность воздействия составляла 2—3 Вт/см . Свойство золота сохранять после ультразвуковой обработки способность к флотации может стать основой способа повышения качества золотосодержащих концентратов. Известны работы по использованию ультразвука для разрушения минерализованных пен, эмульгирования флотореагентов, сушки продуктов обогащения. Не исключена возможность использования в этих целях ультразвука и при флотации золотосодержащих руд. Работы с использованием магнитных полей с целью интенсификации процессов флотации проводятся многими исследователями как в нашей стране, так и за рубежом. Метод привлекателен своей технологической простотой и незначительными затратами при внедрении. Методика магнитной обработки в общем случае заключается в пропускании воды или водных систем (пульпы, растворов реагентов) через магнитные поля. Последние образуют с помощью электромагнитов, питаемых постоянным или переменным током. Напряженность магнитного поля — от десятков до 2—3 тыс. Э (1А/м = 1,26 × 10 Э). Воду или водную систему пропускают через магнитные поля по трубе из диамагнитного материала (стекло, пластмасса, асбоцемент и др.). Как правило, имеется оптимальная скорость прохождения воды через трубу. В.И. Классен и С.Б. Щербакова [8] получили авторское свидетельство на способ флотации с использованием обработки пульп или воды перед флотацией в магнитном поле переменной полярности. Ими установлено, что магнитная обработка воды в оптимальном режиме приводит к дополнительной гидрофобизации поверхности частиц минералов и, следовательно, к улучшению процесса флотации. Испытания на пробе сульфидной медной руды показали, что извлечение меди при флотации в обработанной воде на 7,3% выше, чем в обычной воде. Положительный эффект при флотации пульпы, подвергшейся магнитной обработке, получен и в промышленных условиях [9,10]. В ряде случаев оказывается полезной магнитная обработка растворов реагентов, а также безводных реагентов. Обработка раствора олеата натрия увеличивает адсорбцию этого реагента на фосфорите, флюорите, доломите и кварце. Обработка 1%-го водного раствора жидкого стекла усиливает подавляющую способность этого реагента [9-11]. Следует отметить, что физическая сущность процессов, происходящих при магнитной обработке воды и водных систем, еще не выяснена. Существующие по этому вопросу гипотезы сводятся к представлениям об изменении структуры воды под действием магнитного поля. Есть много сведений (к сожалению, весьма разноречивых) об изменениях в магнитном поле таких свойств воды, как вязкость, плотность, электропроводность, поверхностное натяжение и некоторых других. Для флотационных систем особый интерес представляют следующие наблюдения: эффективность магнитной обработки воды возрастает с повышением в ней концентрации различных ионов; в результате магнитной обработки сильно изменяется поверхностное натяжение растворов ряда флотационных собирателей; смачиваемость минералов водой после воздействия на нее магнитного поля также изменяется; при определенных режимах магнитной обработки значительно возрастает химическая активность растворенного в воде кислорода. В данной работе магнитную обработку растворов реагентов и воды проводили в поле электромагнита, питаемого током от селенового выпрямителя ВСА-5. Зависимость напряженности магнитного поля от силы тока показана в табл. 1. Воду или раствор пропускали со скоростью 25 см/с через хлорвиниловую трубку, пересекающую о

 

Hosted by uCoz