La cantidad de uso general es del 5‰ al 8‰ de la cantidad total de carbón seco, es decir, el espumador de flotación utilizado por cada tonelada de carbón seco es de 0,5 a 0,8 kg.
Agente espumante de limo de carbón
Un agente que hace que la lechada genere burbujas durante la flotación
Un agente que hace que la lechada genere burbujas durante la flotación se llama limo agente espumante. Generalmente son tensioactivos. La correcta adición de reactivos de flotación depende de cuatro aspectos: 1. Tipo de reactivo 2. Secuencia de adición 3. Cantidad de adición 4. Ubicación y método de adición;
Nombre chino
Agente espumante de limo de carbón
Nombre extranjero
Ninguno
Depende principalmente de
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Dispositivo agitador inflable,
generalmente
son tensioactivos
Introducción a la flotación y reactivos de flotación TA dijo
Introducción
La formación de burbujas en la lechada de flotación depende principalmente de varios tipos de dispositivos de aireación en el equipo de flotación y de la adición de cantidades apropiadas de espumantes a la lechada.
Los agentes espumantes son generalmente tensioactivos. Su estructura molecular está formada por grupos lipófilos (hidrófobos) no polares y grupos hidrófilos (oleófobos) polares, formando un grupo hidrófilo (oleófobo) existente, los llamados "anfifílicos". "estructura" de moléculas que son a la vez a base de agua y lipófilas. El grupo lipófilo puede ser un grupo hidrocarburo alifático, un grupo hidrocarburo alicíclico y un grupo hidrocarburo aromático o un grupo hidrocarburo alifático, un grupo hidrocarburo alicíclico y un grupo hidrocarburo aromático con O, N y otros átomos, el grupo hidrófilo es generalmente un ácido carboxílico; grupo, un grupo hidrocarbonado, un grupo sulfonato, grupo ácido, grupo sulfato, grupo ácido fosfónico, grupo amino, grupo nitrilo, grupo tiol, grupo halo, grupo éter, etc.
Flotación
Introducción a la flotación
El proceso de selección de partículas minerales en función de las diferencias en las propiedades físicas y químicas de la superficie del mineral se denomina flotación. Casi todos los minerales se pueden separar mediante flotación. Tales como mineral de oro, mineral de plata, galena, esfalerita, calcopirita, calcocita, molibdenita, pentlandita y otros minerales de sulfuro, malaquita, cerusita, smithsonita, hemimorfita y separación de minerales oxidados como hematita, casiterita, wolframita, ilmenita, berilo, espodumena, minerales metálicos de tierras raras y mineral de uranio. Selección de minerales no metálicos y minerales de silicato como grafito, azufre, diamante, cuarzo, mica, feldespato, sales minerales no metálicas como fluorita, apatita, barita y sales minerales solubles como sal de potasio y sal gema. . Otro uso importante de la flotación es reducir el contenido de cenizas en el carbón de grano fino y eliminar la pirita de grano fino del carbón. Cada año se procesan por flotación miles de millones de toneladas de minerales y materiales en todo el mundo. Las plantas de procesamiento de minerales a gran escala procesan hasta 100.000 toneladas de mineral cada día. Los indicadores de producción y la eficiencia del equipo de flotación son altos, la tasa de recuperación de la separación del mineral de sulfuro es superior al 90% y la ley del concentrado puede estar cerca de la ley teórica de los minerales puros. La flotación se utiliza para tratar minerales primarios polimetálicos, por ejemplo, se pueden separar diversos concentrados como cobre, plomo, zinc y pirita de minerales polimetálicos como cobre, plomo y zinc, y se pueden obtener altas tasas de separación.
Proceso de flotación
La flotación es adecuada para procesar materiales finos y microgranulares. Es difícil recuperar partículas minerales finas de menos de 10 μm utilizando otros métodos de procesamiento de minerales, por lo que también puede ser. procesado por flotación. Algunas tecnologías de flotación que se especializan en el procesamiento de partículas extremadamente finas tienen un límite inferior de tamaño de partículas reciclables. Las tecnologías de flotación ultrafina y de flotación iónica pueden recuperar diversas sustancias, desde partículas coloidales hasta moléculas y estados iónicos. La flotación también puede separar productos intermedios pirometalúrgicos, volátiles y componentes útiles en la escoria, procesar escoria de lixiviación hidrometalúrgica y productos de sedimentación reemplazados, recuperar productos químicos (como pulpa, sustancias tensioactivas, etc.) y aguas residuales, materia inorgánica y orgánica.
Proceso de flotación
La base teórica de varios procesos de flotación es aproximadamente la misma, es decir, las propiedades hidrofóbicas (aerófilas) de las partículas minerales se obtienen debido a las características hidrofóbicas de sus propias superficie o la acción de agentes de flotación o aceite), que pueden causar agregación en la interfaz líquido-gas o agua-petróleo. El método más utilizado actualmente es la flotación por espuma. El mineral se rompe y se muele para disociar varios minerales en partículas individuales y hacer que el tamaño de partícula cumpla con los requisitos del proceso de flotación. Se agregan varios agentes de flotación a la suspensión molida y se agitan y mezclan para interactuar con las partículas minerales y ampliar la diferencia de flotabilidad entre diferentes partículas minerales. La suspensión ajustada se envía al tanque de flotación, se agita y se airea. Las partículas minerales en la suspensión entran en contacto y chocan con las burbujas. Las partículas minerales con buena flotabilidad se adhieren selectivamente a las burbujas y se transportan hasta convertirse en una capa de espuma mineralizada compuesta de trifásico gas-líquido-sólido. Se retira de las burbujas. La superficie de la lechada se desborda y se deshidrata y se seca para obtener productos concentrados. Las partículas minerales como la ganga que no pueden flotar se descargan desde el fondo del tanque de flotación con la lechada como productos de relaves. La Figura 1 es un diagrama esquemático del proceso de flotación de espuma.
A veces, las partículas minerales inútiles salen flotando y las partículas minerales útiles quedan en la suspensión, lo que se llama flotación inversa, como el cuarzo que flota fuera del mineral de hierro.
Flotación por espuma convencional
Es adecuada para clasificar partículas minerales de 0,5 mm a 5 μm. El límite específico de partículas depende del tipo de mineral. Cuando el tamaño de partícula seleccionado es inferior a 5 μm, se debe utilizar un método de flotación especial. Por ejemplo, la floculación-flotación utiliza floculantes para flocular minerales útiles de grano fino en partículas más grandes y luego hace flotar la ganga de grano grueso después de eliminar el lodo fino de la ganga. La flotación con portador utiliza partículas minerales con un tamaño de partícula adecuado para la flotación como portadores, de modo que las partículas minerales finas se adhieren a la superficie del portador y flotan hacia arriba. También existen la flotación por aglomeración de petróleo y la flotación por emulsión, que utilizan petróleo para aglomerar partículas finas de mineral para la flotación; y la flotación por segregación, que utiliza reacciones químicas de alta temperatura para convertir los minerales metálicos del mineral en metales y luego hacerlos flotar. Cuando se utiliza la flotación con espuma para recuperar iones metálicos en soluciones acuosas, primero se precipitan químicamente o se adsorben con resina de intercambio iónico y luego se hacen flotar el sedimento o las partículas de resina.
Maneja materiales con tamaños moleculares, iónicos y coloidales y adopta separación de espuma. Su característica es aprovechar la hidrofobicidad de ciertos materiales, una agitación lenta y una pequeña cantidad de aireación, de modo que la espuma se acumula en la superficie del agua y se raspa. Como recuperar aceite, proteínas, pulpa y productos químicos del agua. La flotación de iones utiliza tensioactivos que pueden precipitar o formar complejos con iones para hacer que los productos de la reacción entren en la espuma y completen la separación.
Flotación sin espuma
El material de flotación se separa después de la extracción y agregación en la interfaz (o superficie) agua-gas, líquido orgánico-agua, agua-aceite. Por ejemplo, flotación por membrana y flotación de aceite entero utilizadas en la etapa inicial; flotación por extracción líquido-líquido en desarrollo, etc. El cribado de pellets de aceite consiste en utilizar aceite para formar partículas minerales útiles hidrofobizadas en pellets selectivos y luego filtrarlos. Las burbujas necesarias para la flotación se produjeron primero hirviendo la suspensión o mediante reacciones químicas; actualmente, la agitación mecánica se usa comúnmente para inhalar aire o introducir aire comprimido para formar espuma, así como descompresión o presurización seguida de espuma por descompresión y espuma por electrólisis. Hay muchos factores relacionados con el efecto de flotación. Además de las propiedades del mineral, los reactivos de flotación, la máquina de flotación y el proceso de flotación son los más importantes.
La máquina de flotación
es el equipo principal del proceso de flotación. Consiste en uno o varios tanques conectados en serie. Durante la flotación, la agitación y aireación de la suspensión, la adhesión de las burbujas a las partículas minerales, el ascenso de las burbujas y la formación de una capa de espuma que se raspa o se desborda. , etc., se llevan a cabo en el tanque de flotación. Según los diferentes métodos de mezcla y aireación, se puede dividir en 5 tipos: ① Tipo de agitación mecánica. Tanto la agitación como la aireación se consiguen mediante agitadores mecánicos. Hay tipos como impulsor centrífugo, rotor de estrella y rotor de varilla. El agitador gira a alta velocidad en el tanque de flotación, haciendo que la lechada fluya, generando presión negativa en la cavidad del impulsor y aspirando aire. ②Tipo de agitación mecánica inflable. Además de la agitación mecánica, se carga aire a baja presión en el tanque de flotación. ③Inflable. Agite y genere burbujas presionando aire, como columnas de flotación y dispositivos de separación de espuma. ④Fórmula de evolución de gas. Utilice el método de reducir la presión o aumentar primero la presión y luego bajarla a la presión normal para precipitar el aire disuelto en la suspensión y formar microburbujas. ⑤ Tipo de aire disuelto a presión. El aire llenado se disuelve previamente en agua usando alta presión y luego se precipita en la celda de flotación bajo presión normal para formar una gran cantidad de microburbujas.
El proceso de flotación
Incluye operaciones de molienda, clasificación, mezcla de lodos y flotación, desbaste, concentración y barrido. Existe un proceso de molienda y flotación de una etapa; un proceso de molienda y flotación de etapas de molienda y flotación segmentada y un proceso de trituración y reselección para mineral concentrado o mediano; La operación de flotación para producir concentrado grueso se llama desbaste; la operación de reselección de concentrado grueso se llama beneficio; la operación de reselección de relaves se llama barrido. Cuando se recuperan múltiples minerales útiles en minerales, el proceso de flotación de diferentes minerales uno tras otro se llama flotación preferencial o flotación selectiva; el proceso de hacer flotar primero todos los minerales útiles y luego separarlos se llama flotación por mezcla-separación. En la producción industrial se deben adoptar diferentes prescripciones y procesos de flotación en función de la naturaleza del mineral y los requisitos del producto.
Flotación de mineral de cobre Los minerales de sulfuro de cobre se tratan comúnmente con xantato (recolector), aceite de alcohol de pino (agente espumante) y cal (agente de ajuste) y luego se someten a flotación para combinarlos con ganga y ganga. minerales sulfurados. Se utiliza principalmente flotación preferencial. El mineral de óxido de cobre generalmente se activa con sulfuro de sodio y luego se flota con xantato, o la flotación se realiza directamente con ácidos grasos como recolectores.
Cuando la flotación de mineral de plomo-zinc adopta el proceso de flotación preferencial, se usan sulfato de zinc y cianuro para suprimir la esfalerita, y se usa xantato para hacer flotar la galena, luego se usa sulfato de cobre para activar y agregar xantato para flotar; Seleccione esfalerita. Cuando se utiliza el proceso de flotación mixta, primero use xantato para hacer flotar los minerales de plomo y zinc juntos; luego use sulfato de zinc y cianuro para inhibir los minerales de zinc en el concentrado mixto y hacer flotar los minerales de plomo. Muchas plantas de procesamiento de minerales utilizan ahora ácido sulfuroso y sus sales en lugar de cianuro.
El ácido oleico, el aceite de alquitrán, el jabón de parafina oxidado o el sulfonato de petróleo se utilizan comúnmente como recolectores (y agentes espumantes) en la flotación de mineral de hierro para flotar hematita, limonita y otros minerales. Se denomina flotación positiva de mineral de hierro; o utiliza un colector de amina catiónica para flotar el cuarzo, o utiliza un colector aniónico para hacer flotar el cuarzo activado por iones de calcio, lo que se denomina flotación inversa del mineral de hierro. El proceso de floculación-deslamado-flotación inversa se puede utilizar para tratar mineral de hierro diseminado de grano fino.
La flotación de lodo de mineral de tungsteno y estaño utiliza ácido oleico o ácido tolueno arsénico o ácido estireno fosfórico como recolector y vidrio soluble como inhibidor de ganga para lodos finos que contienen wolframita o casiterita. Elija el reciclaje. En ocasiones es necesario utilizar nitrato de plomo como activador.
El ácido oleico o el jabón de parafina oxidado o el aceite de alquitrán se usan comúnmente como recolectores en la flotación de fluorita y apatita, y el vidrio soluble, los taninos, el fenantreno crudo sulfonado, etc., se usan como inhibidores de ganga para la flotación.
Para la flotación de limo de carbón y grafito, generalmente se usa alcohol como espumante y aceite neutro como el queroseno como recolector para la flotación.
Tendencia de desarrollo
A medida que el contenido de componentes útiles en los minerales que requieren tratamiento de flotación es cada vez menor, el tamaño de las partículas de disipación es cada vez más fino y los componentes se vuelven más y más complejo y difícil de seleccionar. Al mismo tiempo, el campo de la flotación continúa expandiéndose, incluyendo el procesamiento de materiales de lodo fino que son difíciles de lograr con otros métodos de procesamiento de minerales, el reprocesamiento de relaves de antiguas plantas de procesamiento de minerales, el reciclaje de diversos materiales de chatarra, procesamiento y utilización de diversos materiales de desecho y purificación de aguas residuales, etc. Por lo tanto, es necesario: ① continuar desarrollando nuevos procesos de flotación y equipos de flotación eficientes y a gran escala; ② investigar reactivos de flotación con acción fuerte, buena selectividad, dosis bajas, no tóxicos o de baja toxicidad y; El control automático del proceso optimiza el proceso y logra el mejor efecto de clasificación para mejorar los beneficios económicos; ④ Investigación adicional en profundidad sobre tecnología mineral, química, física, química de superficies, dinámica de fluidos, probabilidad y estadística, etc. mecanismo de flotación para guiar la flotación. práctica de producción y desarrollar aún más el sistema teórico de flotación.
Reactivos de flotación
Se utilizan varios reactivos durante la flotación para ajustar las propiedades físicas y químicas de los materiales de flotación y los medios de flotación para ampliar la diferencia entre hidrofobicidad e hidrofilicidad entre los materiales de flotación (es decir, flotación). para mejorar la eficiencia de flotación. Los agentes de flotación comúnmente utilizados se dividen en tres categorías: colectores, espumantes y reguladores.
Recolector En la naturaleza, a excepción de las partículas minerales como el carbón, el grafito, el azufre, el talco y la molibdenita, que tienen superficies hidrófobas y son naturalmente flotantes, las superficies de la mayoría de las partículas minerales son hidrófilas. Para mejorar la flotabilidad, es necesario agregar colectores que hagan que las partículas minerales sean hidrófobas, es decir, colectores polares y no polares. Los colectores polares están compuestos por grupos polares que pueden interactuar con la superficie de partículas minerales y grupos no polares que actúan como agentes hidrófobos. Cuando este tipo de colector se adsorbe en la superficie de las partículas minerales, sus moléculas o iones se organizan direccionalmente, con los grupos polares mirando hacia la superficie de las partículas minerales y los grupos no polares mirando hacia afuera para formar una película hidrofóbica, lo que hace que las partículas minerales floten. (Figura 2).
Al clasificar minerales de sulfuro como cobre, plomo, zinc, hierro, níquel y antimonio, se suelen utilizar como colectores diversos compuestos orgánicos de sulfuro. Los representativos son: ① Ditiocarbonato de sodio (o potasio) de alquilo (etilo, propilo, butilo, pentilo, etc.), como CH3CH2OCSSNa, también conocido como xantato, comúnmente conocido como xantato. ② Ditiocarbonato de alquilo. Ácido fosfórico o sus sales, tales como; como (RO)2PSSH, donde R es un grupo alquilo, se conocen comúnmente como medicina negra. Los alquilditiocarbamatos y los derivados éster de xantato también se utilizan comúnmente como captadores de minerales sulfurados.
Los recolectores de minerales no sulfurados son en su mayoría diversos ácidos orgánicos que contienen oxígeno y sus sales, como ácidos grasos y sus jabones (los más utilizados incluyen ácido oleico, aceite de alquitrán, jabón de parafina oxidada) y hidrocarbilsulfonatos de ácido sódico. , etc. Se utiliza para la flotación de mineral de hierro, apatita y espato flúor, etc. Cuando se flotan lodos de mineral de tungsteno y estaño, se utilizan recolectores como el ácido toluenearsínico y el ácido estirenofosfórico. Todos los agentes anteriores son compuestos iónicos y la parte activa es un anión, que se denomina recolector de aniones. Los colectores catiónicos comúnmente utilizados incluyen aminas grasas y éteraminas, que se utilizan para la flotación de minerales como minerales de óxido de zinc y silicatos.
Las moléculas de los colectores polares no iónicos no se disocian, como los ésteres que contienen azufre, y los de los colectores no polares son los aceites de hidrocarburos (también llamados aceites neutros), como el queroseno, el gasóleo, etc. para la flotación de minerales flotantes naturales como grafito, molibdenita y carbón; se utiliza con colectores polares para aumentar aún más la hidrofobicidad de las partículas minerales.
El agente espumante es una molécula tensioactiva con grupos hidrófilos e hidrófobos, que se adsorbe direccionalmente en la interfaz agua-aire, reduciendo la tensión superficial de la solución acuosa, facilitando el llenado de aire. el agua se dispersa en burbujas y produce una espuma estable. El agente espumante y el colector tienen un efecto combinado y se adsorben simultáneamente en la superficie de las partículas minerales para promover la flotación de los minerales.
Los agentes espumantes comúnmente utilizados incluyen aceite de alcohol de pino (comúnmente conocido como aceite número 2 en China), ácido cresílico, alcoholes grasos mixtos, hexanol u octanol isómero, alcoholes de éter y diversos ésteres.
Ajustadores
Divididos en diferentes usos: ① Ajustador de pH. Al ajustar el pH de la lechada, controlar las características de la superficie mineral, la composición química de la lechada y las condiciones de acción de diversos productos químicos, se mejora el efecto de flotación. Los más utilizados incluyen cal, carbonato de sodio, hidróxido de sodio y ácido sulfúrico. ② Activador. Puede mejorar la capacidad de los minerales para interactuar con los recolectores, de modo que los minerales difíciles de flotar se activen y floten. Por ejemplo, el sulfato de cobre se usa para tratar la esfalerita que es difícil de interactuar con el xantato, y se forma una película protectora de sulfuro de cobre en la superficie del mineral, que puede recolectarse y flotarse o se usa sulfuro de sodio para activar el plomo y el cobre; oxidación del mineral, y luego se utiliza xantato para flotación, etc. ③Inhibidores. Mejorar la hidrofilicidad de los minerales o evitar que los minerales interactúen con los colectores, inhibiendo así su flotabilidad. Por ejemplo, la cal se usa para inhibir la pirita, el sulfato de zinc y el cianuro se usan para inhibir la esfalerita, el vidrio soluble se usa para inhibir la ganga de silicato, etc. Utilizando almidón, taninos (taninos) y otras sustancias orgánicas como inhibidores, se puede separar una variedad de minerales mediante flotación. ④Floculante. Agregue partículas minerales finas en partículas más grandes para acelerar su sedimentación en el agua; la floculación selectiva se puede utilizar para realizar floculación-deslamado y floculación-flotación. Los floculantes de uso común incluyen poliacrilamida y almidón. ⑤Dispersante. Previene la agregación de partículas minerales finas y las mantiene en estado monómero disperso. Su función es opuesta a la de los floculantes comúnmente utilizados como el vidrio soluble, el fosfato, etc.
La dosificación de los reactivos de flotación varía según factores como el tipo de reactivo, las propiedades del mineral, las condiciones de flotación y las características del proceso. Generalmente, sólo se utilizan unos pocos gramos, decenas a cientos de gramos o incluso miles de gramos por tonelada de mineral.
Cómo agregar correctamente los reactivos de flotación
Hay cuatro problemas al agregar correctamente los reactivos de flotación
1 Tipos de reactivos 2. Secuencia de adición 3. Cantidad de adición 4. , agregando lugar y método
En principio, los problemas de estos cuatro métodos deben determinarse mediante investigación experimental de flotación.
De manera general, los reactivos de flotación se dividen en colectores, espumantes, reguladores, inhibidores, etc. En circunstancias normales, primero se agregan los ajustadores, seguidos de los inhibidores, los agentes espumantes y los recolectores. El recolector se usa para recolectar los minerales objetivo, el agente espumante se usa para generar una capa de espuma que puede hacer flotar los minerales, el ajustador se usa para ajustar el pH de la suspensión y el activador se usa para activar los minerales objetivo y mejorar su flotabilidad. Los inhibidores se utilizan para inhibir ciertos minerales en la suspensión que no se espera que floten.
La cantidad agregada generalmente debe determinarse mediante pruebas. Profesionales con experiencia en procesamiento de minerales y buenos trabajadores de flotación pueden determinar el rango de dosificación aproximado. (Excluyendo circunstancias especiales) Agregar ubicación y método:
Se agregan ajustadores, inhibidores y algunos colectores (como queroseno) al molino de bolas para crear un ambiente de flotación adecuado lo antes posible.
El agente colector y el espumante se añaden en el primer tanque de agitación de flotación. Si la operación de flotación tiene dos barriles mezcladores, el activador se debe agregar al primer barril mezclador y el recolector y el espumador se deben agregar al segundo barril mezclador. (Como la operación de flotación de zinc)
Método de adición de reactivos: se agregan reactivos solubles en agua como xantato, medicina blanca, sulfato de amonio, vidrio soluble, carbonato de sodio, sulfato de cobre, sulfuro de sodio, etc. en soluciones acuosas (la concentración varía del 2% al 10%)
Algunos químicos insolubles se pueden agregar gota a gota directamente, como el aceite No. 2, la pólvora negra No. 31, el ácido oleico, etc. Algunos deben disolverse previamente en disolvente. Luego conviértalo en una solución acuosa y agréguelo, como un recolector de aminas. La cal se puede mezclar con leche de lima y agregar, o se puede agregar directamente al molino de bolas y al barril de mezcla en forma de polvo seco, generalmente agente colector, agente espumante y agitando durante 1 a 2 minutos. Algunos productos químicos requieren agitación prolongada, como el dicromato de potasio que se utiliza para inhibir el plomo durante la separación del cobre y el plomo.
Tipos y precios de mercado de reactivos de flotación de uso común: (debido a que la dosis de ajustadores e inhibidores es pequeña y no es necesario agregar algunos minerales, el costo de los reactivos de flotación se refiere principalmente a colectores y espumadores). costo)
Introducción al rendimiento del agente espumante de flotación de limo de carbón (S-104): el agente espumante de flotación de limo de carbón S-104 es un tensioactivo utilizado profesionalmente en la flotación de limo de carbón, el tensioactivo tiene una gran adsorción. capacidad en la interfaz aire-agua, pero rara vez se adsorbe en la superficie del carbón. Puede reducir en gran medida la tensión superficial, aumentar la dispersión del aire en la lechada de carbón y cambiar el tamaño y el estado de movimiento en el carbón. La lechada reduce el consumo de energía al airear y agitar la lechada y puede formar la capa de espuma necesaria para la flotación en la superficie de la lechada. El agente espumante tiene una espuma rica y estable, un alto rendimiento de carbón limpio, no es tóxico, no tiene olor irritante, no contamina el medio ambiente y es un producto ecológico y respetuoso con el medio ambiente.
La cantidad de uso depende de la calidad específica del carbón. La cantidad de uso general es del 5‰ al 8‰ del carbón seco total, es decir, el agente espumante de flotación por tonelada de carbón seco es de 0,5 a 0,8 kg.
Las especificaciones técnicas son las siguientes:
Nombre
Agente espumante de flotación de limo de carbón
Modelo
s - 104
Aspecto
Líquido incoloro o amarillo claro
Densidad
0,80～1,10 g/cm
Capacidad de formación de espuma (ml)
≥450
Vida media de la espuma (min)
≥250
Producción limpia de carbón
≥80%
Cenizas de carbón limpias
≤10%
Cenizas de carbón de cola
≥40%