Флотация

Флотация

Руда с примесями

Быстро развивающееся производство поглощает все больше минерального сырья. Минералы, то есть, смеси химических соединений, из которых, в результате переработки, получают чистый металл и неметаллы – называются рудами.

Большинство залежей высококачественной руды уже истощено, и сейчас используются полезные ископаемые, которые раньше считались непригодными для переработки в связи с низким содержанием основных компонентов: металлов – меди, цинка, серебра, висмута, кобальта, свинца, никеля и т.д., и неметаллов – серы, графита, апатитов, фосфоритов, калийных солей.

Каждое полезное ископаемое содержит, наряду с полезными компонентами, также большую или меньшую часть бесполезных компонентов, а, иногда, даже вредных. Почти всегда в них есть пустая порода, то есть, различные силикаты. Все эти примеси надо устранить, отделив их от полезных и нужных нам металлов либо неметаллов, перед дальнейшей переработкой.

Флотация – метод устранения примесей

Один из методов устранения примесей – флотация, или флотационное обогащение добываемых ископаемых, то есть, повышение содержания в них металлов или неметаллов.

Впервые этот метод был применен в 1905-1908 годах английскими инженерами в Австралии. В странах Европы обогащение флотацией стали широко применять в прошлом столетии в 20-х годах.

Обогащение руды методом флотации можно сравнить с подъемом затонувшего судна, к корпусу которого прикрепляют баллоны, наполненные водой. Затем в них закачивают сжатый воздух, вытесняющий воду и поднимающий на поверхность судно.

При флотации измельченную металлическую руду, содержащую пустую породу, помещают на дно резервуара с водой. В днище резервуара имеется множество отверстий, через которые нагнетается воздух.

Задача воздушных пузырьков – отделить от примеси металлическую руду и поднять ее на поверхность воды. Эти маленькие пузырьки во флотационном обогащении руды играют главную роль. Однако надо создать такие условия, чтобы они прилипали только к частицам руды, “оставляя в покое” частички примесей.

Опыты по флотации

Для того чтобы лучше понять сущность процесса флотации, предлагаем вам провести опыт с пластмассовыми шариками. Эти шарики (4-10 шт.) можно сделать самому из куска пластмассового стержня, удельный вес которого немногим больше – чем у воды, например из полистирола, этилостирола или плексигласа.

Стержень надо разрезать на маленькие кусочки. Чем тоньше стержень, тем меньше должны быть кусочки. Лучше всего годится стержень сечением 10 мм. Разрежьте его на кусочки длиной 1 см, сгладьте острые края наждачной бумагой, а затем отполируйте шарики суконкой. Приготовьте прозрачный сосуд (стакан, стеклянную мензурку) и таблетки “эмс” или “виши”, которые можно приобрести в аптеке.

В стеклянный сосуд вложите четыре таблетки и шарики, предварительно старательно очистив их поверхность от жира. После наполнения сосуда водой вы можете заметить, что хотя, вода жидкость муссирует (реакция растворения в воде таблеток “виши” или “эмс”), шарики лежат на дне сосуда. Это значит, что мы не создали им соответствующих условий.

Теперь вылейте воду из сосуда, сполосните шарики чистой водой и вытрите тряпочкой. Вложите часть сухих шариков в сосуд, а оставшиеся, смажьте обычным растительным маслом и тоже поместите в сосуд. Добавьте таблетки “эмс” или “виши” и наполните сосуд водой.

Теперь вы увидите, что шарики, смазанные маслом, покрылись маленькими пузырьками углекислого газа, который “поднимает” их на поверхность воды. Шарики, не покрытые жиром, неподвижно лежат на дне.

Опыт, иллюстрирующий явление флотации, может быть более эффектным, если применить маленький насос, такой, как используется для повышения содержания кислорода, в аквариуме, и немного мелкого чистого песка.

Один конец резиновой трубки, с насаженным на него куском пористого стекла (как в аквариуме), положите на дно цилиндрического сосуда, а другой присоедините к нагнетательному насосу. Наполните сосуд водой, вливая ее по стенке. Как только насос начнет работать, со дна сосуда будут подниматься воздушные пузырьки, которые покроют шарики и поднимут их вверх.

Шарики можно собрать с поверхности воды так, как это делают при флотационном обогащении руды. Если вы прибавите к воде немного мыла, то на поверхности сосуда образуется пена. Теперь вы можете получить полное впечатление о процессах, происходящих во флотационных установках.

Применение флотации в промышленности

Термин “флотация” заимствован из английского языка. Flotation означает плавание, плавучесть. При флотационном методе самое главное – так подобрать компоненты жидкости, чтобы смачивались только примеси, которые будут опускаться на дно. Пузырьки воздуха, оседая на частицах руды, поднимут их на поверхность, где их удержит образовавшаяся пена.

После отделения пены остается руда с высоким содержанием основного компонента – сульфида или окиси металла. Эту порошкообразную руду смешивают с органическим вяжущим материалом, прессуют в брикеты или гранулируют, а затем направляют для дальнейшей металлургической переработки.

Способность некоторых тел притягивать к себе под водой газовые пузырьки и подниматься вместе с ними на поверхность, послужила основой развития мощной металлургической промышленности.

Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓

Флотация