Изучение адсорбционной и флотационной активности разновидностей флюорита Суранского месторождения

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2018-3-139-84-85
УДК: 622.765.06

Е.Ю. Дегодя, канд. техн. наук, доцент кафедры геологии, маркшейдерского дела и обогащения полезных ископаемых;

В.С. Великанов, канд. техн. наук, доцент кафедры горных машин и транспортно-технологических комплексов;

Ю.В. Сомова, канд. техн. наук, доцент кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности;

О.П. Шавакулева, канд. техн. наук, доцент кафедры геологии, маркшейдерского дела и обогащения полезных ископаемых ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Значительные трудности при переработке труднообогатимых флюоритовых руд Суранского месторождения возникают из-за изменчивости флотируемости флюорита, что связано с присутствием различных его разновидностей [1–4]. Проведенные исследования по изучению естественной флотируемости трех разновидностей флюорита: белого, зеленого и фиолетового – на порошках крупностью 100–44 мкм показали, что исследуемые минералы обладают различной флотационной активностью. Флюорит относится к минералам с хорошей естественной флотируемостью и в присутствии жирнокислотных собирателей. В качестве собирателя флюорита была исследована олеиновая кислота.Рис. 1 Влияние концентрации олеиновой кислоты на флотируемость разновидностей флюорита

Результаты исследований показывают (рис. 1), что с повышением концентрации олеиновой кислоты до 150–250 мг/ дм3 выход концентрата увеличивается на 20–23 %, а при концентрации более 300 мг/дм3 снижается на 18–20 %, что объясняется чрезмерной флокуляцией.

Результаты исследований адсорбционной способности олеиновой кислоты на поверхности разновидностей флюорита приведены на рис. 2. Установлено, что изотермы адсорбции описываются уравнением прямой линии, удовлетворяющей закону Генри для микропористых адсорбентов:

Г = АС,

где Г – количество адсорбированного реагента на 1 см2 поверхности минерала, моль/см2; А – постоянная, зависящая от природы возникающей адсорбционной связи, определяет угол наклона прямой в координатах Г–С, т.е. характеризует интенсивность адсорбционного процесса; С – объемная концентрация реагента, мг/дм3.Рис. 2 Изотермы адсорбции олеиновой кислоты на поверхности модификаций флюорита

Линейная изотерма характерна для адсорбции на микропористых адсорбентах, к которым относится флюорит, и соответствует таким условиям, при которых число адсорбционных центров остается постоянным в широкой области концентраций. По мере заполнения одних центров появляются новые, и доступная для адсорбции поверхность увеличивается пропорционально количеству адсорбированного из раствора вещества. Данный случай встречается редко в практике флотации и характерен для минералов, обладающих совершенной спайностью. При измельчении таких минералов может образовываться определенное количество частиц, отвечающих условию идеальности поверхности кристаллической решетки в отношении энергетической равноценности катионных и анионных узлов.

Изотермы свидетельствуют о том, что наиболее сорбционноактивным является белый флюорит. При концентрациях олеиновой кислоты, соответствующих максимальной флотируемости разновидностей флюорита, образуется 129 условных монослоев на белом флюорите, 121 монослой – на зеленом и 111 монослоев – на фиолетовом. При этом степень заполнения поверхности минералов собирателем составляет 40,3 % – для белого, 35,2 % – для зеленого и 34,4 % – для фиолетового. При концентрациях олеиновой кислоты свыше 300 мг/дм3 адсорбция собирателя увеличивается, несмотря на ухудшение флотации (см. рис. 1).

Исследования прочности закрепления олеиновой кислоты на поверхности разновидностей флюорита при отмывке дистиллированной водой показали, что при первой отмывке десорбируется 27–30 % закрепившегося собирателя, а после пятикратной – 52–54 %. Наиболее прочно олеиновая кислота закрепляется на белом флюорите, менее прочно на зеленом и фиолетовом. Различная прочность закрепления собирателя зависит от величины произведения растворимости образующихся олеатов металлов. Величины произведения растворимостей олеатов металлов взяты по данным Дю-Ритца. В случае белого флюорита, содержащего минимальное количество изоморфных примесей, на поверхности образуется в основном олеат кальция, имеющий величину произведения растворимости 4*10–16. В то время как на поверхности фиолетового флюорита, содержащего значительно большее количество бария, наряду с олеатом кальция образуется и олеат бария, имеющий большую величину произведения растворимости – 1,26*10–15. Одновременно на поверхности зеленого флюорита, содержащего большее количество марганца, чем у белого и фиолетового флюоритов, образуется наряду с олеатом кальция и олеат марганца, имеющий меньшую величину произведения растворимости, – 5,01*10–16, чем величина произведения растворимости олеата бария, но большую, чем величина произведения растворимости олеата кальция. Таким образом, различная прочность закрепления карбоксильного собирателя на разновидностях флюорита зависит от величины произведения растворимости образующихся олеатов металлов.

Установленные закономерности адсорбции карбоксильного собирателя на флюорите позволят разработать оптимальный реагентный режим флотации для преобладающих разновидностей флюорита в труднообогатимых флюоритовых рудах и повысить технологические показатели обогащения.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:

1. Комбинированная флотационно-гравитационная технология обогащения труднообогатимых флюоритовых руд Суранского месторождения / В.Б. Чижевский, Е.Ю. Дегодя // Материалы V Конгресса обогатителей стран СНГ. М.: Альтекс, 2005. Т.IV. С.40.

2. Повышение селективности перечистных операций методом пропарки карбонатнофлюоритовых руд Суранского месторождения / В.Б. Чижевский, Е.Ю. Дегодя // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: МГГУ. 2006. №2. С. 390–392.

3. Модифицированные жирные кислоты, их молекулярное моделирование для прогноза флотации руд щелочноземельных элементов / П.М. Соложенкин, Е.Ю. Дегодя, О.П. Шавакулева // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2015. №3. С. 16–22.

4. Investigation of the liquid glass effect on the physico-chemical and physical properties of minerals / Degodya Elena Yur’evna, Shavakuleva Ol’ga Petrovna //International Journal of Science and Research (IJSR). 2016, Vol. 5. Is. 8. Р.1985–1987.

Ключевые слова: флюорит, обогащение, флотация, адсорбция, олеиновая кислота

Журнал "Горная Промышленность" №3 (139) 2018, стр.84