WUT Mining Engineering

WYKŁAD 6

Technologia flotacji

Technologia flotacji

Klasyfikacja Eigelesa

Klasyfikacja Eigelesa

Maszyny flotacyjne

Maszyny flotacyjne

Typowe układy

Typowe układy

technologiczne

technologiczne

Przykłady technologii

Przykłady technologii

1

m 10m 100m 1000m 1cm 10cm

1

10

100

1 000

10 000

100 000

Wielkość ziarna,

m

Klasyfikacja hydrauliczna

Hydrocyklony

(węgiel)

Stoły koncentracyjne

Kolor, postać

Wielkość ziarn

Gęstość (ciecze ciężkie)

Stoły szlamowe

Płuczki strumieniowe, stożki Reicherta

Gęstość i wilkość ziarn

Separator Bartles-Mozley

Separatory wirówkowe

Flotacja

(węgiel)

Flokulacja selektywna

Mokra separacja magnetyczna LI

Mokra separacja magnetyczna HI (wysokie natężenie)

Sucha separacja magnetyczna LI

Separatory strumieniowo-zwojowe

Sortowanie (przebieranie)

Hydrocyklony

Separatory głębokie Separatory płytkie

(rudy)

Stoły powietrzne

(węgiel)

Wychwytywanie

Przewodnictwo elektrycz.

Osadazarki

węgiel

Mokre Przesiewanie Suche

własności powierzchniowe

podatność magnetyczna

Separacja elektryczna

węgiel

Rozpuszczalność

Sep. taśmowy Bartles

os. promieniowe

Ciało

Ciało

hydrofiln

hydrofiln

e

e

Ciało

Ciało

hydrofob

hydrofob

owe

owe

WOD

WOD

A

A

Odczynniki

zbierające

(kolektory)

Odczynniki

pianotwórcze

(spieniacze)

Odczynniki

regulujące

(modyfikatory)

ODCZYNNIKI FLOTACYJ NE

JONOGENNE

JONOGENNE

-

-

kationowe

kationowe

-

-

anionowe

anionowe

APOLARNE

APOLARNE

kwa

kwaś

ne

ne

obojętne

obojętne

zasadowe

zasadowe

aktywatory

aktywatory

depresory

depresory

regulatory

regulatory

pH

pH

dyspergant

dyspergant

y

y

flokulanty

flokulanty

KLASA

PRZYKŁADOWE

MINERAŁY

STOSOWANE

KOLEKTORY

Niemetale o znacznej
naturalnej
hydrofobowości

siarka rodzima, grafit,
węgle kamienne, talk

węglowodory

metale rodzime i
minerały siarczkowe

złoto i miedź rodzime,
chalkozyn, sfaleryt
chalkopiryt, galena

ksantogeniany,
aerofloaty

Utlenione minerały
metali nieżelaznych

cerusyt, smitsonit,
malachit, tenoryt,
kupryt, chryzokola

ksantogeniany (po
siarczkowaniu),
anionowe*, kationowe

Tlenki, wodorotlenki
i krzemiany

hematyt, ilmenit, rutyl,
magnetyt, chromit,
skalenie, kaolinit

anionowe* i kationowe

Sole trudno
rozpuszczalne

fluoryt, baryt, kalcyt,
apatyt, celestyn, gips

anionowe* i kationowe

Sole łatwo
rozpuszczalne

halit, sylwin, karnalit

kationowe

Klasyfikacja Ejgelesa własności

Klasyfikacja Ejgelesa własności

flotacyjnych minerałów

flotacyjnych minerałów

*wszystkie anionowe poza tiolowymi

*wszystkie anionowe poza tiolowymi

Laboratoryjny mikroflotownik Hallimonda

Laboratoryjny mikroflotownik Hallimonda

Laboratoryjna maszyna flotacyjna (mechaniczno-

Laboratoryjna maszyna flotacyjna (mechaniczno-

pneumatyczna) „Denver”

pneumatyczna) „Denver”

Maszyna flotacyjna mechaniczna

Wemco-Fagergreen

Przemysłowa maszyna flotacyjna mechaniczno-

Przemysłowa maszyna flotacyjna mechaniczno-

pneumatyczna

pneumatyczna

Przemysłowa maszyna flotacyjna mechaniczno-

Przemysłowa maszyna flotacyjna mechaniczno-

pneumatyczna typu Agitair

pneumatyczna typu Agitair

Maszyna flotacyjna mechaniczno-pneumatyczna

Maszyna flotacyjna mechaniczno-pneumatyczna

przepływowa (bezkomorowa)

przepływowa (bezkomorowa)

Maszyna flotacyjna mechaniczno-

Maszyna flotacyjna mechaniczno-

pneumatyczna wielokomorowa o

pneumatyczna wielokomorowa o

pojemności 30m

pojemności 30m

3

3

Maszyny flotacyjne firmy

Maszyny flotacyjne firmy

Outokumpu OK-100 o pojemności

Outokumpu OK-100 o pojemności

100m

100m

3

3

Prosty schemat operacji

Prosty schemat operacji

flotacyjnych w maszynie

flotacyjnych w maszynie

wielokomorowej

wielokomorowej

Odpady

Schemat operacji flotacji

Schemat operacji flotacji

głównej, czyszczącej i

głównej, czyszczącej i

kontrolnej

kontrolnej

Schemat operacji flotacji

Schemat operacji flotacji

głównej, czyszczących I i II

głównej, czyszczących I i II

oraz kontrolnej

oraz kontrolnej

Koncentrat

końcowy

O

Odpad

końcowy

Nadawa

Pp

K

K

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcząca I

Flotacja kontrolna

Pp

Flotacja główna

System operacji flotacji jak na poprzednim

System operacji flotacji jak na poprzednim

obrazie

obrazie

Jest to typowy i najprostszy system operacji

Jest to typowy i najprostszy system operacji

flotacji siarczkowych rud metali nieżelaznych

flotacji siarczkowych rud metali nieżelaznych

Koncentrat

końcowy

O

Odpad

końcowy

Nadawa

Pp

K

K

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcząca I

Flotacja kontrolna

Pp

Flotacja główna

Pierwszy produkt pośredni (Pp1) w obiegu

Pierwszy produkt pośredni (Pp1) w obiegu

poddawany jest często klasyfikacji i domielaniu

poddawany jest często klasyfikacji i domielaniu

Koncentrat

końcowy

O

Odpad

końcowy

Nadawa

Pp1

K

K

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcząca I

Flotacja kontrolna

Pp2

Flotacja główna

M

Koncentrat

końcowy

O

Odpad

końcowy

Pp1

K

K

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcząca I

Flotacja kontrolna

Pp2

Flotacja główna

M

500

M

M

Klasyfikator zwojowy

Nadawa

Technologia flotacji

Technologia flotacji

rud miedzi z LGOM

rud miedzi z LGOM

(Lubińsko-

(Lubińsko-

Głogowskiego

Głogowskiego

Okręgu

Okręgu

Miedziowego)

Miedziowego)

Odmiana litologiczna rudy

Minerały (główne

składniki)

piaskowcowa

łupkowa

węglanowa

kwarc

72,0

5,0

3,0

minerały ilaste

15,0

39,0

16,5

dolomit + kalcyt

8,0

42,0

72,0

gips + anhydryt

2,0

0,0

5,0

substancja

organiczna

ślady

6,0

0,5

minerały

siarczkowe

3,0

8,0

3,0

Przeciętne składy mineralogiczne odmian rud

Przeciętne składy mineralogiczne odmian rud

miedzi [% wagowe]

miedzi [% wagowe]

Rejon (kopalnia)

Ruda miedzi

Rudna

Polkowice-

Sieroszowice

Lubin

Ruda węglanowa,%

51,2

84,2

37,9

Ruda łupkowa,%

5,5

5,9

8,1

Ruda
piaskowcowa,%

43,3

9,9

54

Zawartość Cu,%

2,05

1.81

1.36

Zawartość Ag, g/Mg

55

40

81

Zawartość C

org

. %

0.64

1,14

0.76

Udział odmian litologicznych rudy w nadawach

Udział odmian litologicznych rudy w nadawach

oraz przeciętna zawartość miedzi i węgla

oraz przeciętna zawartość miedzi i węgla

organicznego w nadawie do zakładów

organicznego w nadawie do zakładów

wzbogacania w poszczególnych rejonach

wzbogacania w poszczególnych rejonach

zagłębia lubińsko-głogowskiego

zagłębia lubińsko-głogowskiego

Krzywe wzbogacalności odmian litologicznych ru miedzi

z rejonu Lubina

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

Wychód kumulowany, %

u

zy

s

k

m

ie

d

zi

k

u

m

u

lo

w

a

n

y,





%

brak wzbogacania
ruda łupkowa, 4,10% Cu
ruda węglanowa, 1,60% Cu
ruda piaskowcowa, 1,35% Cu

Krzywe wzbogacalności odmian

litologicznych rudy miedzi z rejonu Lubina

M

Klasyfikator zwoj.

flot. wstepna

flotacja piasków

flotacja główna

flotacja cz.II

flotacja cz.III

flot.ob.dom.

odpady

końcowe

koncentrat

końcowy

M

M

M

M

NADAWA

flotacja cz.I

Schemat technologiczny
zakładu wzbogacania rud
miedzi „Lubin”

HC  350

Odpad

końcowy

Koncentrat

końcowy

K

K

P

NADAWA

Klasyfikator zwojowy

Flotacja czyszcząca II

Flotacja czyszcz. I

O

Flot. "szybka"

Flotacja uzupełniająca

Flotacja główna

K

K

K

O

O

W

W

P

O

O

O

K

P

W

M

HC 500

M

M

Flotacja wstępna

Układ

technologicz

ny

I ciągu ZWR

„Polkowice”,

Technologia

wzbogacania węgli

kamiennych

Węgiel kamienny:

Węgiel kamienny:

substancja organiczna pochodzenia

substancja organiczna pochodzenia

roślinnego, zbudowana z wielu związków i

roślinnego, zbudowana z wielu związków i

ugrupowań organicz-nych

ugrupowań organicz-nych

węglowodorowych głównie aromatycznych

węglowodorowych głównie aromatycznych

z pewną ilością tlenu oraz azotu i siarki.

z pewną ilością tlenu oraz azotu i siarki.

S

S

S

u

u

u

b

b

b

s

s

s

t

t

t

a

a

a

n

n

n

c

c

c

j

j

j

a

a

a

o

o

o

r

r

r

g

g

g

a

a

a

n

n

n

i

i

i

c

c

c

z

z

z

n

n

n

a

a

a

C

C

C

O

O

O

H

H

H

R

R

R

o

o

o

s

s

s

l

l

l

i

i

i

n

n

n

y

y

y

n

n

n

a

a

a

c

c

c

z

z

z

y

y

y

n

n

n

i

i

i

o

o

o

w

w

w

e

e

e

4

4

4

9

9

9

4

4

4

5

5

5

6

6

6

D

D

D

r

r

r

z

z

z

e

e

e

w

w

w

a

a

a

4

4

4

8

8

8

-

-

-

5

5

5

1

1

1

4

4

4

2

2

2

-

-

-

4

4

4

5

5

5

6

6

6

-

-

-

7

7

7

T

T

T

o

o

o

r

r

r

f

f

f

y

y

y

5

5

5

0

0

0

-

-

-

6

6

6

5

5

5

2

2

2

8

8

8

-

-

-

4

4

4

5

5

5

6

6

6

-

-

-

7

7

7

L

L

L

i

i

i

g

g

g

n

n

n

i

i

i

t

t

t

y

y

y

(

(

(

w

w

w

ę

ę

ę

g

g

g

l

l

l

e

e

e

b

b

b

r

r

r

u

u

u

n

n

n

a

a

a

t

t

t

n

n

n

e

e

e

)

)

)

6

6

6

5

5

5

-

-

-

7

7

7

8

8

8

1

1

1

6

6

6

-

-

-

2

2

2

8

8

8

5

5

5

-

-

-

6

6

6

W

W

W

ę

ę

ę

g

g

g

l

l

l

e

e

e

b

b

b

i

i

i

t

t

t

u

u

u

m

m

m

i

i

i

c

c

c

z

z

z

n

n

n

e

e

e

(

(

(

e

e

e

n

n

n

e

e

e

r

r

r

g

g

g

e

e

e

t

t

t

y

y

y

c

c

c

z

z

z

n

n

n

e

e

e

)

)

)

7

7

7

8

8

8

-

-

-

8

8

8

7

7

7

5

5

5

-

-

-

1

1

1

6

6

6

5

5

5

-

-

-

6

6

6

W

W

W

ę

ę

ę

g

g

g

l

l

l

e

e

e

a

a

a

n

n

n

t

t

t

r

r

r

a

a

a

c

c

c

y

y

y

t

t

t

o

o

o

w

w

w

e

e

e

(

(

(

k

k

k

o

o

o

k

k

k

s

s

s

u

u

u

j

j

j

ą

ą

ą

c

c

c

e

e

e

)

)

)

8

8

8

7

7

7

-

-

-

9

9

9

1

1

1

2

2

2

-

-

-

5

5

5

4

4

4

-

-

-

6

6

6

R

R

R

o

o

o

p

p

p

a

a

a

n

n

n

a

a

a

f

f

f

t

t

t

o

o

o

w

w

w

a

a

a

7

7

7

8

8

8

-

-

-

8

8

8

9

9

9

0

0

0

-

-

-

1

1

1

9

9

9

-

-

-

1

1

1

5

5

5

G

G

G

r

r

r

a

a

a

f

f

f

i

i

i

t

t

t

o

o

o

i

i

i

d

d

d

y

y

y

9

9

9

9

9

9

-

-

-

1

1

1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

węgiel kamienny =100%

substancja palna = ~75%

substancja

mineralna,

~

 =25%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

węgiel kamienny =100%

składniki lotne = 80%

popiół

20%

Wzbogacalno

Wzbogacalno

ść

ść

w

w

ę

ę

gla kamiennego

gla kamiennego

Jakość oraz wzbogacalność węgla kamiennego

Jakość oraz wzbogacalność węgla kamiennego

ocenia się za pomocą oznaczenia w nim

ocenia się za pomocą oznaczenia w nim

zawartości

zawartości

składnika nieużytecznego

składnika nieużytecznego

: niepalnej

: niepalnej

substancji mineralnej pozostającej po jego

substancji mineralnej pozostającej po jego

spaleniu -

spaleniu -

popiołu

popiołu

(zawartości przykładowe)

Zanieczyszczeniem węgli jest substancja

Zanieczyszczeniem węgli jest substancja

nieorganiczna (mineralna), która po spaleniu

nieorganiczna (mineralna), która po spaleniu

węgli tworzy popiół. Popiół tworzy

węgli tworzy popiół. Popiół tworzy

substancja:

substancja:

typu syngenetycznego

typu syngenetycznego

- substancja

- substancja

nieorganiczna wewnętrzna związana

nieorganiczna wewnętrzna związana

genetyczne z substancją roślinną i

genetyczne z substancją roślinną i

wchodząca w strukturę materii organicznej -

wchodząca w strukturę materii organicznej -

niemożliwa do wydzielenia metodami

niemożliwa do wydzielenia metodami

fizycznymi

fizycznymi

epigenetyczna:

epigenetyczna:

substancja mineralna

substancja mineralna

zewnętrzna (pierwotna i wtórna), nie

zewnętrzna (pierwotna i wtórna), nie

związana strukturalnie z substancją

związana strukturalnie z substancją

organiczną, istniejąca niezależnie od materii

organiczną, istniejąca niezależnie od materii

organicznej (np.: minerały glebowe: ilaste,

organicznej (np.: minerały glebowe: ilaste,

węglanowe itp, materiał skalny typu

węglanowe itp, materiał skalny typu

okruchowego) -

okruchowego) -

możliwa do wydzielenia

możliwa do wydzielenia

metodami fizycznymi

metodami fizycznymi

Podział technologiczny (jakościowy)

Podział technologiczny (jakościowy)

węgli kamiennych:

węgli kamiennych:

1.

1.

Węgle energetyczne

Węgle energetyczne

– w zależności od

– w zależności od

jakości surowca i kultury technicznej

jakości surowca i kultury technicznej

energetyki: spalane bez

energetyki: spalane bez

wzbogacania, ze wzbogacaniem

wzbogacania, ze wzbogacaniem

(grawitacyjnym, rzadziej

(grawitacyjnym, rzadziej

flotacyjnym).

flotacyjnym).

2.

2.

Węgle koksujące

Węgle koksujące

– ze względu na

– ze względu na

wymagania procesu koksowniczego i

wymagania procesu koksowniczego i

wymagań stawianym koksom -

wymagań stawianym koksom -

wzbogacanie w pełnym zakresie

wzbogacanie w pełnym zakresie

uziarnienia

uziarnienia

Wielko

Wielko

ść

ść

ziarn wzbogacanych w

ziarn wzbogacanych w

ę

ę

gli

gli

kamiennych:

kamiennych:

WZBOGACANIE GRAWITACYJNE:

WZBOGACANIE GRAWITACYJNE:

w cieczach ci

w cieczach ci

ężkich:

ężkich:

w separatorach c.c. głębokich

w separatorach c.c. głębokich

i płytkich

i płytkich

– >5÷10mm do

– >5÷10mm do

200mm

200mm

w hydrocyklonach z ciecz

w hydrocyklonach z ciecz

ą ciężką

ą ciężką

- <5mm

- <5mm

w osadzarkach:

w osadzarkach:

0

0

– 200mm

– 200mm

w p

w p

łytkim strumieniu wody:

łytkim strumieniu wody:

- <5mm

- <5mm

FLOTACJA:

FLOTACJA:

–

–

<0,5mm

<0,5mm

OSADZARKA

Prze-
siewacz

HC

FLOTACJ A

separator
strum.-zwoj.

odpady flotacyjne

odpady

grawitacyjne

drobnoziarniste

koncentrat drobnoziarnisty

(flotacyjny i grawitacyjny)

odpady grawtacyjne

gruboziarniste

koncentrat grawitacyjny

gruboziarnisty

węgiel surowy 0-200mm

 3,0

+3,0mm

odpady flotacyjne

odpady grawitacyjne

drobnoziarniste

koncentrat flotacyjny

i grawitacyjny

odpady grawtacyjne

gruboziarniste

koncentrat grawitacyjny

gruboziarnisty

węgiel surowy

 5,0

+5,0

S.C.C