1. Wstęp
Flotacja jest jedną z metod rozdziału mającą zastosowanie do bardzo drobnych ziarn mineralnych. Dokonywana jest w zawiesinie minerałów w wodzie i polega na selektywnym przyczepianiu się ziarn mineralnych zawieszonych w wodzie do rozproszonych w tej wodzie pęcherzyków powietrza. Powstający agregat pęcherzyk powietrza-ziarno jest Iżejszy od wody i wypływa na powierzchnię zawiesiny. Flotacja stosowana jest powszechnie do wzbogacania wszelkich surowców mineralnych, w których dla uwolnienia minerału użytecznego wymagane jest rozdrobienie nadawy do ziarn o wielkości mniejszej od około 0.3 - 0.1 mm. W Polsce tą metodą przerabia się całość wydobywanych rud miedzi, t.j. rocznie blisko 30 mln. Mg.
Flotacja wykonywana jest w urządzeniach zwanych flotownikami lub maszynami flotacyjnymi.
2.Cel ćwiczenia
Celem naszego ćwiczenia było zapoznanie z procesem flotacji rudy miedzi metodą flotacji czyszczących.
3. Część doświadczalna
Flotację rudy miedzi wykonuje się metodą flotacji czyszczących z wykorzystaniem zbieraczy z grupy związków tiolowych. Powoduje to osiąganie wysokich stopni koncentracji, a także wydzielanie minerałów obecnych w surowcach w stanie rozproszonym.
3.1.Materiały i urządzenia
Urządzenia :
laboratoryjna maszynka flotacyjna typu - MECHANOBR,
waga techniczna,
naczynia szklane,
suszarka.
Nadawa:
Ruda miedzi z rejonu Z.G. „ Lubin ”, zmielona do uziarnienia 0,3mm.
Odczynniki:
etyloksantogenian potasu - zbieracz - w ilości 10 cm3;
α-terpineol - odczynnik pianotwórczy - w ilości 45 cm3.
3.2.Metodyka
300g zmielonej rudy miedzi wsypano do komory maszynki flotacyjnej o pojemności 0,7 dm3 i uzupełniono wodą do wyznaczonego poziomu. Komorę umieszczono w maszynce, włączono napęd wirnika i mieszano zawiesinę przez 1 min w celu pełnego zwilżenia rudy. Po dobrym zwilżeniu dodano 10 cm3 etyloksantogenianu potasu i mieszano z zawiesiną rudną przez 5 minut. Następnie dodano do zawiesiny 45 cm3 terpineolu i mieszano z zawiesiną przez 1 minutę. W trakcie mieszania z odczynnikami, na ramieniu ruchomej podstawki maszynki umieszczono naczynie na produkt pianowy ( komorę flotacyjną o mniejszej pojemności). Kolejną czynnością było częściowe otworzenie zaworu doprowadzającego zasysane powietrze. Zaobserwowano powstawanie na powierzchni zawiesiny pianę i rozpoczęto jej zgarnianie do podstawionego naczynia przy pomocy ręcznego zgarniaka. Z chwilą pierwszego zgarnięcia piany rozpoczęto pomiar czasu flotacji. Pianę zgarniano z powierzchni zawiesiny przez 10 minut uzupełniając ubytek zawiesiny w komorze przez dolewanie wody z tryskawki. Po 10 min. zgarniania piany, zamknięto dopływ powietrza i wyłączono napęd. Obniżono komorę zatrzymując ją pod wirnikiem, a następnie tryskawką spłukano ( do komory ) wirnik i jego obudowę. Pozostałość w komorze, stanowiącą odpad flotacji głównej, zdekantowano. Komorę 0,5 dm3, w której zbieraliśmy produkt pianowy, umieszczono w maszynce i powtórzono operację flotacji ( jako flotację czyszczącą I ). Do flotacji czyszczących nie dodawano nowych porcji odczynników flotacyjnych. Flotację czyszczącą I prowadzono przez 7,5 min. Po zebraniu produktu pianowego powtórzono flotację kolejno w komorach 0,3 i 0,2 dm3 wykonując operacje flotacji czyszczących II i III . Produkty pozostające w komorach ( w 0,7 dm3 - odpad, w 0,5 dm3 - półprodukt I, w 0,3 dm3 - półprodukt II, w 0,2 dm3 - półprodukt III, w zlewce - koncentrat ) po dekantacji przeniesiono do szklanych naczyń i umieszczono w suszarkach do wysuszenia a następnie zważenia.
3.3. Wyniki
Tabela l . Wyniki doświadczenia flotacji rudy miedzi
Nazwa produktu |
Masa |
Wychód |
Wychód sumaryczny |
Zawartość Cu
|
Uzysk Cu |
||
|
[g] |
γ[%] |
Σγ[%] |
λ[%] |
Σλ[%] |
ε[%] |
Σε[%] |
Koncentrat |
9,3 |
4,73 |
4,73 |
24,10 |
24,10 |
72,63 |
72,63 |
Półprodukt3 |
3,6 |
1,83 |
6,56 |
5,91 |
22,26 |
6,9 |
79,53 |
Półprodukt 2 |
15,4 |
7,82 |
14,38 |
1,36 |
10,44 |
6,92 |
86,45 |
Półprodukt 1 |
16,1 |
8,15 |
22,53 |
1,09 |
5,65 |
5,66 |
92,11 |
Odpady |
152,2 |
77,46 |
100,00 |
0,16 |
1,83 |
7,89 |
100,0 |
Nadawa z bilansu |
196,9 |
100,0 |
|
|
|
100,0 |
|
γ -wychód produktu ,
ε -uzysk miedzi w produkcie ,
λ - zawartość miedzi w produkcie,
Σλ, Σε - zawartości i uzyski miedzi kumulowane.
Na podstawie wyliczonej tabeli nr 1 narysowano krzywą wzbogacania Mayera oraz krzywą zmiany β od Σε. Przyjmuje się, że wysad hutniczy nie powinien zawierać mniej niż 20% Cu i dla takiej wartości odczytano uzysk miedzi w koncentracie równy 78,47%.
3.4. Obliczenia
Wychód koncentratu - γk
α - 1,57%
Wychód odpadu - γo
γo = 100 - γk = 100 - 6,16 = 93,84 %
Strata miedzi w odpadach - η
η = 100 - εk = 100 - 78,47 =21,53 %
Zawartość miedzi w odpadzie -
Stopień wzbogacenia - β/α
Wnioski
Obliczone w pkt.3.4. wskaźniki rozdziału zostały zebrane i przedstawione w tabeli nr 2.
Tabela II. Wartości wskaźników rozdziału
Nazwa |
Wartość [%] |
Wychód koncentratu |
6,16 |
Wychód odpadu |
93,84 |
Zawartość miedzi w koncentracie |
20 |
Uzysk miedzi w koncentracie |
78,47 |
Stopień wzbogacenia |
12,74 |
Zawartość miedzi w odpadach |
0,36 |
Strata miedzi w odpadach |
21,53 |
4