Практикум по химической технологии - Тихвинская М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Результаты выполнения эксперимента должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к каждой работе с точки зрения количества и качества полученных веществ или данных. Только в этом случае работа может быть зачтена как выполненная и подписана преподавателем.
Глава 1 СЫРЬЕ И ВОДА
§ 1. СЫРЬЕ
Технологический процесс переработки (способ производства) минерального сырья в значительной степени зависит от качества сырья, особенно от концентрации полезного компонента в нем. Для повышения содержания полезных компонентов в природном сырье применяют различные способы обогащения (концентрирования). Твердое минеральное сырье обогащают механическими способами: рассеиванием (грохочением), гравитационным разделением, электромагнитной и электростатической сепарацией и флотацией. Наиболее широкое распространение получил в настоящее время метод флотации (вспльюания), который основан на различии физико-механических свойств поверхности материалов, их способности смачиваться водой. Все твердые минералы, тела по отношению к избирательному смачиванию водой разделяются на гидрофильные (смачиваемые) и гидрофобные (плохо смачиваемые водой). Чем меньше частицы, тем сильнее сказывается смачивание, поэтому флотации всегда предшествует тонкое измельчение минералов (до размеров частиц 0,2 мм). Для ускорения флотации через разбавленную смесь руды с водой (пульпу) при непрерывном механическом перемешивании пропускают воздух в виде мелких пузырьков. Гидрофобные частицы прилипают к пузырькам воздуха и увлекаются ими на поверхность, образуя обильную пену, которую снимают в специальные приемники. Содержащиеся в пенном продукте частицы минералов представляют собой флотационный концентрат. Гидрофильные частицы оседают на дно в виде осадка, который называют флотационными хвостами. Для увеличения эффективности флотации применяют различные реагенты: 1) пенообразователи илн вспенивате-ли — для создания устойчивой пены (сосновое масло, каменноугольная илн древесная смола, крезол, циклогексанол и др.); 2) собиратели илн коллекторы — для понижения смачиваемости водой одних минералов за счет образования на их поверхности гидрофобной пленки, благодаря чему повышается их способность прилипать к пузырькам воздуха (олеиновая кислота, нафтеновые кислоты, тио-эфнры, ксантогенаты, дитиофосфаты, керосин и др.); 3) регуляторы — для того чтобы отфлотировать один минерал и задержать флотацию другого, используют депрессоры (крахмал, сульфид натрия, цинковый купорос и др.), а чтобы ускорить процесс — активаторы (серная кислота, медный купорос, сода и др.). Принадлежность
реагента к той или другой группе часто является условной и зависит от его природы, сырья, количества и условий применения. Один и тот же реагент может быть, например, активатором или депрессором, собиратель может проявлять вспенивающие свойства, а пенообразователь — собирательные и т. д.
РАБОТА 1
ФЛОТАЦИОННОЕ ОБОГАЩЕНИЕ КАМЕННОГО УГЛЯ
Каменные угли содержат примеси оксида кремния, сульфида железа и глины, которые резко снижают качество угля, применяемого для коксования, и увеличивают содержание сероводорода в отходящем коксовом газе. Поэтому каменные угли различных марок подвергают обогащению для удаления примесей.
Цель работы. Определить выход концентрата и степень концентрации каменного угля.
Реактивы: каменный уголь, керосин, пенообразователь (циклогексанол, крезол н др.).
Оборудование: лабораторная флотационная машина (рис. 1),- металлический скребок, фарфоровая ступка, фарфоровая чашка или стакан, секундомер, песчаная Саня, стакан на 100 мл (2 шт.), сито с отверстиями 0,2—0,05 мм.
Порядок выполнения работы. Флотационное обогащение каменного угля проводят на флотационной лабораторной машине, состоящей из фло-токамеры /, электромотора 2 с мешалкой 3, укрепленной на станине 4 (рис. 1). Флотокамера имеет два сообщающихся между собой отделения — смесительное А и разделительное Б. Стакан 5 для флотационного концентрата помещают около отделения Б. Навеску каменного угля 1,0—1,5 г измельчают в фарфоровой ступке до размера частиц 0,2 мм и просеивают (сито № 0,25), более крупные частицы подвергают повторному измельчению, так как частицы угля более 2,5 мм попадают в отходы. Для флотации берут навеску 1,0—1,2 г измельченного, просеянного ка-Рис. I. Лабораторная флотационная менного угля и помещают в от-машина с механическим перемеши- деление А флотационной каме-
/ - флотокамера*"мотор: S - мешал- РЫ- НЗЛИВЭЮТ 8-10 МЛ ВОДЫ, ка; 4 — станина; S — стакаи для кои- ВКЛЮЧаЮТ МеШЗЛКу И ПЄРЄМЄШИ-центрата. г
баютб—7 мин. Затем добавляют в качестве собирателя Керосин из расчета 0,5 кг на 1000 кг угля, включают секундомер, пульпу перемешивают в течение 4 мин и потом добавляют пенообразователь из расчета 15—20 г на 1 л пульпы. Массовое соотношение твердое; жидкость в пульпе колеблется в пределах 1! 5 -г- 1 і 3.
Из отделения Б образующуюся пену снимают металлическим скребком во взвешенный стакан 5 так, чтобы по возможности не захватывать пульпу (жидкость). Снятую пену высушивают на песчаной бане и взвешивают полученный концентрат. Оставшуюся в камере пульпу (хвосты) по окончании флотации выливают в стеклянный сїакан. Флотационную камеру обмывают водой из про-мывалки и содержимое переносят также в стакан. Флотационные хвосты фильтруют через взвешенный бумажный фильтр, высушивают и взвешивают.
