Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов - Полькин С.И.
Скачать (прямая ссылка):
5000 310/56 250/32 390/24
Примечание. В числителе приведена масса до обработки, в знаменателе — после обработки серной кислотой.
пирохлора закреплялось (г/т): кислоты 380, циркона 530 и ильменорутила 420. С увеличением расхода серной кислоты закрепление ее увеличивается (табл. 11.2).
Серная кислота, частично растворяя поверхность минералов, вступает в химическое взаимодействие с некоторыми катионами кристаллической решетки, образуя поверхностные соединения типа TiO-SO4 или Ti(S04)2 на поверхности ильменорутила; ZrO-SO4 или Zr(S04)2 на поверхности циркона. В водной среде возможна частичная диссоциация поверхностных сульфатных соединений с образованием ZrO2+, TiO2+, Zr4+, Ti4+, FeO+ и т. д., которая создает на поверхности минералов положительный заряд, что обеспечивает лучшие условия для закрепления анионного собирателя.
При флотации анионные жирнокислотные собиратели взаимодействуют прежде всего с катионами железа и марганца, так как ионы железа и марганца имеют большие радиусы (соответственно 8-Ю-11 и 9-Ю-11 м), чем ионы Та5+ и Nb5+ (соответственно 66•1O-12 и 67-10-12 м); Fe2+ и Mn2+ менее прочно связаны с кристаллической решеткой минерала, минерал разрушается по более слабым связям, поэтому и катионы Fe2+ и Mn2+ быстрее обнажаются и вступают в хемосорбцию с анионным собирателем, обеспечивая гидрофобизацию и флотацию минерала.
Чем менее прочно связаны атомы железа и марганца с решеткой минерала, тем более свободна к химическим реакциям поверхность минерала, разрушающаяся по этим более слабым связям, и наиболее активно взаимодействуют с реагентами и жидкой фазой пульпы.
С помощью радиометрического анализа установлено, что на поверхности пирохлора, циркона и ильменорутила, предварительно обработанных серной
269
кислотой (меченой 35S), при взаимодействии с олеатом натрия происходит обменная адсорбция: олеат-ионы вытесняют сульфат-ионы с поверхности минералов (см. табл. 11.2) и наоборот — сульфат-ионы вытесняют анионы собирателя, т. е. серная кислота на 75—80 % десорбирует с поверхности минералов ранее закрепившиеся олеатные ионы (меченые 14C) (табл. 11.3). Это зависит от степени концентрации каждого реагента.
Методом инфракрасной спектроскопии было исследовано изменение состояния поверхности колумбита после его кислотной обработки и выяснены формы закрепления на нем олеата. У всех спектров колумбита, обработанного соляной, серной и плавиковой кислотами, наблюдаются две сильные полосы поглощения в областях 3 и 10 мкм, характеризующие наличие на поверхности минералов гидроксидов железа и марганца. На спектре колумбита, обработанного соляной кислотой, кроме полос поглощения гидроксидов (3850 и 923 см-1), имеется полоса поглощения, обусловленная адсорбцией соляной кислоты (2890 см-1) (рис. 11.9), а на спектре колумбита, обработанного серной кислотой, имеются полосы поглощения, указывающие на образование соединений сульфатов железа и марганца. На колумбите, обработанном плавиковой кислотой, в спектре наблюдается смещение полосы поглощения в области 10 мкм в сторону меньших длин волн, что позволяет предполагать образование гидролизующихся фторидов тантала и ниобия. После обработки плавиковой кислотой на поверхности колумбита обнаружено закрепление олеиновой кислоты преимущественно в ионной форме.
При обработке минералов 1%-ной плавиковой кислотой извлечение их значительно повышается. Плавиковая кислота более эффективна, чем соляная и серная, при обработке колумбит-танталита перед его флотацией изо-октилфосфатом натрия. Эти кислоты подавляют флотацию кварца и полевого шпата.
Флотация катионным собирателем АНП после обработки минералов 2%-ным раствором соляной кислоты повышает извлечение колумбит-танталита и граната и снижает расход собирателя в 3 раза. В то же время обработка соляной кислоты почти не улучшает флотацию турмалина и кварца, что позволяет отделить эти минералы от колумбит-танталита.
Предварительная обработка минералов 10 %-ным раствором серной кислоты наиболее эффективна при флотации АНП. Она способствует снижению расхода собирателя и улучшает отделение танталит-колумбита от граната.
Соли поливалентных металлов оказывают существенное влияние на флотацию танталит-колумбита и других минералов.
С помощью радиоактивных изотопов найдено, что трехвалентное железо, введенное в пульпу в виде FeCl3, закрепляется на поверхности минералов до 100 г/т и больше. Закрепившаяся часть железа увеличивает адсорбцию на минералах олеата натрия и извлечение их в пенный продукт. Незакре-пившаяся часть FeCl3 взаимодействует в объеме пульпы с собирателем с образованием различных труднорастворимых олеатов железа, не обладающих собирательными свойствами, поэтому при отсутствии избытка олеата натрия в пульпе флотация минералов прекращается. Небольшие добавки FeCl3 могут частично активировать некоторые минералы, а повышенная концентрация подавляет флотацию (рис. 11.10). При флотации этих минералов алкилсульфатом натрия хлорное железо резко подавляет турмалит при pH 6 и более замедленно колумбит-танталит и гранат при pH 2.
