4.2.2. Селективная флокуляция водорастворимыми полимерами

Процессы селективной флокуляции полимерами (СФП) могут осуществляться как водорастворимыми, так и нерастворимыми полимерными флокулянтами. В обоих случаях имеет место мостиковый механизм структурообразования. Среди водорастворимых различают анионные, катионные и неионогенные полимерные флокулянты [14].

Основу анионных полимеров составляют полиакриловая кислота, ее соли или акриламиды.

Катионные полимерные флокулянты содержат положительно заряженные группы амина или четвертичного амина. Флокулирующее действие катионных флокулянтов определяется комбинацией явлений электронейтрализации и механизма мостикообразования. Превалирование механизма электронейтрализации характерно для низкомолекулярных соединений, длина макромолекулы которых меньше удвоенного радиуса действия ионноэлектростатических сил отталкивания частиц.

Неионогенные полимеры состоят главным образом из полиспиртов, негидролизованных полиэфиров и полиамидов. Из них в процессах СФП наиболее широко используется негидролизованный полиакриламид (ПАА) и полиоксиэтилен (ПОЕ). Длина макромолекулы неионогенного флокулянта должна быть вдвое большей радиуса действия ионноэлектростатических сил, что обеспечивает механизм мостиковых связей между частицами.

При селективной флокуляции в суспензию, как правило, одновременно с флокулянтом (или до его введения) добавляют также диспергаторы - вещества, стабилизирующие частицы неагрегируемого компонента и способствующие их сохранению в диспергированном состоянии. В качестве диспергаторов обычно применяют реагенты, адсорбция которых приводит к возрастанию отрицательного электрокинетического потенциала поверхности твердых частиц. В некоторых работах сообщается о применении полимерных стабилизаторов: лигносульфонатов, полиакрилатов, полиметакрилатов, гумата натрия, солей КМЦ, поливинилпирролидонов и других.

Процесс селективной флокуляции весьма перспективен для обогащения

шламов окисленных железных руд. В промышленных масштабах селективная флокуляция с последующей катионной флотацией используется на фабрике Тилден (США), что позволяет сбросить перед операцией флотации до 20-30% кварцевой породы, повысить на 7-10% массовую долю железа в ее питании, снизить расход реагентов. Перспективным также является использование селективной флокуляции перед магнитной сепарацией. Интенсификация процесса магнитной сепарации путем обработки пульпы реагентами объясняется эффектом укрупнения сфлокулированных частиц, притягиваемых магнитным полем сепаратора, что позволяет повысить магнитную восприимчивость материала вследствие увеличения абсолютных размеров извлекаемых агрегатов. Из анализа работ в области селективной флокуляции установлено, что использование данного процесса позволяет повысить извлечение железа в концентрат на 10% при магнитном методе обогащения, на 1,5-2,0% - при флотационной и на 3% - при комбинированной магнитно-флотационной технологии.

Процесс СФП шламов железных руд включает несколько последовательных стадий:

- диспергирование измельченной руды с помощью реагентов;

- стабилизацию диспергированных минералов;

- селективную флокуляцию железистых шламов и дешламацию для удаления в основном глинистых и кремнистых шламов.

Диспергирование достигается сообщением частицам минеральных примесей высокого электрокинетического потенциала или их гидратацией путем регулирования рН среды, а также добавками реагентов-стабилизаторов (диспергаторов). В качестве стабилизаторов обычно применяют полисиликаты натрия (жидкое стекло), полифосфаты натрия, эфиры сульфоянтарной кислоты, едкий натр, сочетание известково-содовой смеси и жидкого стекла, лигносульфанаты и др. Необходимым условием диспергирования шламов является введение щелочи в процесс селективной флокуляции для достижения сильнощелочной среды (рН=10-11,5), что при дальнейшем обесшламливании позволит удалить наиболее диспергированные породные минералы.

Очень часто все необходимые реагенты (диспергатор, регулятор среды) вводятся непосредственно в мельницу, чтобы обеспечить хорошее их перемешивание. Измельченный и классифицированный материал после кондиционирования с реагентом-флокулянтом для селективной флокуляции окислов железа направляется на дешламацию, где происходит селективное разделение глинистых и кремнистых частиц от образовавшихся флокул окислов железа. Полученные флокулы направляются на последующую переработку флотацией или магнитной сепарацией.

Применение селективной флокуляции в переработке окисленных железистых кварцитов является перспективным направлением.

Селективная флокуляция используется также при обогащении железных руд Индии со средним содержанием железа 52 % в виде гематита как основного компонента с целью удаления большого количества содержащихся в них весьма мелкозернистых алюминийсодержащих примесей - каолинита, иллита, монтмориллонита. Глинистые минералы легко диспергируются солями многозарядных анионов, а гематит хорошо флокулируется с помощью анионных полиэлектролитов Магнофлока 139 или 155, а также крахмала.

В литературе описаны методы обогащения с помощью селективной флокуляции и других минералов - сильвинита, магнетита, доломита, барита, фосфатных руд. В большинстве случаев флокулянтами являются полиакриламиды, производные крахмала и целлюлозы.

В Украине для селективной агрегации угольных шламов использовалась натриевая соль сульфонированного полистирола (НССПС) вместе с гидроксилом Na и кальцинированной содой, а также гипан, метас, триполифосфат Na (разработки Днепропетровского горного института). В целом технология селективной агрегации тонкого угля водорастворимыми полимерами получила развитие, но ее широкое промышленное внедрение сдерживается дефицитностью реагентов и недостаточной в ряде случаев селективностью разделения.

4.2.3.

<< | >>
Источник: Самойлик В. Г.. Специальные и комбинированные методы обогащения полезных ископаемых: учебное пособие. 2015

Еще по теме 4.2.2. Селективная флокуляция водорастворимыми полимерами:

  1. Водорастворимые витамины
  2. 4.1 Селективность восприятия и структурные модели
  3. 4.1.3 Зрительное селективное внимание
  4. ПОЛИМЕРЫ КЛЕТОЧНОЙ СТЕНКИ
  5. XIII. 1. Методы переработки полимеров
  6. Х.З. Применение полимеров дпя упаковки
  7. Химический состав пищевых волокон
  8. Химический состав прокариотной клетки
  9. СЕКВЕСТРАНТЫ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ
  10. Анаболические стероиды
  11. СПИСОК СОКРАЩЕНИИ
  12. Основные функции внимания
  13. Капсулы, слизистые слои и чехлы
  14. 11.6. Профилактика госпитальной пневмонии