Opublikowano: 5.III.1970 59311 KI. 1 e, 12 AJeo MKp B 03 d 0(06' UKD Wspóltwórcy wynalazku: doc. mgr inz. Henryk Czarkowski, inz. Czeslaw Gruszczynski Wlasciciel patentu: Kombinat Górniczo-Hutniczy „Orzel Bialy" Przed¬ siebiorstwo Panstwowe, Brzeziny Slaskie (Polska) Sposób wzbogacania kopalin metoda flotacji Przedmiotem wynalazku jest sposób wzboga¬ cania kopalin zlozony z procesów rozdrabiania i mielenia kopaliny oraz flotacji w którym od¬ czynniki pianotwórcze wprowadza sie do metów flotacyjnych w postaci emulsji. 5 Dotychczas stosowane odczynniki pianotwórcze w procesie flotacji do wytwarzania piany sa przewaznie zwiazkami organicznymi czesto o charakterze oleistym, cechujace sie mala roz¬ puszczalnoscia w wodzie i trudno* z nia miesza¬ jace sie.Odczynniki te sa podawane do nadawy flota¬ cyjnej bezposrednio w stanie naturalnym, ponie¬ waz mala rozpuszczalnosc uniemozliwia poda¬ wanie ich w postaci roztworu wodnego. Stosun¬ kowo mala ilosc zuzywanych odczynników pia¬ notwórczych od 20 do 200 gramów na tone ko¬ paliny, co stanowi od 8 do 80 gramów na m3 metów flotacyjnych, powoduje koniecznosc uzy¬ wania bardzo dokladnych dozowników do poda¬ wania odczynników pianotwórczych i to zwykle w kilku kolejnych fazach procesu flotacji.Powietrze potrzebne do wytworzenia piany wprowadza sie do metów flotacyjnych przeply- 25 wajacyeh przez maszyne flotacyjna w postaci zdyspergowanej za pomoca odpowiednich srod¬ ków, jak na przyklad wirników z lopatkami, na drobne pecherzyki, które zostaja utrwalone dzia¬ laniem odczynników pianotwórczych. 30 10 15 20 Wyplywajace ku górze pecherzyki powietrza laduja sie ziarnami flotowanego mineralu w mia¬ re zderzenia sie z nimi. Pozadana duza ilosc pecherzyków i drobne ich wymiary sa uwarun¬ kowane wysokim stopniem i równomiernoscia rozproszenia odczynników pianotwórczych w me¬ tach flotacyjnych. Przy dotychczasowym sposo¬ bie wprowadzania odczynników pianotwórczych w postaci naturalnej warunki te sa spelnione tylko czesciowo, poniewaz wskutek trudnosci mieszania sie odczynników z woda w maszynie flotacyjnej powstaje lokalnie nadmierna kon¬ centracja w jednych miejscach i niedobór w in¬ nych miejscach odczynników pianotwórczych.Zmusza to w praktyce przemyslowej do stoso¬ wania pewnego nadmiaru odczynnika pianotwór¬ czego w celu zabezpieczenia minimum koncen¬ tracji w metach flotacyjnych odczynnika nie¬ zbednej do wytworzenia piany.Celem wynalazku jest usuniecie lub co naj¬ mniej zmniejszenie niedogodnosci w sposobie wzbogacania kopalin metoda flotacji, a zwlasz¬ cza w procesie podawania odczynników piano¬ twórczych do metów flotacyjnych.Zadanie wytyczone w celu usuniecia lub co najmniej zmniejszenia podanych niedogodnosci zostalo rozwiazane zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, ze przygotowana znana metoda ko¬ palina w postaci metów flotacyjnych nadaje sie do flotowników, w których mieszanie metów flo- 5931159311 tacyjnych z powietrzem dokonuje sie w rózny sposób w zaleznosci od konstrukcji maszyn flo¬ tacyjnych, przy czym odczynniki pianotwórcze dodaje sie do metów flotacyjnych w postaci mie¬ szaniny wodnej (emulsji). Wytwarzanie mieszan¬ ki wodnej odczynnika pianotwórczego dokonuje sie przez wielostopniowe intensywne rozprasza¬ nie odczynnika pianotwórczego we wodzie w obecnosci substancji zmniejszajacej twardosc wo¬ dy, przy czym odczynnika pianotwórczego doda¬ je sie w ilosci od 3 do 10% wagowych z tym, j ze wytwarzanie emulsji prowadzi sie przy uzyciu znanych urzadzen emulgujacych jak na przyklad dyspergatora przelotowego, który daje emulsje dostatecznie subtelna, a przez to trwala.Celowe jest utrwalenie emulsji za pomoca do- ' datku do wody, substancji zmniejszajacych twar¬ dosc wody w ilosci od 0,1 do 0,5% wagowych dobranych odpowiednio do czystosci i twardosci wody, które usuwaja z wody glównie nierozpusz¬ czalne zwiazki wapnia i magnezu. Obecnosc zwiazków wapnia i magnezu w wodzie stoso¬ wanej do flotacji sprzyja koagulacji zawiesiny skracajac trwalosc emulsji.Korzystnie jest w sposobie wzbogacania ko¬ palin metoda flotacji wedlug wynalazku wpro¬ wadzac do metów flotacyjnych emulsje w rów¬ nowaznej ilosci 70% wagowych odczynnika pia¬ notwórczego uzywanego w postaci niezemulfo- wanej.Utrwalona emulsja moze byc przechowywana przez kilka dni. Wymieszanie odczynników pia¬ notwórczych przed wprowadzeniem ich do me¬ tów flotacyjnych, wiec sporzadzanie emulsji zmienia sytuacje zasadniczo, poniewaz wymaga tylko rozcienczenia woda emulsji w maszynie flotacyjnej zamiast mieszania samego odczynni¬ ka pianotwórczego z woda w maszynie flotacyj¬ nej.Po wprowadzeniu emulsji do maszyny flotacyj¬ nej osiaga sie momentalnie i równomierne roz¬ prowadzenie odczynnika pianotwórczego w me¬ tach flotacyjnych, a przez to pelne stezenie wy¬ nikajace ze stosunku ilosci uzytego odczynnika pianotwórczego do ilosci wody, powodujace wy¬ razna intensyfikacje flotacji. Zwiekszen:e ilosci piany w metach flotacyjnych powoduje zwieksze¬ nie ilosci koncentratu oraz uzysku skladnika uzytecznego. Zastosowanie mieszaniny wodnej odczynnika pianotwórczego przynosi glównie ko¬ rzysci polegajace na zwiekszeniu odzysku sklad¬ nika uzytecznego z kopaliny, jednak kosztem obnizenia jakosci koncentratu lub na zmniejsze¬ niu zuzycia odczynników pianotwórczych przy zachowaniu wskazników wzbogacania kopalin osiaganych przy flotacji kiedy odczynniki piano¬ twórcze sa podawane do nadawy flotacyjnej bez¬ posrednio w stanie naturalnym. Oszczednosc od¬ czynnika pianotwórczego ma szczególne znacze¬ nie w odniesieniu do oleju sosnowego, najchet¬ niej uzywanego ze wzgledu na dobra jakosc pia¬ ny i brak ubocznego dzialania. Poza tym ogra¬ niczone zasoby surowcowe sosny i karpiny so¬ snowej w krajach uprzemyslowionych iwiata stwarzaja naturalna granice produkcji oleju so- 10 15 20 25 35 40 45 50 55 60 snowego juz dzisiaj daleko nie pokrywajacej za¬ potrzebowania.Dodatkowa korzysc stosowania mieszanki wod¬ nej odczynników pianotwórczych spowodowane zwiekszeniem objetosci mieszanki w stosunku do postaci naturalnej odczynnika polega na umozli¬ wieniu dozowania emulsji przy uzyciu znanych dozowników uzywanych do dozowania pozosta¬ lych odczynników flotacyjnych stosowanych w postaci roztworów wodnych.Sposób wzbogacania kopalin metoda flotacji wedlug wynalazku polega na tym, ze przygoto¬ wana znana metoda kopalina w postaci metów flotacyjnych nadaje sie do maszyn flotacyjnych, w których dokonuje sie mieszania metów flota¬ cyjnych z powietrzem oraz odczynnikami piano¬ twórczymi, przy czym odczynniki pianotwórcze dodaje sie do metów flotacyjnych w postaci mie¬ szaniny wodnej (emulsji). Emulsje wytwarza sie w znanym dyspergatorze przelotowym.Dyspergator przelotowy stanowi naczynie w postaci pionowego walca szczelnie zamknietego od góry i od dolu wyposazonego w kilka zespo¬ lów dyspergujacych zlozonych z wirników osa¬ dzonych na jednym wale i .takiej samej liczby statorów.Kazdy wirnik jest umieszczony wspólsrodko- wo w odpowiadajacym mu statorze. Wirniki za¬ opatrzone sa w pierscienie osadzone na lopat¬ kach, przy czym tak pierscienie Wirnika jak i pierscienie statora wyposazane sa w szczeliny.Mieszanina wody z odczynnikami pianotwór¬ czymi i substancja usuwajaca z wody nieroz¬ puszczalne zwiazki wapnia i magnezu doprowa¬ dza sie rura poprzez zawór do górnej komory przeplywa przez pierwszy wirnik, który wyrzu¬ ca mieszanine w kierunku statora i powoduje przetlaczanie mieszaniny przez szczeliny statora.Zdyspergowana w pierwszym stopniu miesza¬ nina splywa przez nastepna komore do nastepne¬ go zespolu dyspergujacego.Po przejsciu przez wszystkie zespoly dysper¬ gujace mieszanina wyplywa przez lej na zew¬ natrz, badz jako gotowa emulsja badz do ponow¬ nego obiegu jesli zachodzi tego potrzeba.Przewaznie po wstepnym wymieszaniu wody z odczynnikami pianotwórczymi przepuszcza sie jeszcze taka mieszanine od 4 do 5 razy przez dy¬ spergator przelotowy w obiegu zamknietym z pojemnikiem i pompa. Dla przykladu podaje sie ponizej sklady emulsji.Sklad emulsji z olejem sosnowym: woda olej sosnowy weglan sodu (soda techniczna) Razem: Sklad emulsji z krezolem: woda « krezol szklo wodne Razem — 968 g — 30 g — 2g 1000 g — 968 g — 30 g - 2g — 1000 g Przygotowana w dyspergatorze przelotowym 65 emulsja wykazuje znaczna trwalosc nawet przez• 5 kilkanascie dni od chwili jej wytworzenia.Utrwalenie emulsji dokonuje sie za pomoca nie¬ znacznych ilosci substancji dobranych odpowied¬ nio do wlasnosci wody i odczynnika pianotwór¬ czego, a nie wplywajacych ujemnie na bieg pro- 5 cesu flotacji. Trwalosc emulsji zalezy od stopnia rozproszenia w wodzie emulgowanego odczyn¬ nika pianotwórczego, jak równiez od stanu fazy rozpraszajacej w tym przypadku od czystosci i twardosci wody. Twardosc wody w sposobie 10 wedlug wynalazku zmniejsza sie za pomoca we¬ glanu sodu, który usuwa z wody trudno rozpusz¬ czalne zwiazki wapnia i magnezu.Utrwalenia emulsji za pomoca na przyklad weglanu sodu lub szkla wodnego uniezaleznia 15 w czasie zuzycia emulsji od jej wytworzenia, a przez to umozliwia skoncentrowanie przygotowa¬ nia emulsji w ciagu na przyklad kilku godzin dla potrzeb flotacji pracujacej^w ruchu ciaglym (trójzmianowym). Utrwalona emulsje magazynu- 20 je sie w zbiornikach i rozprowadza do punktów odbioru jak inne odczynniki flotacyjne uzywane w postaci roztworu.W procesie flotacji kolektywnej kopaliny ole¬ jem sosnowym uzyskuje sie podstawowe wskaz- 25 niki wzbogacenia, to jest uzysk skladnika uzy¬ tecznego i zawartosc na przyklad metalu w kon¬ centracie przy uzyciu emulsji w równowaznej ilosci 70% wagowych oleju sosnowego uzywanego w po¬ staci niezemulgowanej. 30 Przebieg flotacji selektywnej z uzyciem emulsji krezolu do flotacji galeny daje podobne skut- 6 ki jak przy flotacji, kolektywnej z emulsja ole¬ ju sosnowego. Zwiekszenie dawek emulsji po¬ woduje zwiekszenie wychodu z kopaliny koncen¬ tratu i uzysku skladnika uzytecznego, ale dzieje sie to kosztem obnizenia zawartosci skladnika uzytecznego w koncentracie, a zwlaszcza cynku w koncentracie blendy cynkowej. PL