Реферат: Флотационный метод получения хлористого калия из сильвинита
Бром – постоянный элемент всех солевых месторождений, так как входит в состав морской воды и при ее концентрировании распределяется между рассолом и выпадающими в осадок солями. Причем бром, как обычно, изоморфно замещает хлор в минералах. Содержание брома в сильвинитовых рудах Верхнекамского месторождения изменяется от 0.04 до 0.08%. Количество лития в рудах составляет 1.1×10-4 – 5.5×10-3%.
Имеющая в калийных рудах газы (водород, метан, некоторые предельные углеводороды, сероводород, двуокись углерода, азот и др.) находятся в двух формах: микрогазоносной, обусловленной наличием газов в кристаллах солей, и макрогазоносной, связанной с нахождением относительно больших количеств газов в макротрещинах, кавернах и различного рода полостях соленосных руд.
При получении хлорида калия методами обогащения следует учитывать и некоторые другие свойства сильвинитовой руды:
1) Объемный вес руды 2.10 т/м3;
2) Коэффициент разрыхления:
первоначальный 1.3-1.45
остаточный 1.1-1.2;
3) Максимальную крупность кусков до 150 мм;
4) Насыпной вес руды после дробления 1.4-1.6 т/м3.
Твердость некоторых минералов указана в таблице 3.
таблица 3
| Минерал | Номер по шкале твердости | Минерал | Номер по шкале твердости |
| Тальк | 1 |
Апатит |
5 |
| Сильвин | 1.5-2 | Пирит | 6-6,5 |
| Галит | 2 | Кварц | 7 |
| Карналлит | 2-3 | Корунд | 9 |
| Кальцит | 3 | Алмаз | 10 |
Ниже приведены пределы прочности на сжатие для некоторых горных пород и минералов, а также для составляющих сильвинитов руды Верхнекамского месторождения калийных солей:
таблица 4
| Горные породы, минералы |
Предел прочности |
Горные породы Верхнекамского месторождения | Предел прочности | |
| Базальты | 20-30 |
Березниковский участок |
||
| Медная руда | 11-26 | Сильвинит Кр.П | 3,58 | |
| Кварциты | 20-22 | Сильвинит АБ | 2,72 | |
| Граниты | 12-18 | Карналлит В | 3,07 | |
| Магнитный железняк | 8-18 | Галит | 3,54 | |
| Мрамор | 5,5-15 |
Дурыманский участок |
||
| Бурый железняк | 4-12 | Сильвинит Кр.П | 2,83 | |
| Известняки | 4-10 | Сильвинит АБ | 2,22 | |
| Песчаник | 3,4-10 | Галит | 3,08 | |
| Сфалерит | 1 |
Балаховцевский участок |
||
| Галенит | 0,45 | Сильвинит Кр.П | 2,24 | |
| Сильвинит АБ | 1,9 | |||
| Галит | 2,65 | |||
Поскольку продукт обогащения сильвинитовых руд – хлорид калия является конечным продуктов процесса и не подвергается дальнейшим превращениям, то основным требованием на стадии измельчения является равномерность зерен. Эта задача лучше может быть решена при измельчении в стержневых мельницах (табл.5)
таблица 5
Гранулометрический состав руды после солемельницы
| Размер частиц, мм |
Выход, % |
|||
| на БКРУ-2 | на СКРУ-2 | |||
| +10 | 18,6 | 10,6 | ||
| +15 | 8,7 | 11,3 | ||
| +3 | 6,9 | 9,8 | ||
| +2 | 10,9 | 13 | ||
| +1 | 8,8 | 19,6 | ||
| +0,7 | 13,8 | 5,2 | ||
| +0,5 | 10,6 | 11,8 | ||
| +0,28 | 8,7 | 9 | ||
| +0,074 | 8,7 | 9,6 | ||
| -0,074 | 5,3 | 4,1 | ||
5.Элементарный акт флотации
Поверхность раздела двух фаз обладает свободной поверхностной энергией. Величина этой энергии зависит от площади межфазновой поверхности и величины удельной поверхностной энергии, которая является специфической константой, определяемой свойствами соприкасающихся фаз. Поверхностная энергия возникает в том случае, когда силы, действующие на молекулы поверхностного слоя со стороны молекул первой фазы, не равны силам, действующим со стороны молекул второй фазы
Равнодействующие сил на поверхностную молекулу со стороны воды равны R1, со стороны молекул воздуха - R2, cуммарная равнодействующая RC = R1×R2 (RC > 0). Для молекулы, показанной на рис. в объеме жидкости RC = 0.
В этом случае для "подъема" молекулы из внутренней части фазы на поверхность надо совершить работу против молекулярных сил. Количественным эквивалентом работы, затраченной на "подъем" всех молекул, находящихся в поверхностном слое на площади 1 см2, будет удельная поверхностная энергия σ? Эрг/cм2. Свободная энергия молекулы, "поднятой" в поверхностный слой, аналогичная потенциальной энергии тела, поднятого на известную высоту: если при подъеме тела затрачивается работа против сил земного притяжения, то при "подъеме" в поверхностный слой - работа против равнодействующей силы молекулярного притяжения.
Так как молекулярные силы имеют небольшой радиус действия, то поверхностной энергией обладают молекулы, находящиеся в очень тонком поверхностном слое, толщина которого лишь немного превышает размеры одной-двух молекул. На перемещение молекулы в объеме ниже этого слоя уже не требуется затраты работы против сил молекулярного притяжения, так как равнодействующая всех сил равна нулю.
Величина удельной поверхности зависит от величины различия между полярностями соприкасающихся фаз: чем больше это различие, тем больше удельная поверхностная энергия на границе фаз. Например, поверхностная энергия на границе раздела двух полярных фаз и на границе раздела двух неполярных фаз будет малой величиной, а на границе раздела полярной и неполярной фаз - большой.
