В ПНИПУ выяснили, как улучшить обогащение калийной руды
На обогатительных калийных фабриках применяют метод пенной флотации для отделения ценного продукта (хлорида калия) от пустой породы. Хлорид калия используется, например, для производства лечебной соли, хлебопекарных дрожжей и минеральных удобрений. Качество получаемого продукта и эффективность его извлечения зависят в том числе от свойств флотационной пены. Ученые ПНИПУ изучили влияние ультразвуковой обработки на основные параметры пены и узнали, как увеличить концентрацию ценных компонентов в добываемой руде.
Исследование опубликовано в журнале «Известия вузов. Химия и химическая технология». Проект поддержан Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Способ пенной флотации заключается в том, что через раствор руды, содержащей полезные минералы и пустую породу, пропускают мелкие пузырьки воздуха с помощью флотационной машины.
Пузырьки прилипают к частичкам целевого минерала, которые под действием специальных реагентов плохо смачиваются водой. Далее эти пузырьки всплывают в виде минерализованной пены на поверхность, а ненужные частицы остаются в камере флотационной машины. Затем пена самопроизвольно выливается из аппарата и после разрушения образует обогащенный продукт.
Для успешного проведения флотации нужна пена с определенным временем существования. Если она исчезает слишком быстро, то минералы будут осыпаться обратно в камеру флотационной машины, а если слишком медленно, то это приведет к неэффективной фильтрации на следующих этапах. Поэтому на фабриках стремятся получить пены, которые не разрушались бы до удаления их из камеры, но быстро распадались в желобах флотационных машин.
Основную роль в устойчивости пены играет ее отношение к объему жидкости, образующей стенки пузырьков (кратность) и влажность. Для улучшения этих характеристик уже существуют химические, механические и физические методы. Ученые Пермского Политеха исследовали воздействие ультразвука на флотационные реагенты, благодаря которым создается пена, на характеристики пен. Главная проблема, которую они решали – возможность контролировать свойства пены при помощи ультразвука так, чтобы она была устойчивой и обладала необходимыми свойствами на протяжении необходимого промежутка времени.
Пермские политехники взяли две одинаковые эмульсии флотационных реагентов, одну из которых подвергли ультразвуку. От обработанной ультразвуком эмульсии отобрали пробу и аккуратно впрыснули ее в стеклянную измерительную колонку пенного анализатора. Затем подали газ в нужном количестве. В процессе работы ученые измерили показатели пенообразования, содержания влаги в пене, ее кратность (отношение объема пены к объему жидкости в ней по окончании пенообразования), устойчивость пен, а также рассчитали скорость разрушения пены.
«В результате исследований выяснилось, что с применением предварительной ультразвуковой обработки эмульсии флотационных реагентов повышается устойчивость пен – их оставшийся объём через определённый промежуток времени больше, чем без использования ультразвука. При этом с повышением мощности воздействия ультразвука пена разрушается медленнее. Кроме того, мы узнали, что при воздействии ультразвука пенообразование повышается, а влажность пены снижается. Все это предполагает контролировать устойчивость и другие параметры пены акустическим способом», – рассказывает инженер кафедры химических технологий ПНИПУ Владимир Буров.
Так, результаты исследований ученых Пермского Политеха могут найти применение в технологии флотационного обогащения калийных руд, что позволит увеличить концентрацию ценных компонентов в добываемой руде.
Telegram 
Дзен 
VK 
