автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.08, диссертация на тему:Повышение эффективности собирательного действия реагентов АНП и олеиновой кислоты на основе ультразвукового и электрохимического воздействий

_ 7 \\\0\\

НАВД01ШШШ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ' "ЧСПШТ МЕТАЛЛУРГИИ И ОБОГАЩЕНИЯ

На оравах рукописи

ШАУТЕНОВ МЭЯС РАХИШ2ИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭИЕКШВНОСТИ СОШРАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ РЕАГЕНТОВ АНП И ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТУ НА ОСНОВЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО И аЧЕКТРОХИ?.51ЧШЮП) ВОЗДЕЙСТВИЙ

Специальность 05.15.08 - Обогащение полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Алматы - 1593г.

Рвбота выполнена в Институте металлургии и обогащения Национальное Академии наук Республики Казахстан.

НАУЧШЕ РУКОВОДИТЕЛИ: член-корр. РАН,

доктор технических наук, профессор В.А. Чонтурия

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

B.Г. Варламов

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор технических наук

Ю.П. Еремин

кандидат технических наук

C.А, Конев

.ВВДЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ: Государственное научно-производст-

аонноэ объединение промышленной экология "Казшханойр"

Бапщга дасоертащш состоятся " 28 « мая- 1993т.

в часов на заседании специализированного совета К-008.

14.01 Института металлургии и обогащения Национальной Акадеши Наук Республики Казахстан по адреоу:

480100, г.Аяматы, ул.Шевченко, 29/33, ИМиО HAH PK

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института ыаталлургии и обогащения HAH PK.

Автореферат разослан "_"_1993г.

Ученый секретарь специализированного совета, 1шндадат технических наук

,Ф. Ключников

ОНДДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тема: В яастояаее время важной научно-тохня-вской проблемой является разработка эффективных процессов богащания руд, пошшвкаа яомплеисности я полноты использована минерального сырья.

Непремэнннм условием совершзнствоЕэняя процесса фяотагии уд, остающегося главным методом обогащения а обозраья" пзрс-зктиве, является оптимизация взаимодействия флотапяошшх рза-знтов о повврхностй#|(в!нвралов, В связи с этим актувльшм явится поиск технических решение подготовка растворов реагента, безреагентного модифицирования их свойств с использованн-,? энергетических воздействий, к которым относятся предлагавши зтод ультразвуковой и электрохимической активация жидких снс-зм. Совместное использование двух видов энергетических воадей-гвий обусловлено азаямодополкящиш эффектам* от каждого из IX. В частности, для эффективного ведения процесса элоктрохи-1Ч9ской обработки растворов реагентов требуется интенсивное |ремешиваки0 раствора о целью увеличения вероятности подхода >нов обрабатываемого реагента к поверхности электродов и отво-I вновь образованных продуктов в объем раствора, устранить юцесс пасся ваши поверхности рабочих электродов, что достига-■ся с использованием ультразвуковых колебаний. Кроме того, с •мощью ультразвуковых колебаний одновременно можно тонко две-|ргироватъ трудно растворимие в воде флотореагенты для успешно осуществления процесса флотации и влиять на структуру раст-* ра реагента.

Работа координировалась планом Научного Совета по физяко-

- А -

-химическим проблемам обогащения полезных ископаашх АН СССР а приказом Министерства цветной металлургии СССР в АН СССР от 23 марта 1981г. * 152/32 по теме 3.2.2.1,3.1. а выполнена в соответствен о тематачеокям планом Института металлургии и обогащения HAH PK.

Цель работу. Теоретачесжое обоснование л экспериментально! иаучанне процесса модафаадрованая растворов реагентов АНП и олаиноао! кислоты при комбинированном ультразвуковом алектроха-шчеоком воадейсттях; ассжедомшв фазяко-хамвчвсмх я технологи че ежах свойств обработанных paare кто* а разработка оптамаш ных режимов предварительной подготовка их при ф дотащи оявдяно! в фдюорштошх рд.

МПТШ ТПШГШШ1 В работ* испожьаоааи комплекс современных методов в ссяад овевая: ИХ ж УФ-спе«троскопил; измерение поверхностного натяжения} измерения элактрокннетического потенциала шнеральной поверхности; определенна краевого угла смечи-ваввя; определение дисперсности растворов; помшрометрия для измерения pH, ОВП я электропроводности; потенцностаткческяй метод снятая пояярнмщоншх iqpitsia; флотаадонные асследования; математические методы обработки экслерименталыых данных.

Првбори для научных исследований: спектрофотометры - Спе-корд Ц-80 а С пектромом, потенци остат П-5848, прибор Рабиновича i Фсдимана, металлографический комплахс "Версамет*Омнямет" фарш Бюхаер, кондуктометр 0K-I02/I а др.

Научная новцзнв. Теоретически я экспериментально обоснован новый способ фаэико-химичзской активация реагентов-собирателей олеиновой кислоты и АНП ультразвуковым электрохимическим эоэде:

гш!ем. Впервые установлено, что ото воздействие вызывает существенное изменение физико-химических свойств реагентов, из-эняет соотношение ионной и молекулярной форм реагента в рас-во'ре и способствует улучшению технологических показателей дотации несульфидных руд. Технические решения защищены б ав~ эрскими свидетельствами на изобретения.

Практическое значение. Разработана технология предварите^ аного модифицирования реагентов-собирателей перед подачей их процесс флотации на основе комбинированного энергетического «действия, создана аппаратура для ее реализации, позволяющая эвысить технологические показатели процесса флотации руд.

Реализация результатов исследований. Метод ультразвуковой

токтро химической активации растворов реагентов олеиновой кис->ты и АНП прошел проверку при флотации флюоритовой и слюдяной гл на обогатительных фабриках ХаЯдарканского ртутного и Еело-зрского горно-обогатительного комбинатов. Технология модифи-фовония реагентов Енедрена с общим экономическим эффектом в 25,9 тыс.рублей (цены 1985-87г.г.).

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доло-1ны и обсуяденк ча Всесоюзных научно-технических конференциях | ультразвуковым методам интенсификации технологических про-юсов (г.Москва, 1983г., 1987г.) на Всесоюзной научно-техни-ской конферентаи "Интенсифигагдя процессов обогашения полез-:х ископаемых (г.Свердловск, на научно-тсхнпчемдал

■йущании "Ноше высокоэффективные процессы и аппарат в тех-|догии обогащения руд" (г."редан, 1989г.).

Основные положения, шнесеншэ на защиту:

- методика исследования технологических свойств реагентов-со-бираталей на основа эноргетичаских воздействий;

- закономерности и оптимальные условия процаоса, определяющих эффективность совшстной ультразвуковой в электрохимической обработка растворов реагентов;

- закономерности изменения фазвко-химачаских свойств и состоя ния реагентов при ультразвуковом, электрохимическом и комби Кирова ином воздействии;

- опособы и конструкции аппаратов для модифицирования реагентов;

- технология обогащения руд, основанная на использовании _аст воров реагентов, активированных анергетическими воздейотви-

■ ЯШ.

. Достоверность научных положений и выводов, подтверждайте результатам лабораторных исследований и промышленного освоения, сходимостью результатов физико-хишчаских и лабораторных флотационных исследований с данными промышленной проверки.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, 6 глав и заключения, списка литературы и приложения. Диссертаци наложена на 160 страницах машинописного текста, включает 26 рисунков я 17 таблиц.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 7 статей, 3 тезиса докладов, получено 5 авторских свидетельств СССР.

ОСНОВНОЕ СОДЕЕТЛ1Я1Е ГЛПУПг

Тохпояох'аческав свойства реагентов. и в частности отепгг-:ОЙ >01 слоты П АНП, ЯО многом опрвдояяются соотношением КОШЮ/ь. Уйвкудярной и мацвлярной форм кигродйкия иг х> галкой ¡ульпн. Тар. как во флотационном процессе рэшчк^уп роль вгрлг?? онное взаимодействие собирателя о поверхностью мшераяа, то •бузование мшпп*, уирлмюя гопцапграша сбооо.иннзс исяоя есйк-¡атдля, снижает эффективность его использования. Это приводит : снижению КДД реагентов я, как результат, к погашенного их асходу.

Между тем рациональнее подготовить раствор реагента таким бразом, чтобы его состав и состояние соответствовали оптика ль-' ому ходу технологического протеса, пптевая при чт.->

оино-молокулярное равновесно определяет хпмичоску» активность оагонча.

Анализ исследовательских работ пояазивазт, что катоду зт>~ гйтичвекях воздействий для интенсификации тохцолоху.чоотах про-осеов являются весьма перспективными и могут быть япошго кобуре ктоспособшки с чисто химича скака кзтодакя. Значите? яьигд нтерес представляет комбинированное воздействие ультразвука и ачктгичоского поля яя раствор реагентов ирг» йяотзт

Основные факторы, определяющие эффективность комбинированной ультразвуковой и эяектрохимз--чоской обработки растворов рпагенто"

В условиях лабораторного эксперимента по обработка раотво-эз реагентов определены оптамалыше параметр« акустического и центрического поля, а такие их совмзстного воздействия. Оценка

. -а -

влияния каждого параметра осуществлялась по результатам флота цаошшх оштов. Установлено, что максимальное повишание иавле чешя флотяруешх шпора лоз наблюдается при следующих napai.ai pax ультразвукового поля: частота 22 кГц, интенсивность 3,67,0 Вт/см2, продолжительность обработка - 1-3 мин.

Элэктрохишческая обработка растворов реагентов оказывас влияние на флота руеыость минералов при ллотностя тока I,7f,iA/c и времена воздействия равном Зюш. Установлена качественная зависимость яэюиешш плотности тока при электрохимическом воздействии от интенсивности ультразвуковых колебаний при koi, банированной ультразвуковой и электрохимической обработке рас творов реагентов.

Определены оптимальные парамзтры комбинированной odpofloi -ки реагентов: частота ультразвуковых колебаний - 22 кГц, интенсивность - 2,2 Вт/см*5; плотность тока при электрохимическс воздействии - 1,7 ык/cvfi при общей продолжительности обрабоп - 3 мин.

Процесс комбинированной обработки растворов реагентов проводили 8 электрохимической бездиафрагменной ячейке, в кот< рой находился магнитострнктор ультразвукового излучателя.

Исследование физико-химического состояния реагентов при ультразвуковом, электрохимическом и комбинированном воздействии

Для эффективного использования во флотации реагентов-собирателей большое значение имеет соотношение свободных и связанных в мицеллы ионов. Способность к мицеллообразованию явт ется нежелательным для собирателя свойством, так как вызывав'

»к;знав a ссыяк» пудььч xouwJ«jr«i<w его «.«¡исЧ'исо Фяотояктйк->й Форш - свободных ионов. Hot.а било высказано предположение :о совокупное воздействие ультразвукового и элоктр'лческого ъп на рзстпоря АНП позволит поянгать их активность. С целью 1дтпвраде>.шя этого предположения были эксдорянзгстаяьно онро-¡лены величины поверхностного натяжения водтпс растворов АНП ЗаьйСИИОсИ. or ySbS&SHj'iiCLCrO СГОО), "зг^рссг: )Х0) л их кскЗлгарсванпого (У30+ЭХ0) воздействия« По изотерма шерхностного пэтяяогая определена лрлтичаегсзя коицэнтрзция щпллообразошшя (ККЧ) f яря раэшршх садах обработки рэст->ров катионного соблрзтодя АНП (jac.I),

FUc. I. Изотермы поверхностного натяжения растворов АНП. I - без обработки, 2 - У30, 3 - 3X0, 4 - УЭО + 3X0

Критическая концентрация шцвллообраэования необработанного реагента составляет 3,16* КГ^мо ль/л, после ультразвуковой и электрохимической обработок соответственно - 3,9«Ю ; 3,7*10"®(.юль/л. Интересно отметить, что ККМ растворов АНП сдвигается в более концентрированную область при комбинированной ультразвуковой электрохимической обработке и составляет 1,99*10Гвиохь/в.

Повышение ККМ модифедрованных растворов АНП может быть объяснено деструкцией агрэгярованных форм реагента я ускорением диффузии последних к поверхности электродов и отвода от них воздействием ультразвукового поля. При этом возможно, что электрическое поле способствует процессу ионизации молекул и разрушению мицелл реагента.

Предположение, что предлагаемые виды обработки способствуют разрушению мицеляяркого строения реагента и последующему переводу его в ионно-моледулярную форму - подтверждается результатами измерения электропроводности, окислительно-восстановительного потенциала, вязкости.

Проведены исследования по изучению физико-химических свойств водных раотворов АНП после энергетических (ультразвуковой электрохимической и комбинированной) воздействий. Результаты исследований приведены на рис. 2.

При ультразвуковой сбработке электропроводимость возросла с 1,8 до 2,3«Ю"5, электрохимической - до З,6»10~3, комбинированной - до 4,0«Ю-3 см"1 (рис.2а).

Ультразвуковое воздействие приводит к наибольшему уменьше шш вязкости с II,7* 1СГ3 мм2/с до 10,2'Ю-3 мм2/с (рис. 26) по сравнению с другими видами обработки. Уменьшение вязкости поел

льтразвукового воздействия Г.ЖОТ быть объяснено paspyKKSHRGM ицелл, так как обработка ультразвуком проводилась на низких аетотах и при интенсивностях, вызывающих кавитацию в обрзбэ-нвчемых средах.

Существенно сшшзотся окяслятвльно-восстановягедышй потен-иал водного раствора АНП при комбинированной обработке (рис. а).

Методом ИК-спектроскопии изучен механизм взаимодействия одифицироваюшх растворов АНП с поверхностью мусковита. На ряс.З, кривая I) представлен ИК-спектр необработанного водного з створа АНП. Первичные амины характеризуются полосами поглоще-зя при 1540, 1480 см-*, определяющие сишвтричше дефорьапдон-je колебания ионизированной группы , рэспоязгаиаейея у .шносоэдинвний в прэдолах 1485-1550 Полоса npi 1630 cw~*

арэктерна для ассиммзтричкнх деформационных колебаний Л/Нз » элоса при 1740 см"1 определяет ионизированную карбоксильную руппу гидрохлорада аминокислот. Слабые полосы при 1240; 1040; 30 относятся к посторонним гтрп га сям, содержащимся в кэз-зчитвлышх количествах, судя по интенсивности полос поглощения.

На (рис.3, кривая 2) представлен ИК-спектр водного раство-з АНН поело электрохимической обработки. Сравнительный анализ жвых I и 2 показывают, что ИК-спектр обработанного раствора Ш существенно отличается по внешнему виду от ИК-спектра раст->ра АНП, не прошедшего обработку. В ИК-спектре обработанного )створа АНП наблюдается интенсивная широкая полоса поглощения >40, 1720 см-1. Кривыми 3, 4 представлены ИК-спектрн рэстро-;в АНП посла УЗО и У30+Э.Х0 соответственно. Представленные спе--ры растворов после их модифицирования отличаются друг от дру-

га интенсивностью полос поглощения. Как следует из рисунка интенсивность полос поглощения возрастает при комбинированно} обработке (кривая 4).

ИК-спектры полученных после обработки раствора АНП свиде тельствуют о том, что полоса поглощения при 1630 см"1, относя цаяся к ассимметричным деформационным колебаниям прояви атся в виде широкой интенсивной полосы в области 1640 - 1650 см"*. Присутствие широкой интенсивной полосы поглощения в спе ктрах модифицированных растворов АНП в области 1720-1640 см"1 свидетельствует о более ионизированной форме реагента, а еле довательно - более флотоактивной. Кроме того, усиливается интенсивность указанной полосы поглощения при УЭ0+ЭХ0.

ИК-спектр мусковита (рис.4, кривые 2, 3), обработан!, iro • неактивированннм раствором АНП и модифицированным У30 показывает слабое закрепление собирателя на минеральной поЕзрхности (появление слабой полосы при 1640см"-1- - отнесенной к колебани ям ионизированной группы Í^Hj ). в ИК-спектрах мусковита, об работанного модифицированными ЭХО и УЗО+ЗХО растворами АНП (кривые 4, 5), наблюдаются дополнительно полосы при 2940, 2805 см"-1, отнесенные к валентным колебаниям , ¿Mj). Ин тенсивность полос поглощения при 2940, 2805 и 1640 см"1 увели чивается. Следовательно, при УЭО+ЭХО сорбция модифицированног раствора АНП на минеральной поверхности увеличивается, что приводит к полислойному закреплению собирателя и способствует большей гидрофобизации поверхности, о чем свидетельствует повышение флотационной активности минерала.

Увеличение сорбции исследуемого реагента на поверхности мусковита подтверждено измерением электрокинетического потенц

еГ

■х

'.s

51

iL

J.4J

■л 5 t

//

's

У

I S-*

t

0-Г

г з время обработки, пин

4о-20*

О

гд-4а-

Ео-

ö 1—2—3—Т s

время обработка, MI/H

t.r-ы,:

Рис. 2. Влияние вида и продолжите яьностя обработки раствора ЛИП на электропроводность (а), вязкость (б), я. ОВП (а).

Виды обработки: I - У30; 2 - ЭХО; 3 - УЗО+ЭХО.

Вю. 3. ИК-спвктры растворов АНП.

I - необработанный; 2 - обработанный 3X0;

3 - обработанный У30; 4 - обработанный УЭ0+ЭХ0.

Рис. 4. ИК-спектрц мусковита.

I - мусковит чистый; 2 - обработанный неактивиро-Еаичым шствором АНИ} 3 - обработанный УЗО; 4- обработанный ЭХО; 5 - обработанный У30+ЭХ0.

ч«и1ил«1иип.' что пш али я уосн^ло ¿«^¿-¿л.;; .ж . ч, <п по опаананаю с наиорабэнияии

потенциала в болео отрицательную сторону пра с,' > Ю'^моль/л,

отряцатольно заряженных участках поверхности мусковита,

Пря вышеуказанных видах обработка АНП происходит деструкция шцеллярных фора реагента до яонно-молекулярного состояния.

-30

•да ♦г? •л;

Л1

и \\

^ 3 -Ь^'Д -'и.

Рйс. 5. Изменение дзетта-потешшала поверхности мусковита в растворах АНН: I - без обработки: 2 - УЗО; 3 - ЭХО; 4 - УЗО+ЗХО.

Пошяаотсл доля ионизированных мод а куя и шцаля, а татю осуществляется их поляризация, том сагам пошшотся адсорбционная способность кодифацарованного раствора АНН. Вследствие зтого, флокулядая частиц канераяа в растворах о УЗО+ЗХО роагента происходит до области ККМ (рас. 5, краше 3, 4) по сравнению с необработанным п обработанным ультразвуком (краше I, 2), у которых она за продета области ККМ, последнее объясняется снижением адсорбционной способности реагента в мнцеляярном состоянии.

Аналогичные изменения и ошю-мо лзкулярного состояния модифицированного роагента установлены с для анионного собирателя олеиновой кислоты.

Пря изучении измэнеипя ИК-споктроз эмульсяп олеиновой кислоты после энергетических воздействий по сравнению с олеиновой кислотой без обработка (рцс. 6) обнаружено отсутствие полосы поглощения при 980-950 см-*, соответствующей группо СООН, обладающей ак$отарныш свойствами.

Снижение интенспвностл полосы поглощения в области 1720 см"1 при ЭХО и ее исчезновение пра УЭО+ЭХО свидетельствует о ионизация карбонильной группы, о кодификационном изменении данной группы.

Изучена сорбция собирателя на поверхности флюорита из водной эмульеш! олеиновой кислоты в зависимости от способов предварительной обработки реагента. Инфракрасные спектр; поглощения представлена на рас. 7.

Изучение формы закрепления собирателя проводилось по максимуму поглощения вблизи 1720 см-*, обусловленному колебанием

™ '*»мсс" жг м—55"

Длин* Шиы, ни

Рис. 0. ИК-еиег.тр; эмульсии

КИСЛОТ! пр! МОДИфИЦИрОШЫ'.И

Рис. 7. ЙК-спвктры десорбиревенной олеиновой кислоты с поверхности флхюрита

Виды обработки: I - баз обработки; 2 - УЭО;

3 - ЭХО; 4 - У30+ЭХ0.

карбоксильной группа молекулярной форлы олеиновой кислоты, а также максимуму поглощения вблизи 1550 см""*, соответствующему ионизированной карбоксильной группе в солях олеиновой кислоты.

Установлено, что прочность закрепления модифицированной олеиновой кг слоты увеличивается по сравнению с неактивированным реагентом.

Во всех случаях десорбированный реагент не имеет полосы поглощения вблизи 1720 см-*. Это свидетельствует об отсутствии на поверхности минерала олеиновой кислоты в молекулярной форме. Вероятно реагент на поверхности находится в ионной форме, в виде кальциевого шла. Интересны наблюдения за изменением спектров в области 730 и 780-760 см"1, на основании которых можно сделать вывод о разрыва двойной связи и образовании на поверхности минерала двумерного полимера. С этим свойством олеиновой кислоты связывают более сильное ее собирательное действие по сравнению с предельными длинноцепочечными кислотами.

0 повышении коллектирующей способности модифицированной, олеиновой кислоты можно судить по количеству закрепившегося реагента на поверхности флюорита. Установлено, что большая часть реагента остается на поверхности минерала: в результате У30 общее количество деборбированного собирателя составило 27,8%; наименьшее количество дерорбированого собирателя - 5,01$ при УЭО+ЭХО. .Следовательно, данные результаты, а также как и ИК-спектры де сорбированного с поверхности минерала реагента подтверждают химическое закрепление модифицированной У30+ЭХ0 эмульсии олеиновой кислоты на флюорите.

Следует отметить, что модифицирование труднорастворимого в воде реагента оказывает существенное влияние на его дисперс-

ныл состав (табл.1).

Таблица I

Дисперсность эмульсии олеиновой кислоты, %

Способ обработки

¡ Крупность по классам, мкм

-10 +5

-15 +10

Ультразвуковой

Электрохимический

Комбинированный

60 40 90

40 20 5

20 20 5

Результаты измерения дисперсности эмульсий свидетельствует о том, что предложенный способ позволяет получать тонкодиопере-ную однородную эмульсию олеиновой кислоты. Крупность капель эмульсии не превышает 5 мкм (90$).

Флотационные опыты с использованием эмульсии олеиновой кислоты и растворов АНП, модифицированных энергетическими воздействиями, подтверядают повышение флотоактивности собирателей. Получанные результаты приведены в табл.2.

Таблиц? 2

Результаты флотации модифицированными реагентами

Обрэба'хыза-^лотируемый.Извлечение минералов {%) от емый pea- { минерал {времени обработки, мин.

_ _ J !-ü ! 1-1 3-1 Ь

- -3-'- 1:5 :с -6: í " 2 =

ковой кислота Флюорит 58,10 63,62 63,90 63,95

АНП Мусковит 81,70 86,40 86,72 86,17

Олектрохи- Зелота3* фл™>Р!!Т 58,10 58,50 58,70 ' 58,60

тЙЧвСКЙЙ

АНП Мусковит 81,70 82,20 82,60 82,60

Способ

обработки -г

Продолжение табл.2

I г 1С 11С: 1С I тс I гэг г иг 111 тс 1С 31 хгс I

Олеиновая

Комбиниро- кислота Флюорит 58,10 63,86 64,ОС 63,92

ванный

Д Н П Мусковит 81,70 86,34 67,20 87,10

Результаты флотационных исследований показывают, что при оптимальных параметрах энерегетических воздействий наблюдается рост извлечения минералов. Так, извлечете флюорита составило 63,9$ при УЗО, 58,7$ - ЭХО и 64,02$ - У30+ЭХ0, извлечение мусковита повысилось по сравнению с необработанным АНП на 5,02$ при УЗО; 0,90$ при 3X0; 5,50$ при УЭО+ЭХО.

Технологические испытания модафипярованкых реагентов пр1 флотации руд.

С использованием метода математического моделирования разработаны аппараты гидродинамического типа, позволяющие реализовать предложенный споооб физико-химической активации рз.;;ен-тов-собирателей в промышленных условиях.

Промышленные испытания по модифицированию реагентов ультразвуковой и комбинированной ультразвуковой электрохимической обработки проводили на двух обогатительных фабриках, перерабатывающих флюориовую (Хайдарканская ОФ) и сявдяную (Огневская ОФ) руды.

Промышленные испытания по ультразвуковой обработке олеиновой кислоты при флотации флюоритовой руды проводили в течение 68 смен. В результате обработки достигнуто повышение извлечения флюорита по сравнению с использованием реагента без обработки

на 2,-1,% с одновременным сокращением расхода олеиновой кислота на 16/2. Продложеный ?дзтод модифицирования олешювсй ктслоти в Г'йдродшйг.ических дзлучатадях внедрен на обогатительной фа~ срЭдатомпеский эффект составил 125,9 тыс.рублей (а ионих 19ЬЬ года).

«^¿¡«¿¿^¿¿¿йй тагп:"."™;". коу6нн"ту>пянной ультразвуковой электрохимической обработки растворов роагоцтод ЛИП п олзшгс-вой 1сислоты при флотации слюдяной руды позволило повысить извлечение слюды в одноименный концентрат на 0,7$ и сократить расход АНП л олеиновой кислоты на 10%. Экономический эффект от внедрения составил 200 тыс.рублей (в ценах 1987 года).

ОСНОВНЫЕ ЕИВОДЫ

1. Проведен комплекс фязико-хш«ческих исследований процессов, происходящих в растворах АНП а олеиновой кислоты, при ультразвуковой,электрохимической и комбинированной обработке, взаимодействия модифицированных реагентов с поверхностью мшара лов и флотации минеральных комплексов, позволивших предложить новый метод безреагантной интенсификации флотационного обобщения ру^ на основе комбинированного ультразвукового и Злектрохимического воздействия на растворы реагентов собирателей.

2. Установлены основные факторы, определяющие эффективность ультразвукового и электрохимического воздействия на растворы АНП и олеиновой кислоты. Показано, что оптимальными параметрами являются: плотность тока - 1,7 мА/см2, частота ультразвуковых колебаний - 22 кГц, интенсивность колебаний - 2,2 Вт/см2, общая продолжительность воздействия - 3 мин. Эти пара-

метры обеспечивают достаточное электрохимическое окпслешю ирл низких затратах электроэнергии, режим развитой кавитации в жидкой среде, способствующих получению высоких технологическии результатов при флотации.

3. Показано, что совместное ультразвуковое и электрохимическое воздействие повышает на порядок критическую концентрацию мицеллообразования АНП, что способствует повышению в объеме раствора концентрации наиболее флотоактивной формы - свободных ионов. Эти ионы вследствие большого дапольного момента обладают значительно большей поверхностной активностью, поэтому модифицированный реагент более активно адсорбируется на поверхности минерала.

4. Впервые установлено, что исследованные виды воздействия приводят к изменению физико-химических свойств раствора АНП. Так, ультразвуковое воздействие снижает рМ водного раствора с 3,7 до 3,4; вязкость раствора с 10,5-Ю-3 до 1,5*10~3 мм2/с, повышает электропроводность от 1,6*Ю-3 до 4,0«1СГэам""* и окислительно-воостановителышй потенциал от 120 до 150 мВ; электрохимическое воздействие повышает рН раствора до 6,0; электропроводность - до 2,6*10 ом-1; комбинированное (У30+ЭХ0) воздействие повышает рН раствора до 9,2; электропроводность до 5,2«КГ3 оы~\- в ИК-спектрах наблвдается повышение интенсивности полосы поглощения в области 1720-1640 cm""** Эти данные являются прямым подтверждением выдвинутой гипотезы о нарушении мицеллярного строения реагента и перевода его в ионно-шлеку-лярную форму.

5, Методом ПК-спектроскопия усыновлено полислойноо закрыто ни а модифицированного собирателя АШ1 на поверхности мусковита, что приводит к повшению флотируемостя минерала.

6, Изучение свойств олеиновой кислоты показало, что поело комбинированной ультразвуковой и электрохимической обработки исчезает полоса поглощения кислотной группм гйдаза области 17С0 ом-'. чч'о снидетчяьстпуот о разрыве двойной связи групп

и образовании пероксидной группировка': повышается электропроводность, окислительно-восстановительный потенциал и рН реагента, снижается его вязкость. В результате меняются флотационные свойства модифицированной олеиновой кислоты.

7, Исследован механизм закрепления шдафяшрованной олеиновой каслоты ¡1а поверхности флюорита. Установлено экспериментально и подтверждено ИК-спектроскопией, что закрепление реагента происходит в ионной форме, в виде олеата кальция.

8, Установлено, что использование при флотации реагентов, модифицированных комбинированным У30+ЭХ0 воздействием, повышает извлечение флюорита по сравнению с исходным на 5,86$, мусковита гз 5,5$.

9, Разработаш промышленные образцу гидродинамических аппаратов, защищенных авторскими свидетельствами на изобретения.

Технология предварительного модифицирования реагентов АНП и олеиновой кислоты внедрена на обогатительных фабриках. Установлено улучшение качества слюдяного концентрата и повышение ого и;>с;тчшшя на 0,7$ с одноврамешшм сокращением расхода реагента на 10$. При обработке олеиновой кислоты повышено качество

флюоритового концентрата на 1,14%, а извлечения - 2,4$ и снижен расход реагента на 17%. Экономический эффект от внедрения составил 325,9 тыс.рублей (цены 1985-87г.г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. М.Р.Шаутенов, Ю.В.Малахов, А.А.Байшулаков. Использование неомыленной олеиновой кислоты на обогатительной фабрике Хайдарканского ртутного комбината.- Комплексное использование минерального сырья. Алма-Ата, 1981, Jí9, с.26-28.

2. А.А.Байшулаков, М.Р.Шаутенов. Ноше типы ультразвуковых гидродинамических аппаратов для эмульгирования реагентов// У Всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов.- Тезисы докладов, М. МИСиС, 1982, с.56.

3. М.Р.Шаутенов, В.Г.Варламов и др. Обработка олеиновой кислоты в ультразвуковых гидродинамических аппаратах на обогатительной фабрике./ Экспресс информация КазНИИНТИ, Алма-Ата, 1985, с.1-3,

4. М.Р.Шаутенов, В.Г.Варламов и др. Обработка флотационных реагентов в ультразвуковых гидродинамических аппаратах на обогатительных фабриках// У1 Всесоюзная конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов.-Тезисы докладов, М. ШСиС, 1987, с. 100,

5. М.Р.Шаутенов, В.Г.Варламов и др. Испытания модифицированных растворов реагентов при флотационном обогащении руд.-Комплексное использование минерального сырья. Алма-Ата, 1988,

Jé 2, с.25.

6. М.Р.Шаутенов, Ю.В.Малахов. Алпзрат для комбинированной ультразвуковой электрохимической обработка флотационных реагентов и жидких сред.- Комплексное использование минерального зырья. Алма-Ата, 1988, ü 3, с.24-26.

7. М.Р.Шаутеноа, В.А.Чантурия и др. О физико-химических звойствах модифицированных водных растворов АНП.- Комплексное ^пользование минерального сырья. Алма-Ата, 1988, £ II,

в. 35-37.

8. М.Р.Шаутенов, В.Г.Варламов я др. Модификация свойств элеиновой кислоты. Дезисы докладов научно-технического сове-аания "Новые высокоэффективные процессы я аппарат в технологии обогавдиия руд". Ереван, 1989, о.36.

9. М.Р.Жолшэбвкоча, Ю.В.Малахов, М.Р.Шаутенов, Л.С.Самсо-йова. Модификация свойств олеиновой кислоты,- Комплексное использование минерального сырья. Алма-Ата, 1990, Л 8, с.45.

10. М.Р.Колшибекова, В.Г.Варламов, Ю.В.Малахов, М.Р.Шаутенов, Л.С.Самсонова. Предварите лзная модификация свойств олеиновой кислота и ее взаимодействие с минералами.- Комплексное использование шнерального сырья. Алма-Ата, 1990, № 9* с.36-39,

По результатам работы получены следующие авторские свидетельства на изобретения:

1. A.C. 716576 СССР. Ультразвуковое устройство для обработки суспензии и эмульсии/ К.И.Жаворонок, А.А.Байшулаков, Ю.В.Малахов, М.Р.Шаутенов. 29 февраля 1980г.

2. A.c. 719681 СССР. Ультразвуковой гидродинамический излучатель / Ю.В.Малахов, К.И.Жаворонок, A.A.Бай-

шулаков, М.Р.Шаутенов - 15 марта 1980г.

3. A.c. 827139 СССР. Ультразвуковое устройство для получения суспензий и эмульсий / М.Р.Шаутенов, К.И.Жаворонок и др - 7 мая 1981г.

4. A.c. 1045949 СССР. Ультразвуковой гидродинамический излучатель / М.Р.Шаутенов, А.А.Байшулаков, Ю.В.Малахов - 7 ок тября 1983г.

5. A.c. 1353494 СССР. Установка для приготовления мелкодисперсных высокостойких эмульсий флотореагентов./ М.Р.Шаутенов, В.Г.Варламов, В.А.Чантурия я др. - 23 ноября 1987г.

Подписано в печать 26 . Oi.93r. Заказ № 150. Тираж 100 экз. Отпечатано на ротапринте ИМиО HAH PK