Способ определения флотационной активности реагентов Советский патент 1992 года по МПК B03D1/00 

Фиг.1

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к изучению свойств пленок водонерастворимых реагентов на границе жидкость - газ для определения их флотационной активности, и может быть использовано для выбора эффективных реагентов и их сочетаний, обоснования их рациональных расходов при флотации, выявления влияния изменения состава жидкой фазы при флотации на свой- ства пленок реагентов и их флотационную активность, а также осуществления входного контроля качества реагентов, поступающих на флотацию.

Цель изобретения - повышения точно- сти определения флотационной активности реагентов.

На фиг. 1 изображена зависимость изменения величины поверхностного натяжения от времени на увеличенной на 50% поверхности с пленкой различных реагентов на ней; на фиг. 2 - результаты опытов беспенной флотации сильвина этими же реагентами; на фиг. 3 - структурная схема устройства для определения флотационной активности реагентов.

Сущность способа заключается в том, что увеличивают поверхность пульпы на 50± 5%, определяют изменение поверхностно- го натяжения пульпы на времени, и по интегральной величине поверхностного натяжения во времени судят о флотационной активности реагента.

П р и м е р. Устройство (фиг. 2, 3) содер- жит кювету 1 Лэнгмюра, которой перекрывают неподвижный 2 барьер и подвижный 3 барьер, который приводится в движение с помощью тяги 4, укрепленной за .второй свой конец на подвижной платформе 5, на которой укреплен первичный механотрон- ный преобразователь 6 основных электронных микровесов, а с другой стороны тяги подвижного барьера 3 к платформе прикреплены первичный механотронный пре- образователь 7 дополнительных электронных микровесов. На концах стержней механотронных преобразователей крепятся тонкие пластинки 8 из нержавеющей стали, для измерения сил поверхностного натяжения методом Вильгельми. Электрические выходы первичных механотронных преобразователей 6 и 7 соединены через соответствующие электронные блоки микровесов 9,10 блока определения интеграль- ной величины поверхностного натяжения, который коммутирует микровесы 9, 10 по очереди на вход цифрового вольтметра 12 (работающего здесь в качестве аналого- цифрового преобразователя) и с выхода вольтметра сигнал в цифровом коде поступает через анализатор 13 процессов на циф- ропечать, при этом анализатор обеспечивает запись на ленте цифропечати номера микровесов/текущего времени с начала эксперимента, текущего значения силы поверхностного натяжения и может включить оповещение оператора о выходе величины входного сигнала по какому-либо каналу выше (ниже) установленного значения (это используется в канале дополнительных электронных микровесов для контроля протекания реагента под движущимся барьером).

Кроме этого, выходной сигнал с основных электронных микровесов поступает на самопишущий потенциометр 14 типа КСП-4 и на вход Y двухкоординатного самопишущего устройства 15, на вход X которого поступает сигнал о линейном перемещении платформы с датчика 16.

Заданная скорость движения и величина перемещения платформ обеспечиваются силовым электроприводом с блоком электромагнитного переключения скоростей движения 17.

Способ реализуется следующим образом.

В прямоугольную кювету 1, снабженную перекрывающими ее барьерами 2, 3, заливают жидкую фазу (пульпу), например, воду или насыщенный по КС) и NaCI раствор.

На ограниченную барьерами часть поверхности наносят навеску испытуемого флотореагента.

Поверхностное натяжение измеряют по силе втягивания пластинки 8 без ее отрыва от поверхности. Для регистрации силы тяги используют электронные малогабаритные, малоинерционные микровесы 9.10, созданные на основе механотронного преобразователя 6 усилий, обеспечивающие измерение и регистрацию изменения силы от до 2 г. Выходной сигнал микровесов регистрируют потенциометром 14, а также цифровым вольтметром 12, который выполняет роль аналого-цифрового преобразователя. Запуск вольтметра по заданной программе осуществляет блок 11 процессоров, который считывает информацию, поступающую с вольтметра ФЗО, анализирует ее и выдает сигналы на запуск цифропечати для регистрации результатов наблюдений. Информация с анализатора может поступать для обработки на ЭВМ.

Применение электронных микровесов позволяет вести непрерывное измерение поверхностного натяжения с записью показаний в виде графика на КСП-4 и в цифровой форме на цифропечати.

Затем подвижным барьером 3 пленку реагента растягивают со скоростью 10- 40 мм/с на 50% и снимают кривую измерения а во времени до установления равновесного значения сгр , которое определяется по прекращению изменения показаний во времени. Площадь S, ограниченная кривой er(t), характеризует флотационную активность реагента при данном расходе. Чем она больше, тем больше флотационная активность реагента.

Площадь под кривой а (т)симбатна произведению двух показателей: разности динамического и равновесного поверхностного натяжения (Лет (oi - cri)) и времени релаксации (tp). Как известно,разность поверхностного натяжения характеризует способность peaгентов увеличивать прочно- сть контакта между пузырьком и частицей при действии на частицу динамических открывающих усилий при флотации в пульпе, а время релаксации - время действия упрочнения контакта после приложения усилий. Таким образом, площадь по кривой O(t) является комплексным показателем, учитывающим оба показателя флотационной активности реагентов, действующих на границе жидкость - газ.

Дополнительные электронные микровесы 9, 10. установленные на передвигающейся платформе 5 с противоположной стороны барьеров 2, 3, измеряют поверхностное натяжение пульпы за барьером. В случае подтекания реагента из пленки под барьером поверхностное натяжение за ним падает и это уменьшение фиксируется дополнительными микровесами 9, 10, а устройство сигнализации смонтированное в блоке 11, оповещает оператора. Введение такого контроля позволило повысить достоверность измерений. В нормальном режиме, когда утечки реагента нет, показания дополнительным микровесов через анализатор процесса записываются под своим индексом на цифропечать.

Следует отметить, что блок 11 позволяет контролировать до 10 каналов и совместно с электронным вольтметром и цифропечатью образует десятиканальное регистрирующее устройство (время опроса 10 каналов- 1 с)..

Перемещение барьера с заданной скоростью (возможные пределы от 0,03 о 70 мм/с) и на заданное расстояние с очностью позиционирования 0,1 мм осуществляется с помощью силового электропривода с блоком электромагнитного переключения скоростей движения платформы 5, на которой закреплены электронные микровесы 9, 10. Передвижение микровесов совместно с барьером на расстояние 5-8 мм от него позволяет измерять (fi непосредственно в месте растекания пленки, 5 что повышает точность определения флотационной активности.

Целесообразно применять скорости движения барьера от 10 до 40 мм/с. Увеличение скорости от 10 до 40 мм/с приводит к

0 увеличению в основном величины Ог , практически без изменения tp (табл. 1). При скорости свыше 40 мм/с на поверхности жидкости образуется волна, искажающая начальный участок кривой (в период време5 ни 3-10 с) ff(t), а скорость менее 10 мм/с нежелательна, так как при таких скоростях существенно уменьшается площадь под кривой cr(t), что снизит достоверность сравнительной оценки флотационной активно0 сти собирателей (например, аминов различного состава), время релаксации для которых может быть менее 50 с.

Кривая 1 (фиг. 1) соответствует изменению во времени поверхностного натяжения

5 для смеси фракции с температурой кипения 428° С дистиллятного экстракта с аминами Ci7 - С20 в соотношении 10:1, кривая 2 - то же, для смеси остаточного и дистиллятного экстракта (реагент ФАК-81 и ФАК-20) с ами0 нами Ci + C20, кривая 3 - то же, для смеси

фракции с температурой кипения 299-361°

С дистиллятного экстракта с аминами Ci Сао, кривая 4 - то же, для аминов Ci - С20.

На фиг. 2 приведены результаты опытов

5 беспенной флотации сильвина класса 2,0- 2,5 мм этими же реагентами, Кривыми 5-8 изображена зависимость выхода сильвина в концентрат от расхода реагентов.

П р и м е р. В ванну размером 40x20x0,3

0 см на поверхность насыщенного по NaCI и KCI водного раствора, ограниченную подвижными барьерами, вводят смесь нефтепродуктов фракции( 428° С)дистиллятного экстракта (кривая 1, фиг. 1), ФАК (кривая 2),

5 фракция (299-361)° С дистиллятного экстракта (кривая 3) с аминами Ci - €20 в соотношении 10:1 и амин Ci - С20 (кривая 4). Первоначальное расстояние между барьерами составляет 10 см, площадь поверхно0 сти - 200 см. Количество вводимого реагента составило 0,4-0,45 мг - т.е. отвечает максимуму кривой при определении флотационной активности по способу, где значения О2 -oi для смесей реаген5 тов практически одинаковы. Затем поверхность жидкости увеличивают на 50% барьером при скорости движения его 40 мм/с. Сила втягивания пластинки (длина 3,7 см и толщина 0,1 см) жидкостью, регистрируемая электронными весами, до растяжения пленки, увеличение силы в результате растяжения и изменение ее во времени на увеличенной поверхности жидкость - газ в единицах поверхностного натяжения записывается на ленте самописца.

Полученные результаты в виде графика зависимости a(t) приведены на фиг. 1 и в табл. 2, а результаты флотоопытов с этими же реагентами при времени флотации 3 мин {на фиг. 2 кривые 5-8 соответственно).

Флотоактивность смесей реагентов при оптимальной концентрации их (0,75-1,0 кг/на 1 т сильвина) изменяется в той же последовательности, что и площади под кривыми cr(t).

В таблице 2 в колонках 2-5 приведены результаты определения Лег для испытанных реагентов по методу. Величина Дет для всех реагентов примерно одинакова, в то время, как флотационная активность (колонка 10) существенно отличается.

В колонках (6-9) табл. 2 приведены результаты определения разности и площади (S) под кривой a(t), предлагаемой в качестве критерия флотационной активности реагентов по данному методу. Видно, что Е -;ежду изменениями площади (колонка

9) и выходом сильвина в концентрат (колонка 10) наблюдается хорошая корреляция.

Использование изобретения позволяет повысить достоверность и точность определения флотационной активности реагентов и их сочетаний при различных концентрациях в жидкой фазе, а также выявить влияние состава жидкой фазы на изменение флотационной активности реагентов.

Формул а изо бретен и я

1.Способ определения флотационной активности реагентов, основанный на увеличении поверхности пульпы на 5Qf5%, определении интегральной величины

разности поверхностного натяжения пульпы при начальной и увеличенной поверхности пульпы и заданном расходе реагентов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения

флотационной активности реагентов, определяют изменение поверхностного натяжения пульпы во времени после увеличения поверхности пульпы и о флотационной активности реагентов судят по прямо пропорциональной интегральной Величине изменения поверхностного натяжения пульпы во времени.

2.Способ по п. 1,отличаю щи.и с я тем, что поверхность пульпы увеличивают

со скоростью 10-40 мм/с.

Изобретение относится к контролю параметров процессов обогащения полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение точности оп ределения флотационной активности реагентов. Для этого увеличивают поверхность пульпы на 50±5%. Затем определяют изменение поверхностного натяжения пульпы во времени после увеличения поверхности пульпы. О флотационной активности пульпы судят по прямо пропор- циональнрй интегральной величине изменения поверхностного натяжения пульпы. Устройство для реализации способа включает кювету 1, перекрываемую неподвижным 2 и подвижным 4 барьерами. Последний приводится в движение тягой 6, укрепленной одним концом на подвижной платформе 8 с размещенными на ней меха- нотропными преобразователями 3 и 10 весов. Их входы последовательно соединены С блоком определения интегральной- величины поверхностного натяжения пульпы, содержащим электронные блоки микровесов 12,13, анализатор 14, цифровой вольтметр и блок печати 15. Преобразователь 3 изменяет поверхностное натяжение пульпы за барьерЪм 4. В случае подтекания реагента из пленки под барьером 4 поверхностное натяжение за ним падает и это уменьшение фиксируется преобразователями 3,10 весов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.. 2 табл. i - fe

Смесь ФАК к.

амина67 61,3 380 68,8 62,8 420 69,8 62,6 400 69,5 62,5 390 71,5 62,1 400 74,0 61,8 420

42,9

41,5

.

37,2

40,2

72,8 29,9 64,3 8,562D 628 70

71,5 30,0 62,1 9,4400 400 58

69,6 33,6 61,2 8,3ТОО 149 30

70,4 30,2 68,6 5,850376

Таблице

§ §5

.

CJ

1

г

§3 ..SS .S&

i

11 i

Си

I

rv

N

Л

«.

40

20

005 СИ0.15 РАСХОД АМИНОВ, кг/т

Фиг.1

15

j

РАСХОД дполарного, кг/m