Повышение эффективности флотации апатита с применением оксиэтилированных моноалкилфенолов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

© И.С. Бармин, В.И. Белобородов, Д.Ф. Сединин, 2011

УДК 622.7

И. С. Бармин, В.И. Белобородов, Д. Ф. Сединин

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФЛОТАЦИИ АПАТИТА СПРИМЕНЕНИМ ОКСИЭТИЛИРОВАННЫХ МОНОАЛКИЛФЕНОЛОВ

Задача повышения эффективности флотации апатита из техногенного сырья может быть решена путем совершенствования реагентных режимов флотации на основе применения оксиэтилированных моноалкилфенолов. Установлено влияние расхода и структуры оксиэтилированных моноалкилфенолов на коллоидно-дисперсное состояние олеатов и линолеатов натрия и на диспергирующее действие сульфит-спиртовой барды на шламовые фракции породных минералов. Результаты флотационных исследований подтверждают целесообразность применения оксиэтилированных алкилфенолов для повышения эффективности флотации апатита из техногенного сырья.

Ключевые слова: флотация апатита, реагент, шламовые фракции.

^адача повышения эффективности флотации апатита из техногенного сырья может быть решена путем совершенствования реагентных режимов флотации на основе применения окси-этилированных моноалкилфенолов, нашедших применение при флотационном обогащении апатитовых и других руд [1, 2].

Оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримеров пропилена представляют собой техническую смесь поли-этиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов следующего состава: С9Н!9-СбН40(С2Н40)пН где С9Щ9 — алкильный радикал изоно-нил, присоединенный к фенолу преимущественно в параположении к гидроксильной группе; п — усредненное число молей окиси этилена, присоединенное к одному молю алкилфенолов.

Химическая промышленность выпускает следующие химические соединения, относящиеся к типу оксиэтили-рованных алкилфенолов: Неонол АФ 94, Неонол АФ 9-6, Неонол АФ 9-8, Неонол АФ 9-9, Неонол АФ 9-10, Неонол

АФБ-10, Неонол АФ 9-12, Неонол АФБ-12, где 9 — число атомов углерода в алкильном радикале; 4, 6, 8, 9, 10, 12 — усредненное число молей окиси этилена, присоединенное к молю алкилфено-ла (степень оксиэтилирования).

Задачей экспериментальных исследований было установление количественных влияния расхода и структуры оксиэтили-рованных моноалкилфенолов на процессы разрушения мицелл и перевода олеатов и линолеатов натрия и кальция в адсорбци-онно- активную мономолекулярную форму.

Определение критической концентрации мицеллообразования (ККМ), характеризующей устойчивость мономолекуляр-ной формы существования ПАВ, осуществлялось турбидиметрическим способом, основанном на явлении интенсивного рассеяния светового потока образующимися мицелла-мии.

Результаты исследований (рис. 1) показали, что добавление реагента Неонол АФ 9-8 в количестве 80 мг/л вызывает при 240С увеличение ККМ олеата натрия от 0,75 * 10-3 моль/л до 0,89 *10-3 .

Концентрация реагента, мг/л

Рис. 1. Зависимость критической константы мицеллообразования олеата натрия от расхода реагентов Неонол АФ 9-8 (а) и Не-онол АФ 9-10 (б): 1 - при температуре 240С; 2 - при температуре 140С

Дальнейшее повышение расхода реагента не ведет к росту ККМ олеата натрия (рис. 1, а). Аналогичная зависимость наблюдается и при температуре 140С. При использовании Неонола АФ 9-10 зависимость ККМ олеата натрия от концентрации реагента стабилизатора при 24

0/'Ч

С носит схожий характер и характеризуется наличием максимума растворимости при расходах от 60 до 80 мг/л (рис. 2, б). При температуре 140С диспергирующая способность Неонола АФ 9-10 существенно снижается (рис.1, б).

Добавление реагента Неонол АФ 9-8 в количестве 80 мг/л вызывает при 24 0С увеличение ККМ линолеата натрия от 1,25 * 10-3 моль/л до 1,6 *10-3 . Дальнейшее повышение расхода реагента

Расход неонола, мг/л

Расход Неонола, мг/л

Рис. 2. Влияние расхода реагента «Неонол АФ 9-8 на выход диспергированных шламовых фракций (а) и на массовую долю Р2О5 в шламовых фракциях (б): 1 - без подачи ССБ; 2 - при расходе ССБ 300 мг/л; 3 - при расходе ССБ 500 мг/л

также не ведет к росту ККМ линолеата натрия. Аналогичная зависимость наблюдается и при температуре 14 0С.

Добавление оксиэтилированных мо-ноалкилфенолов вызывает возникновение синергетического эффекта, усиливающего диспергирующее действие смеси сульфит-спиртовой барды. Анализ результатов экспериментов, приведенных на рис. 2. показывает, что добавление Неонола АФ 9-8 в присутствии сульфит-спиртовой барды ведет к стабилизации шламовых фракций породных

Таблица 1

Результаты сравнительных опытов по флотации песковой фракции лежалых хвостов

№№ Реагентный режим Извлеч. Р2О5, % Содерж. Р2О5 в к-те, % Конст.скорости флотации Р2О5

1 Неонол АФ 9-8, 240С 71,6 38,3 0,336

2 Неонол АФ 9-8, 140С 70,7 37,9 0,323

3 Неонол АФ 9-9, 240С 71,5 38,3 0,330

4 Неонол АФ 9-9, 140С 70,6 37,7 0,315

5 Неонол АФ 9-10, 240С 71,7 38,4 0,341

6 Неонол АФ 9-10, 140С 70,2 37,3 0,302

7 Неонол АФБ10, 240С 71,5 38,2 0,331

8 Неонол АФБ10, 140С 69,8 37,0 0,276

9 Kонтр.опыт, 240С 70,5 36,3 0,296

10 Kонтр.опыт, 140С 68,6 35,7 0,237

минералов и снижению массовой доли в них апатита.

Целью дальнейших исследований был выбор условий для селективной флотации апатита с применением в качестве реагентов - регуляторов оксиэтилированных ал-килфенолов. Результаты экспериментов показали, что наилучшие результаты достигаются при использовании реагентов Неонол АФ 9-8, Неонол АФ 9-9, Неонол АФ 9-10 при расходах от 60 до 80 мг/л (таблица).

Промышленное внедрение технологии обогащения проводилось на фабрике по

переработке лежалых хвостов (ФПЛХ), входящей в состав Ковдорского ГОКа. Достигнутое увеличение содержания и извлечения пятиокиси фосфора в концентрат соответственно на 1,22 и 1,6% при практически не изменившейся себестоимости обогащения обеспечивает получение экономического эффекта в 45,2 млн. рублей в год.

Таким образом, полупромышленные испытания и внедрение разработанной технологии на фабрике по переработке лежалых хвостов Кодорского ГОКа показали ее эффективность.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белобородов В. И., Захарова И. Б., Андронов Г. П., Филимонова Н. М., Бармин И.С. Опыт обогащения техногенного фосфорсодержащего сырья в ОАО «Ковдорский ГОК» // Горный журнал, № 9. - 2010 г. - С.

2. Иванова В.А. Адсрбционные гидрофоби-зующие структуры на поверхности апатита при его селективной флотации из руд // Физические и химические основы переработки минерального сырья. - М., Наука, 1982. - С.93-98.

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------------

Бармин И.С. - главный обогатитель ОАО «Минерально-химическая компания «Еврохим»»; E-mail: info@eurochem.ru

Белобородов В.И. - кандидат технических наук, зав. лабораторией флотационных реагентов и обогащения комплексных руд Горного института КНЦ РАН, root@goi.kolasc.net.ru Сединин Д.Ф. - директор по техническому развитию ОАО «Ковдорский ГОК»,

Т. (815-35)7-20-20