Влияние продуктов электрохимической обработки воды на магнитные и электроповерхностные свойства ферросилиция Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

© В.И. .Богачев, Е.Н. Чернышова, Г.П. Лвойченкова, Б.Б. Кубалов, 2003

УЛ К 621.928

В.И. Богачев, Е.Н. Чернышова, Г.П. Лвойченкова, Б.Б. Кубалов

ВЛИЯНИЕ ПРОЛУКТОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОЛЫ НА МАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ФЕРРОСИЛИЦИЯ

Все более широкое применение находит тяжелосредная сепарация алмазов на предприятиях АК «АЛРОСА». Этот процесс обогащения имеет высокую точность разделения даже в присутствии большой доли минералов близкой плотности. Однако в операциях тяжелосредного обогащения есть определенные факторы, от которых во многом зависит качество и эффективность процесса, и основными из которых являются: качество утяжелителя, стабильность реологических свойств суспензии, а также эффективность процесса регенерации

утяжелителя.

В качестве утяжелителя для приготовления суспензии в технологических схемах АК «АЛРОСА» применяют мелкогранулиро-ванный ферросилиций. Научно -исследовательскими работами институтов «Якутнипроалмаз» и «Иргиредмет» установлено, что величина потерь ферросилиция зависит от качества отмывки утяжелителя при грохочении концентратов и хвостов тяжелосредного гидроциклона и от извлечения гранулированного ферросилиция в схеме регенерации разбавленной суспензии.

Потери ферросилиция напрямую связаны с его коррозией, на проявление которой в большей степени влияет качество технологических вод. Окислительные процессы на поверхности ферросилиция развиваются при контакте частиц утяжелителя с воздухом (барботаж суспензии в течение длительного времени) и с жидкой фазой суспензии при ее низкой щелочности. Повышение температуры воды увеличивает скорость реакции. При движении

частиц утяжелителя в суспензии облегчается доступ кислорода к ним, а трение их друг о друга способствует разрушению защитной пленки на поверхности, что также приводит к повышению скорости коррозии. Окисленный ферросилиций частично теряет свои магнитные свойства, что приводит к его потерям в цикле магнитной сепарации. Основной задачей на пути снижения потерь ферросилиция, таким образом, является борьба с коррозией утяжелителя в технологическом процессе и восстановление магнитных свойств его перед процессом регенерации.

Предыдущими исследованиями ИПКОН РАН была показана возможность целенаправленного изменения поверхности минералов, находящихся в водной среде, путем регулирования ее физикохимических характеристик (рН и ОВП) методом электрохимической обработки [1]. При этом, используемые аппараты, работающие в режиме катодной обработки водных систем, позволяют получить продукты со следующими показателями: рН

9,011,5; ЕЬ =-280 4 -800 мВ; концентрация растворенного кислорода близка к ну-

Рис. 1. 1 - контакт ферросилиция с католитом рН 10,5; ЕЬ = -420 мВ без перемешивания; 2 -контакт ферросилиция с католитом рН 10,5; ЕЬ = -420 мВ при перемешивании; 3 - контакт ферросилиция с минерализованной оборотной водой при перемешивании

лю, при значениях исходной воды: pH 7,94- 8,2; ЕЬ =+180 4 +220 мВ и концентрацией кислорода 8 4 9 мг/л.

С целью установления возможности использования вышеприведенных продуктов электрохимической обработки воды для предотвращения коррозии и восстановления магнитных свойств ферросилиция были проведены лабораторные исследования. Результаты исследования показывают, что предварительная обработка свежего ферросилиция католитом, дает возможность сохранить магнитные свойства утяжелителя после последующего длительного контакта его с минерализованной водой; выход магнитной фракции в процессе сепарации составил 90%, против 65% в опыте без предварительной обработки католитом. На рис.1 показано, что процесс ухудшения магнитных свойств ферросилиция непосредственно в католите значительно замедлен по сравнению с минерализованной водой. Установлена эффективность обработки использованного в процессе тяжелосред-ной сепарации ферросилиция католитом (ЕЬ = -280 4 -450 мВ, рН 9,5411,9), который восстанавливает магнитные свойства утяжелителя практически полностью.

Известно, что одним из важных показателей стабильности тяжелой среды является ее агре-гативная устойчивость. При прилипании твердых частиц друг к другу в жидких средах явления взаимодействия за счет сил молекулярного притяжения могут осложняться наличием расклинивающего давления тонких слоев жидкости [2]. Одной из причин этого эффекта служит отталкивание двойных электриче-

ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОЛЕЛЬНОЙ ВОЛНОЙ СИСТЕМЫ И ПРОЛУКТОВ ЕЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА (ЛИАФРАГ-МЕННЫЙ АППАРАТ) НА ИЗМЕНЕНИЕ П-ПОТЕНЦИАЛА ПОВЕРХНОСТИ «СВЕЖЕГО» И ОТРАБОТАННОГО ФЕРРОСИЛИЦИЯ И СКОРОСТЬ ЕГО ОСАЖЛЕНИЯ В СУСПЕНЗИИ

№ I, Ач л pH Eh, мB Ионный состав жидкой фазы, мг/л V * св. см мин V * отр. см мин □св^ мB □отр^ мB

Ca2+ Mg2+ Cl- SO42- HCO3-

Модельная водная система

2 - 7,6 +290 148 46,2 181 195 176,9 5,58 5,70 -2,29 -0,70

Продукты электролиза

3 0,25 2,2 + 110 0 100 36,5 241,4 321,6 - 5,10 5,16 -0,94 +0,92

4 0,03 4,8 +705 -2,73 -0,73

5 0,03 10,5 -450 -2,00 -0,88

6 0,25 11,6 -870 130 6,08 60,4 126,7 - 4,56 4,56 -2,37 -1,08

ских слоев, расположенных у границы раздела твердая частица - жидкость.

Исходя, из теории расклинивающего давления, диспергация частиц в водных системах может происходить в случае одноименных зарядов поверхности частиц при малом различии их потенциалов. Заряды и соответственно потенциалы частиц можно изменять в нужном для процесса направлении, как адсорбцией ПАВ, так и использованием продуктов электролиза водных систем [3], т.е. добиваться, например, условий, при которых электростатическая сила способствует наибольшему отталкиванию частиц.

Оценка изменения электропо-верхностных свойств ферросилиция в результате контакта его с водными системами и продуктами их электролиза проводилась по величине электрокинетического потенциала (^-потенциала). Агре-гативная устойчивость суспензии оценивалась по скорости осаждения ферросилиция.

Изучение агрегативной устойчивости суспензии из ферросилиция показало, что несмотря на то, что использованный в процессе тяжелосредной сепарации на фабрике №3 Мирнинского ГОКа ферросилиций обладает меньшими крупностью (78,55% класса -

0,05)и плотностью (6,45 г/см3) чем "свежий " (66,2% и 6,74 г/см3), скорость его осаждения несколько превышала (5,7 см/мин) скорость осаждения "свежего" (5,58

см/мин) в минерализованной воде.

Этот факт говорит о возможном агрегатировании мелких частиц отработанного ферросилиция за счет преобладания сил молекулярного взаимодействия над силами электростатического отталкивания. Измерение электрокинетического потенциала показало, что у "свежего" ферросилиция в дистиллированной воде ^-потенциал в 6,4 раза превышает потенциал отработанного ферросилиция.

Предварительная обработка ферросилиция продуктами электролиза минерализованной воды,

моделирующей техническую воду Мирнинского ГОКа, позволяет увеличить электрокинетиче-ский потенциал частиц ферросилиция и соответственно снизить скорость его осаждения в суспензии, таблица. Как видно из представленных результатов, предварительная обработка

утяжелителя католитом позволяет не только увеличить элек-трокинетический потенциал

продукта, но и увеличить агре-гативную устойчивость суспензии. Скорость осаждения ферросилиция ("свежего" и отработанного) снизилась до 4,56 см/мин.

Таким образом, проведенные исследования показывают возможность использования продукта электрохимической обработки воды (католита) для замедления процесса коррозии ферросилиция, повышения эффективности его регенерации, а также для повышения агрегативной устойчивости тяжелой суспензии.

СПИСОК ЛИТЕРАТ"РЫ

1. Чантурия В.А., Трофимова Э.А., Диков Ю.П. и

др. Связь поверхностных и технологических свойств алмазов при обогащении кимберлитов, Горный журнал, 1998,

11-12, с. 52-56

2. Дерягин Б.В, Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твердых тел, - М.: Наука, 1973, 279 с.

3. Чантурия В.А. Дмитриева Г.М, Трофимова Э.А. Интенсификация обогащения железных руд сложного вещественного состава, - М.: Наука, 1988, 206 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Богачев В.И.-ИПКОН РАН.

Чернышова Е.Н.- Московский государственный горный университет. Двойченкова Г.П. - ИПКОН РАН.

Кубалов Б.Б. - АК АЛРОСА.

Файл:

Каталог:

Шаблон:

Заголовок:

БОГАЧЕВ

G:\По работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB7_03

C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.dotm

Все более широкое применение находит тяжелосредная сепарация алмазов

на предприятиях АК «АЛРОСА» Содержание:

Автор:

Ключевые слова:

Заметки:

Дата создания:

Число сохранений:

Дата сохранения:

Сохранил:

Полное время правки:

Дата печати:

При последней печати страниц: слов:

Трофимова Э.А.

02.06.2003 10:13:00 8

08.11.2008 23:02:00 Таня

34 мин.

08.11.2008 23:53:00 2

знаков:

1 199 (прибл.) 6 837 (прибл.)