«Принцы» и «нищие» в царстве минералов

Однако было замечено, что цинковая обманка некоторых месторождений отлично флотирует и без медного купороса. Тщательный анализ показал, что в некоторых разновидностях цинковой обманки присутствует медь в виде микроскопических пылевидных вкраплений халькопирита. Это пример природной активации, которая до сих пор доставляет обогатителям много хлопот, так как разделение минералов меди и цинка из комплексных медно-цинковых руд в значительной степени осложняется их совместной флотируемостью.

Подавление флотации отдельных минералов может быть связано либо с вытеснением собирателя с их поверхности, либо с гидрофилизацией этой поверхности.

Одним из наиболее часто применяемых подавителей сульфидов является, кроме сернистого натрия, ион гидроксила ОН^-, адсорбирующийся на минералах в случае избытка щелочи. Он, как и полярный конец анионного собирателя (ксантогената, мыла и др.), заряжен отрицательно и, следовательно, является конкурентом собирателя на поверхности минерала. Точно таким же конкурентом является и гидросернистый ион HS^-, образующийся в пульпе при гидролизе сернистого натрия. Конкуренция между депрессором и собирателем регулируется их сродством к соответствующим ионам на поверхности минералов. Ион ОН^- при соответствующей концентрации является депрессором пирита. Ион HS^- — депрессор кварца, активированного ионами железа и меди. Ион цианида CN^- образует прочные комплексные соединения с цинком, медью, железом, серебром, ртутью и никелем и является депрессором соответствующих минералов. Бихромат калия был одним из первых депрессоров: в 1912 г. австралийцы Лаури и Гринуэй применили его для подавления одного из наиболее легко-флотируемых сульфидов — свинцового блеска. При этом ионы хрома еще влияли на флотируемость цинковой обманки, и при переработке свинцово-цинковых руд этот способ давал возможность раздельно получить свинцовый и цинковый концентраты.

При подборе регуляторов pH в качестве щелочного агента применялась обычная известь. Вскоре было обнаружено, что по сравнению с другими щелочами известь значительно сильнее подавляет флотацию пирита, что связано с избирательной адсорбцией ионов кальция на его поверхности.

Многие собиратели являются «по совместительству» пенообразователями, а большинство пенообразователей улучшает собирательное действие. Поэтому комплекс реагентов, участвующих во флотационном процессе, в совокупности с ионами, перешедшими в пульпу из минералов и в результате истирания и окисления оборудования (главным образом железа), является сложнейшим, необычайно тонким инструментом, с помощью которого осуществляется избирательная флотация. Влияние многочисленных факторов: концентрации реагентов, продуктов их взаимодействия, адсорбции на минералах, растворимости минералов и реагентов, адсорбции на пузырьках, количества, крупности и скорости движения пузырьков и частиц и т. д. — все это ставит флотацию в ряд сложнейших технологических процессов. Действие многочисленных факторов не ограничивается объемом пульпы. Столь ясе большое значение имеют процессы, происходящие в пенном слое, образовавшемся в результате поднятия пузырьков с минералами на поверхность.

Широкое применение флотации в горно-перерабатывающей промышленности стимулировало развитие ряда новых направлений физической химий: химии поверхностных явлений, коллоидной химии, теории пен, теории растворов, физики твердого тела, электрохимии и т. д.

В развитии теории, флотационного процесса огромная заслуга принадлежит советским учёным: И. Н. Плаксину, Б. В. Дерягину, М. А. Эйгелесу, В. И. Классену, В. А. Глембоцкому, В. И. Мелик-Гайказяну, С. И. Полькину, Г. С. Бергеру, Р. Ш. Шафееву и др. Из иностранных ученых необходимо отметить американского ученого А. М. Годена и австралийского ученого И. В. Уорка.

Около 100 лет минуло со времени начала работы первых флотационных фабрик. За это время изменились и набор флотореагентов, и конструкции флотационных машин, и приемы обработки руды, и режим флотации, и даже характер руд — объектов обогащения. Из случайно подмеченного факта избирательного прилипания и всплывания минералов выросла сложнейшая отрасль науки, оперирующая всем комплексом современных знаний. Из примитивного конуса для отделения всплывающих минералов выросла тончайшая универсальная технология, почти обязательное звено в цепи превращения любого ископаемого в полезный материал.

Механическая флотационная машина с роторным аэратором

Пневматическая флотационная машина пенной сепарации

Полиметаллы Рудного Алтая

Вслед за освоением Урала в конце XVIII в. была начата разработка полиметаллического месторождения на Рудном Алтае, названного Риддерским[3]. Его открыл, наладил добычу руды и извлечение из нее серебра и меди офицер Колывано-Воскресенского горнозаводского округа Филипп Риддер. Он был внуком шведа, взятого в плен при Петре I и женившегося на русской.