Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья: В 2 кн. Кн.1

С.И. Иванков, Л.Я. Шубов

Флотационные реагенты в процессах обогащения 

минерального сырья: В 2 кн. Кн.1

Москва

Инфра-М

2017

С.И. Иванков, Л.Я. Шубов

Флотационные реагенты в процессах обогащения 

минерального сырья: В 2 кн. Кн.1

Справочник

Москва

Инфра-М; Znanium.com

2017

ББК 33.4

Ш95

УДК 662.765.06(035)

Иванков, С.И.

Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья: 

В 2 кн. Кн.1: справочник / С.И. Иванков, Л.Я. Шубов. – М.: Инфра-М; 
Znanium.com, 2017. – 293 с.

ISBN 978-5-16-103132-2 (online)

Приведены классификация и назначение флотационных реагентов (около 
двух тысяч наименований), а также . рекомендации по их применению.

Рассмотрены 
способы 
флотации 
различного 
минерального 
сырья, 

реагентные режимы , практика флотации полезных ископаемых, контроль 
качества 
флотационных 
реагентов. 
Даны 
сведения 
о 
реагентах 
в 

рудоподготовительном процессе.

Для инженерно-технических и научных работников черной и цветной 
металлургии, химической и угольной промышленности.

ISBN 978-5-16-103132-2 (online)
© С.И. Иванков, Л.Я. Шубов, 2017

1* 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Прогресс в 
области 
обогащения 
минерального 

сырья в значительной мере определяется усовершенствованием 
реа_гентных режимов флотации улуч·шением способов использования флотационных реагентов, расширением области их применения, разработкой и внедрением новых эффективных реагентов 

и их комбинаций. При этом решаются принципиальные задачи, другими методами не решаемые или решаемые неудовлетворительно: вовлечение в переработку труднообогатимого сырья, повышение технологических ~показателей 
в уже освоенном процессе, 

с.нижение себестоимости обогащения, решение экологических 
вопросов 
(использование 
малотоксичных 

реагентов, вовлечение в переработку отходов производства и т. д.). Реагентные режимы флотации во 

многом определяют возможности технологии и ее показатели извлечение ценных компонентов и качество 
получаемых концентратов и, 
как следствие, 

экономику процесса в целом. · 
. 
На~тоящий справочник, составленный на основе 

обобщения опыта мировой практики флотации за более чем полувековой период, в~лючает каталог флотационных реагентов (флотореагентов) с рекомендациями по их применению. Каталог содержит около 

двух тысяч наименований реагентов различных классов (собиратели, 
пенообразователи, регуляторы) 
и 

способов флотации (запатентованные сочетания флотореагентов различных классов, методы обработки 

пульпы реагентами, методы обработки реагентов перед флотацией, комбинации флотационных методов 

на основе применения реагентов и нефлотационных 

приемов и операций). _ 

Обработанные и удобные для пользования справочные сведения о флотореагентах, реагентных режи\dах флотации минеральных комплексов и современной практике флотации полезных ископаемых 
(по 

данным промышленных, полупромышленных и лабо~ 

раторных экспериментов) позволяют быстро осуществить выбор оптимальных . реагентных режимов для 

проверки в существующих и новых технологических 

3 

процессах. Все рекомендации конкретизированы применительно к типу и характеристике обогащаемого 

минерального сырья. 
. 

Издание справочника, 
не 
имеющего аналогов, 

представляется действенным механизмом внедрения 

и использования научных и практических разработок 

в 
наиболее актуальной области обогащения минерального сырья. 

При подготовке Справочника широко использовались литературные данные, а также материалы, предоставленные 
научно-исследовательскими
· 
институтами и другими организациями. 

Разд. 1 и 6-11 
написаны 
канд. 
техн. 
наук 

Л. 
51. 
Шубовым, 
разд. 2-5- канд. 
техн . 
наук 

С. И. Иванковым (разд. 2 совместно с Л. 51. Шубовым), разд. 12 инж. Н. К. Щегловой. 

'\ 

1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ 

ФЛОТАЦИОННЫХ РЕАГЕНТОВ 

Современное флотационное обогащение основано на применении флотационных реагентов ( флотореагентов). 

Флотореагенты химические 
соединения, 
способствующие 

избирательному прилипанию пузырьков воздуха к минеральным частицам и осуществлению флотации определенных компонентов. 

В з ависимости от целевого назначения ф л отореагенты де.~~ят 
на три класса собиратели, 
пенообразователи, 
регуляторы 1. 
Результаты флотационного обогащения в значительной 

степени определяются реагентным режимом флотации ассортиментом и способом применения реагентов; один и тот же результат флотации может быть получен при ра зличных реагентных режимах. Реагентный режим флотации преимущественно 

определяется типом и характеристикой полезного ископаемого, 

степенью 
его 
измельчения 
и 
кондициями, 
предъявляемыми 

к продуктам обогащения. 
· 

Простейший реагентный режим определяется дозировкой одного пенообразователя или реагента со смешанными функциями собирателя-пенообразователя . 
В современной практике 

флотации такие режимы редки. 

Обычно при флотации одновременно применяют несколько 

реагентов, действие которых взаимосвязано и зависит от концентрации каждого из них. Превышение сверх необходимого 

расхода реагента одного класса требует повышения расхода 

реагентов других классов и может привести к ухудшению технологических показателей. Минимально возможные расходы 

реагентов обеспечивают наименьшие затраты на переработку 

минерального сырья и лучшие результаты флотации. Необходимый расход реагентов определяют с помощью лабораторных 
· флотационных опытов, уточняют в полупромышленных и промышленных условиях . 

Флотоактивность реагентов может быть повышена 
с 
помощью физических, химических и др. методов эмульгирование, 
электрохимическое окисление, ультразвуковая, тепловая 

и бактериальная обработки, смешивание разных 
реагентов, 

подача реагента в парообразном состоянии или в виде аэрозоля 

1 При обезвоживании флотационных концентратов применяют реаrентыфлокулянты, которые иногда используют во флотации и относят к классу 

флотореаrентов-реrуляторов. . 

5 

и др. Использование физических, химических и др . методов воздействия на флотореагенты и их водные растворы способствует повышению технико-экономических пqказателей флотации 

(снижение расхода реагентов, увеличение извлечения ценных 

компонентов, улучшение качества концентратов). 

Наряду с применением флотореагентов трех классов (собиратели, пенообразователи, регуляторы) и различного сочетания 
реагентов 
внутри 
каждого 
класса 
совершенствование 

флотации минера:Льного сырья во многом определяют технологические приемы, включающие применение сочетаний флотореагентов различных классов, методы обработки пульпы реагентами, методы обработки реагентов перед флотацией, комбинации флотационных методов на основе применения реагентов и 

нефлотационных операций. Эти технологические 
приемы 
условно отнесены к группе · «Способы флотации» и дополняют 

каталог флотационных реагентов. 

1.1. СОБИРАТЕЛИ 

Собиратели органические вещества, закрепляющиеся преимущественно на поверхности раздела твердое жидкость. 

Назначение собирателей- ~:идрофобизация минеральной поверхности (понижение ее смачиваемости 
водой), увеличение 

скорости и прочности придипания частиц к пузырькам воздуха. 

Гидрофобизация минералов основана на физико-химических 

процессах образования поверхностных гидрофобных соединений. При подборе селективных реагентов-собирателей исходят 

из представлений о химическом взаимодействии собирателя 

с ионами кристаллической решетки минерала (окислительновосстановительные и обменные химические реакции, реакции 

комплексообразования). 

Молекулы или ионы собирателей (за исключением чистых 

углеводородов и некоторых др.) являются полярно-аполярными 

(дифильными). Полярная часть собирателя, обладая сродством 

к минералу, определяет прочность закрепления 
реагента на 

минеральной поверхности и селективность его действия на различные минералы. 

При подборе селективных собирателей для флотации металлических полезных ископаемых руководствуются сродством некоторых органических соединений к металлам и проводят допускаемую аналогию между избнрательностью взаимодействия
. 

орга _нических 
реагентов 
с 
катионами металлов в растворе и 

кристаллической решетке минерала* 
(предполагается, что на 

поЕерхности минерала имеются ненасыщенные связи). Многие 

* Корреляция между процессами, происходящими в растворах и на минеральной поверхности, наблюдается не всегда. 

6 

собиратели содержат те же функциональные группы (см. 1.1 .1), 

'что и 
,используемые в аналитической химии органические соедин е ния (металлы как объекты флотации и аналитических определений совпадают): ксантогенаты (28), дитиофосфаты (29), 

диалкилтиокарбаматы (в практике обогащения «диалкилтионокарбаматы») (23), 
тиомочевина (24), 
ветлужское масло (3) 

и др . 

В качестве собирателей эффективны комплексообра зующие 

реагенты, избирательно образующие хелаты с ионами тяжелых 

мета л лов 
(гидрофобизация основана на взаимодействии хелатообразующих группировок с ионами металлов в кристаллической решетке минерала с образованием прочных нерастворимых комплексов 2*. 

Поиск новых селективных собирателей рекомендуется проводить среди хелатообразующих органических соединений, содержащих электронодонорные атомы азота, кислорода, серы, 

фосфора и 
галоидов. Целенаправленный выбор лигандов (хелатообразующая группа атомов) позволяет разрабатывать реагенты заданной структуры с определенной вероятностью их 

флотационной активности. 

Рекомендуемые направления 
и з ысканий в области реагентов-собирателей: 

первичные
, собиратели для прямой или обратной флотации 

основного компонента 
(нескольких компонентов, в том числе 

сопутствующих); 

дополнительные собиратели 
(способствуют снижению рас. 

хода основного собирателя и повышению извлечения флотируемого компонента, особенно частиц крайних размеров крупных и шламистых); 

сочетания 
(смеси) 
собирателей 
(особенно различной природы); 
· 
расширение области флотационного применения того или
. 

иного собирателя; 

дешевые заменители стандартных реагентов на . базе отходов 

различных производств; 

повышение 
эффективности 
действия собирателей различ. ными методами (подача в виде раствора в водонесмешивающемся органическом растворителе, добавки поверхностно-активных веществ, электрохимическая, ультразвуковая, тепловая, 

бактериальная обработка и пр.). 

* Реаrентtх, образующие с этими ионами прочные растворимые комп. лексы, селективно адсорбируясь на поверхности соответствующих минералов, 

иоrут обладать депрессирующей способностью по отношению к этим минералам . 

7 

1.1.1. 
НЕКОТОРЫЕ ФУНКЦИ0НАЛЬНЫЕ ГРУППЫ ОРГАНИЧЕСКИХ 

1 
2 
3 
' 
,,.,.... 
С=С 
-с~ 
1 
1 
-с=сн 
~с-он 
НО 
он 

/ 
Al, In,Ga,Ge·,Ti, V 1v 

Ag,Cu 
FllI 

Sb,Вi,Mo , Fe 1 Ба, РЬ 

6 
'-~с,/ 

7 

"~ 

8 

-N02 
и 

С 
С · + CS2 
N 

1 
11 
Cu и др. эл.ементы, 
подви3/с1J
. 
н 

но 
о 
образующие 

Tl 

аммиакаты 
К, Rb, Cs, NH 4 
12 
с-с 
13 
/ 
14 . 
. 
1 
'-.rf 
"N/ 
(O::::l)C-c 
(О=)С-с 
1 1' 
. 
1 
~ / 

НО N (Н 2
) 
НО 
N 
][ 
Fe 
Cu,Ni 
Cu,Zn,Cd и ~Н; др . 

18 
с 
/ 

19' 
с 
20 
N 
/~ 
"'-c.f' 'с(Н) 
(HN=)c/ "с( =NH) 
(О=)С 
с 

1 
1 
1 
11 
. 
1 
1 

но 
N(H2) 
НО 
N-OH 
НО 
N (Н) 

Cu,Zn,Cd,Hg,Pb ,Co,Ni 
Cu,Zn,Cd, Pb,l~e . Ni 
Ag,Cu , Ni,Pd 

2.4 
25 -:-s, 
26 
(О=)С-СC-.N-)-C-NH2. 
с-sн: 
1 
1 
11 
. 
-N~ 
но 
SH 
s 
l<'e, U и др. ;м.ементы 

Bi.Ru,Os 
Cu,Cd,Hg, Ti, РЬ,Вi 
группыН'2 Sи (NH4 )2S 

30 
/ 
31 
s 
N 
........ 
'"/"'-t./ 
~/"/ 
С=С 

и 
1 
1 

с 
с 
с 
с 

пs 
SH 
1 
11 
1 
11 

Sn,Bi,Mo.W 
HS 
s 
Bi ; SЬ 
HS 
s 

хн 
но 
35 
36· 

~N=N-<
-ХН= 
-н 
-ХН= 
-он 

Co,Mg,Zn,Cd,C.u 

Со 

111
, с/

11

, Pd 
и 
.мн. другие 

40 
хн 
~ 

41 

~:н, сн:t >--__(
~хн= 
--н 

1 
N=N 
Cu 

Sc, Th , U 

РЕАГЕНТОВ (по А. 8. Глембоцкому) 

4 
с 
'clc,c(=o> 

,5 

'с~с'с/ 
'/. ......... / 

с· 
·с 

' 1 
1 
ил.и 
1 
1 

'нь 

11 

110 
он 
НО 
ОН 
о 

Li, Cu, Са, Ве, Mg, А!, Ga, Ti, U, Fe 
В, ~l,Ga;Ge 

9 
-N-OH 
10 ~ 
.11 ' 
/ 
1 
/C-NO 
, 
С=С 

NO 
+ (Алк) 2 N-с 
1 
1 
" 

но 
No· 

Легко гидро
лйзующиеся катиопы 
Pd 
Со, Zr., U 

15 
16 
17 
-с-сс-с-с-с-с-с
11 
11 
1 
11 
11 
11 

ил.и 

11 
11 

о 
N-OH 
но 
N-он 
HO-N N-OH N 
N 

}о, 11 
е , Co,Ni 
.cu,Mo 
Ni:,P.d 

21 
22 
23 

о 
-N=C-SН(-NH-C=S) 
-с-s:н 
~ 
1 
1 
-s ' 

Hg,Ag,Cu и др. элемепон 

Hg 
llf 
ты 
груnnъ1 • . 

F.e , Ti, Zr 
H2S ,(NH4)2S 

27 (О=)С-:С= 
28 
~s 
29 
, 
#s 
1 
1 
-с 
"-/' 
(H)N 
SH 
'sн 

Э11емепты 
груп.пы 
Cu и др. э.11.ем.епты 
/ 
'sн 

H2Su(NH4 )2S 

группы 

:Мо, Bi, Rн , Os 
H2Su,(NH4) 2S 

32 

~о 
33 
;о 
34 
-N=N
-Se 
-Аs-ОЛ 
-S03H или соон 

'он 
'-он 

z·r Fеш 
Zr,Hf,NЬ,T,a,Т.i,Sn 
Zr,Hf 
' 

37 
38 
39 

-ХН= 
-со он 
-ХН= -so3H 
-ХН= 
-As03H2. 

--. 
Al,C.u и др . 
Ba,Sr,PЬ 
Al , PЬ,Zr,TЬ,U 

42 
\ 
43 
44 

-ХН= 
-он 
-хн= -соол 
-ХН= -S03H 

Си, N.i 
Cu,Nt 
Cu,Ni