Флотация оловянно-свинцовой руды на анолите и католите

московский 
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

РЕДАКЦИОННЫЙ 

С О В Е Т 

Председатель 

Л .А 
П У Ч К О В 

Зам. председателя 

л . х . 
г и т и с 

Члены редсовета 

И.В. ДЕМЕНТЬЕВ 

АН. ДМИТРИЕВ 

Б.А. КАРТОЗИЯ 

М.В. КУРЛЕНЯ 

В.И. ОСИПОВ 

э . м . СОКОЛОВ 

КН. ТРУБЕЦКОЙ 

В.В. ХРОНИН 

В.А. ЧАНТУРИЯ 

Е.И. ШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 

М О С К О В С К О Г О 

ГОСУДАРСТВЕННОГО 

ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

Президент МГГУ, 
ч-ц.-корр. РАН 

д и р е к т о р 
Издательства МГГУ 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАН 

академик РАН 

академик МАН ВШ 

академик РАН 

профессор 

академик РАН 

академик РАН 

А.В. Бадеников 

ФЛОТАЦИЯ 
оловянносвинцовой 
Р У Д Ы 
НА АНОЛИТЕ 
и КАТОЛИТЕ 

МОСКВА 
ИЗДАТЕЛЬСТВО 
МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 
2007 

УДК 622.765.061 
ББК33.4 
Б 15 

Р е ц е н з е н т ы : 
• 
д-р техн. наук. проф. СЛ. Богидаев; 

• 
д-р хим. наук, проф. Л.Б. Кривдин 

Утверждено к печати Ученым советом Ангарской 
государственной технической 
академии 

Б 15 
Бадеников А.В. Флотация оловянно-свинцовой руды на 
анолите и католите. — 84 с. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2007. 

ISBN 978-5-7418-0484-1 

В монографии рассмотрены вопросы влияния электролизной воды на 
флотацию оловянно-свинцовой окисленной руды и шламов. Рассмотрено 
применение анолита и католита вместо токсичных флотационных реагентов. Приведен пример расчета материального баланса потоков флотации, 
динамики реагентного режима и технологических показателей. Показано 
формирование рН и ОВП пульпы при дозировке продуктов электрохимической обработки технологической воды. Рекомендован способ очистки 
сточных вод с применением анолита и католита. 

Для научных работников, занятых в области обогащения полезных 
ископаемых. Может быть полезна студентам горных вузов и факультетов. 

ISBN 978-5-7418-0484-1 

УДК 622.765.061 
ББК 33.22 

© А.В. Бадеников, 2007 
© Издательство МГГУ, 2007 
© Дизайн книги. Издательство 
МГГУ, 2007 

ВВЕДЕНИЕ 

В структурном отношении монография состоит из нескольких глав, в которых рассмотрены процессы электролиза воды, 
выбор и конструкция электролизера. В работе изучен основной 
механизм влияния электролитических газов, анолита, католита на 
флотацию мелкодисперсных шламовых частиц, рассчитан материальный баланс потоков флотации, разработан способ очистки 
сточных вод. 

При изучении флотационного процесса все большую роль 
отводят щелочности и окислительно-восстановительному потенциалу жидкой фазы пульпы, ионный состав которой во многом 
предопределяет протекание основных 
химико-адсорбционных 
реакций на поверхности раздела твердое — жидкость. На большинстве обогатительных предприятий регулирование рН среды и 
Eh 
осуществляется 
при 
помощи 
специальных 
реагентовмодификаторов, а также окислителей и восстановителей. Однако 
использование химических реагентов во многих случаях приводит к образованию ряда побочных продуктов и усложнению ионного состава жидкой фазы, что вызывает нарушение селективности минеральных частиц. 

При электрохимической обработке промышленной воды в 
диафрагменном электролизере происходит изменение ионного 
состава, рН, Eh воды, насыщение тонкодиспергированными электролитическими газами (водородом, кислородом) и разделение ее 
на два продукта: щелочная вода — католит и кислая — анолит. 
Причем конечный ионный состав зависит от исходного состава 
воды и количества электричества, затраченного на 1 м

3 раствора. 

Электрохимическая обработка воды позволяет изменять величину рН на 4—5 единиц, Eh на 300—500 мВ в область отрицательных или положительных значений, а также снижать содержание солей жесткости на 50—85 %. Эти процессы оказывают 
значительное влияние на флотацию труднообогатимьгх руд. 

В случае использования химических реагентов (Са(ОН)2, 

H 2S0 4) для создания аналогичных значений рН, величина Eh значительно меньше, чем в католите и анолите; аналогичная законо
5 

мерность присуща и характеру изменения содержания солей жесткости. 

Эффективность использования электрохимически обработанной воды при флотации труднообогатимьгх мелковкрапленных руд определяли путем постановки параллельных опытов на 
различных водах (технической, дистиллированной, талой, насыщенной газами и т.д.). Близкие показатели получены на технической воде, насыщенной кислородом. Более высокие результаты 
получены на радоновой воде геотермальных источников. Следует 
отметить, что окислительно-восстановительный потенциал радиоактивной воды был наиболее близким к ОВП католита, хотя 
несколько выше по абсолютному значению. 

Во всех случаях снижение ОВП в отрицательную сторону 
свыше 200 мВ приводит к увеличению извлечения одних (цинк) и 
уменьшению извлечения других (медь, железо, олово) ценных 
компонентов. Полученные данные хорошо согласуются с исследованиями школы академика Чантурия В.А. [1], в которых показано, что максимальному извлечению сульфида соответствует 
свой ОВП. 

Характер изменения электродных потенциалов в зависимости от рН и ОВП электрохимически обработанной воды указывает на увеличение разности электродных потенциалов гальванопар 
минералов: галенит — сфалерит, галенит — пирит. Наибольшее 
абсолютное значение, точнее скачок потенциала, наблюдается 
при дозировке сернистого натрия в пульпу, разбавленную католитом. Для каждого минерала в католите существуют свои оптимальные значения рН и ОВП, при которых наблюдается максимальная сорбция реагента-собирателя. 

Исследования показали, что применение анолита и католита 
позволило увеличить извлечение свинца, олова, молибдена при 
одновременном снижении расхода реагентов. 

Глава 1 

ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ 
ОСНОВЫ 
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ 
ОБРАБОТКИ ВОДЫ 

1.1. Электролиз водных растворов 
и выбор материла для электролизера 

Электролитическое разложение воды в промышленности 
применяется для получения водорода, что экономически целесообразно, если требуется газ высокой чистоты, либо при наличии 
дешевой электроэнергии. При электролизе воды в качестве попутного продукта получается кислород, однако получать кислород из воздуха дешевле. Для проведения физико-химических 
опытов в области флотации необходимо было исследовать прежде всего продукты электролиза воды: анолит, католит и электролитические газы: водород, кислород. 

При электролизе чистой воды на катоде выделяется водород, 
а на аноде — кислород. Однако удельная электропроводность 
чистой воды столь незначительна, что электролиз сопровождается огромным расходом электроэнергии. Для снижения расхода 
электроэнергии в воду вводили электропроводящую добавку, которая резко увеличивала электропроводность, но сама не участвовала в реакциях на электродах. В результате экспериментов 
установили, что растворы серной кислоты более электропроводны, чем растворы щелочей и солей, однако применение кислоты 
неприемлемо в виду высокой агрессивности. Поэтому для получения анолита и католита применяли щелочные электролиты, в 
которых стальные электроды наиболее устойчивы. 

Материалы для электродов должны быть не только стойкими 
в электролите, но и иметь возможно малое перенапряжение выделения на них водорода и кислорода. 

Проведенные опыты показали, что наилучший катодный материал - платина. Однако из-за высокой стоимости платину в качестве электродного материала не применяли. Металлы группы 
железа устойчивы в щелочах и обладают невысоким перенапряжением (рис. 1). 

9 

О 0,125 0,250 0,375 0,500 0,6250,750 0,875 1,000 1,125 1,250 1,375 
катодное перенапряжение, В 

Рис. 1. Перенапряжения при выделении водорода на металлах 

На рис. 2 приведены анодные кривые поляризации при выделении кислорода из щелочного раствора (при 25 °С), из которых следует, что на металлах группы железа, перенапряжение 
также невелико. Следовательно, эта группа металлов пригодна не 
только для катодов, но и для анодов. 

В настоящих исследованиях определен выбор оптимальной 
концентрации щелочи и установлена зависимость удельной электропроводности раствора от концентрации при различных температурах (рис. 3). 

О 
0,125 
0,250 
0,375 
0,500 0,675 
0,750 0,875 
1,000 

анодное перенапряжение, 
В 

Рис. 2. Перенапряжения при выделении кислорода на металлах 
10 

о 
5 
10 
15 
20 
25 
30 
35 
40 

содержание 
NaOH, вес % 

Рис. 3. Зависимость удельной электропроводности растворов NaOH от концентрации при различных температурах 

Кривые, выражающие эту зависимость, при всех температурах проходят через максимум. С повышением температуры максимум сдвигается вправо, т.е. в cTopoiry больших концентраций. 
При 80 °С, что близко к температуре электролита в промышленных электролизерах, максимальной электропроводностью обладает 22—25 % раствор NaOH. В наших опытах мы применяли 
15—16 % растворы. Этим, не снижая существенно удельную 
электропроводность раствора, уменьшали расход щелочи, а также 
достигали некоторого снижения агрессивности, т.к. коррозия сталей хотя и мала, но с повышением концентрации возрастает. Падение напряжения U3J1 в электролите рассчитывали по формуле: 

где i 
сила тока, проходящего между двумя электродами; р — 

удельное электросопротивление электролита с учетом газонаполнения; / — расстояние между электродами; S — сечение электролита между электродами. 

(1) 

11