Труды КНЦ. Технические науки. – 2026. - № 2

Рассмотрены три образца железного купороса: Образец 1 — раствор, полученный после сернокислотного выщелачивания ТМК ( Сн so — 100 г/л). Образец 2 — кристаллы сульфата железа (II), полученные в результате выщелачивания ТМК раствором серной кислоты ( CHS04— 694 г/л) и последующего охлаждения продуктивного раствора. Для получения кристаллов необходим более концентрированный раствор серной кислоты Сн so — 694 г/л по сравнению с Сн so — 100 г/л в случае получения раствора, для того чтобы достичь перенасыщения ионами железа и обеспечить их последующее выпадение в осадок. Образец 2, по данным РФА, представлял собой преимущественно пентагидрат сульфата железа II — FeSO4'5H2O. Образец 3 — коммерческий продукт (кристаллы FeSO4'7H2O), применяемый в настоящее время для сгущения апатитового концентрата на обогатительных фабриках. В ходе исследования из образцов 2 и 3 были приготовлены растворы со схожей концентрацией ионов железа. Растворы коагулянтов характеризовались следующими концентрациями общего железа (F e ,^ ), г/л: образец 1 — 27,08; образец 2 — 32,75; образец 3 — 35,3. Опыты проводили на высушенном апатитовом концентрате. Для проведения исследований использовали методику, включающую ряд последовательных серий экспериментов по оценке эффективности коагуляции суспензий апатитового концентрата. Серия 1. Сравнительный анализ коагулирующей способности реагентов на примере модельной суспензии. Исследования проводили в мерных цилиндрах объемом 1 л. Модельную суспензию готовили путем диспергирования навески сухого апатитового концентрата массой 200 г в оборотной воде. Предварительно пробу апатитового концентрата усредняли и сокращали с помощью делителя Джонсона. Объем суспензии составил 1 л с массовой долей твердой фазы 20 %. Данное значение было принято в качестве модели, близкой к реальному технологическому процессу обогатительной фабрики. Содержимое цилиндра перемешивали 10 раз, добавляли реагент. Повторно перемешивали 10 раз для равномерного распределения реагента и отставляли для седиментации на 10 мин. По окончании отстаивания декантировали осветленную фазу с одинаковой для всех испытуемых образцов высотой цилиндра. Отбирали аликвоту очищенного раствора объемом 300 мл для анализа на содержание взвешенных частиц весовым методом, определения значения рН (иономер Sartorius Professional Meter PP-50) и концентрации ионов кальция (атомно-абсорбционный спектрометр «Квант-2мт»). Серия 2. И сследование кинет ики седиментации. Опыты выполняли в мерных цилиндрах объемом 2 л. Суспензию с концентрацией твердого (вещеста — ТВ) 20 % готовили из навески сухого концентрата массой 400 г и оборотной воды, объем суспензии — 2000 мл. Расход коагулянта определили на основе результатов, полученных в серии 1. Для всех испытуемых образцов расход составил 2150 г/т. После введения реагента и 10-кратного перемешивания цилиндр оставляли в вертикальном положении и наблюдали за сгущением осадка, фиксируя изменение положения линии раздела между сгущенным и осветленным слоем с течением времени. Серия 3. Сравнительный анализ совместного действия коагулянта с флокулянтом на примере модельной суспензии апатитового концентрата . В практике работы обогатительных фабрик при сгущении апатитового концентрата используют сочетание коагулянта и органического флокулянта. На АНОФ АО «Апатит» используется полиакриламидный флокулянт (Nalco). Для оценки эффективности совместного действия образцов сульфата железа и флокулянта их использовали в массовом соотношении приблизительно 400:1, принятом в технологии на обогатительной фабрике. Методика аналогична серии 1, основным отличием являлось комбинированное добавление реагентов. После начального перемешивания в суспензию последовательно добавляли коагулянт и флокулянт. После повторного перемешивания 10 раз и отстаивания в течение 10 мин проводили декантирование осветленной фазы с одинаковой для всех испытуемых образцов высотой цилиндра. Аликвоту 300 мл очищенного раствора использовали для определения содержания взвешенных веществ (ВВ) весовым методом, определения значения рН и концентрации ионов кальция. По данной схеме протестировали все три коагулянта в комбинации с флокулянтом. Исследование проводили, чтобы оценить возможность использования сульфата железа (II) не только в качестве коагулянта, но и пеногасителя. В качестве модельного поверхностно-активного вещества (ПАВ) использовали раствор жирных кислот талловых масел (ЖКТМ) концентрацией 0,02 %.