Flotacijau dobročinstvu
Flotacija maksimizira vrijednost ruda vještim odvajanjem vrijednih minerala od jalovine tijekom prerade minerala putem fizičkih i kemijskih razlika. Bez obzira radi li se o obojenim metalima, željeznim metalima ili nemetalnim mineralima, flotacija igra ključnu ulogu u osiguravanju visokokvalitetnih sirovina.
1. Metode flotacije
(1) Izravna flotacija
Izravna flotacija odnosi se na filtriranje vrijednih minerala iz suspenzije tako što im se omogućuje da se prilijepe za mjehuriće zraka i isplivaju na površinu, dok minerali jalovine ostaju u suspenziji. Ova metoda je ključna u obogaćivanju obojenih metala. Na primjer, obrada rude dolazi u fazu flotacije nakon drobljenja i mljevenja u obradi bakrene rude, u kojoj se uvode specifični anionski kolektori kako bi se promijenila hidrofobnost i ostavili da se adsorbiraju na površini bakrenih minerala. Zatim se hidrofobne čestice bakra vežu za mjehuriće zraka i dižu, tvoreći sloj pjene bogat bakrom. Ova pjena se skuplja u prethodnoj koncentraciji bakrenih minerala, koji služe kao visokokvalitetna sirovina za daljnju rafinaciju.
(2) Obrnuta flotacija
Obrnuta flotacija uključuje plutanje minerala jalovine dok vrijedni minerali ostaju u suspenziji. Na primjer, kod prerade željezne rude s nečistoćama kvarca, anionski ili kationski kolektori se koriste za promjenu kemijskog okruženja suspenzije. To mijenja hidrofilnu prirodu kvarca u hidrofobnu, što mu omogućuje da se veže za mjehuriće zraka i pluta.
(3) Preferencijalna flotacija
Kada rude sadrže dvije ili više vrijednih komponenti, preferencijalna flotacija ih sekvencijalno odvaja na temelju čimbenika poput mineralne aktivnosti i ekonomske vrijednosti. Ovaj postupni proces flotacije osigurava da se svaki vrijedan mineral izdvaja s visokom čistoćom i stopom iskorištenja, maksimizirajući iskorištenje resursa.
(4) Flotacija u rasutom stanju
Flotacija u rasutom stanju tretira više vrijednih minerala kao cjelinu, flotirajući ih zajedno kako bi se dobio miješani koncentrat, nakon čega slijedi naknadno odvajanje. Na primjer, kod obogaćivanja rude bakra i nikla, gdje su minerali bakra i nikla usko povezani, flotacija u rasutom stanju korištenjem reagensa poput ksantata ili tiola omogućuje istovremenu flotaciju sulfidnih minerala bakra i nikla, stvarajući miješani koncentrat. Naknadni složeni procesi odvajanja, poput korištenja vapna i cijanidnih reagensa, izoliraju visokočiste koncentrate bakra i nikla. Ovaj pristup "prvo sakupi, kasnije odvoji" minimizira gubitak vrijednih minerala u početnim fazama i značajno poboljšava ukupne stope iskorištenja za složene rude.
2. Procesi flotacije: Postupna preciznost
(1) Proces flotacije u fazama: Inkrementalna rafinacija
U flotaciji, stupnjevita flotacija vodi obradu složenih ruda dijeljenjem procesa flotacije u više faza.
Na primjer, u dvostupanjskom procesu flotacije, ruda se grubo melje, djelomično oslobađajući vrijedne minerale. Prva faza flotacije izdvaja te oslobođene minerale kao preliminarne koncentrate. Preostale neoslobođene čestice nastavljaju u drugu fazu mljevenja radi daljnjeg smanjenja veličine, nakon čega slijedi druga faza flotacije. To osigurava da se preostali vrijedni minerali temeljito odvoje i kombiniraju s koncentratima prve faze. Ova metoda sprječava prekomjerno mljevenje u početnoj fazi, smanjuje rasipanje resursa i poboljšava preciznost flotacije.
Za složenije rude, poput onih koje sadrže više rijetkih metala s čvrsto vezanim kristalnim strukturama, može se koristiti trostupanjski proces flotacije. Naizmjenični koraci mljevenja i flotacije omogućuju pažljivo prosijavanje i osiguravaju da se svaki vrijedan mineral ekstrahira s maksimalnom čistoćom i stopom iskorištenja, postavljajući snažne temelje za daljnju obradu.
3. Ključni čimbenici flotacije
(1) pH vrijednost: Suptilna ravnoteža kiselosti gnojnice
pH vrijednost suspenzije igra ključnu ulogu u flotaciji, duboko utječući na svojstva površine minerala i performanse reagensa. Kada je pH iznad izoelektrične točke minerala, površina postaje negativno nabijena; ispod nje, površina je pozitivno nabijena. Ove promjene površinskog naboja diktiraju adsorpcijske interakcije između minerala i reagensa, slično privlačenju ili odbijanju magneta.
Na primjer, u kiselim uvjetima, sulfidni minerali imaju koristi od poboljšane aktivnosti sakupljanja, što olakšava hvatanje ciljanih sulfidnih minerala. Suprotno tome, alkalni uvjeti olakšavaju flotaciju oksidnih minerala modificiranjem njihovih površinskih svojstava radi poboljšanja afiniteta reagensa.
Različiti minerali zahtijevaju specifične pH vrijednosti za flotaciju, što zahtijeva preciznu kontrolu. Na primjer, kod flotacije smjesa kvarca i kalcita, kvarc se može preferencijalno flotirati podešavanjem pH suspenzije na 2-3 i korištenjem kolektora na bazi amina. Suprotno tome, flotacija kalcita je poželjnija u alkalnim uvjetima s kolektorima na bazi masnih kiselina. Ovo precizno podešavanje pH vrijednosti ključno je za postizanje učinkovitog odvajanja minerala.
(2) Režim reagensa
Režim reagensa upravlja procesom flotacije, obuhvaćajući odabir, doziranje, pripremu i dodavanje reagensa. Reagensi se selektivno adsorbiraju na ciljane mineralne površine, mijenjajući njihovu hidrofobnost.
Pjenila stabiliziraju mjehuriće u suspenziji i olakšavaju flotaciju hidrofobnih čestica. Uobičajena pjenila uključuju ulje bora i krezolno ulje, koja tvore stabilne, odgovarajuće veličine mjehuriće za prianjanje čestica.
Modifikatori aktiviraju ili inhibiraju svojstva mineralne površine i prilagođavaju kemijske ili elektrokemijske uvjete suspenzije.
Doziranje reagensa zahtijeva preciznost - nedovoljne količine smanjuju hidrofobnost, snižavajući stopu iskorištenja, dok prekomjerne količine rasipaju reagense, povećavaju troškove i ugrožavaju kvalitetu koncentrata. Inteligentni uređaji kao što suonline mjerač koncentracijemože ostvariti točnu kontrolu doziranja reagensa.
Vrijeme i metoda dodavanja reagensa također su ključni. Sredstva za podešavanje, depresori i neki kolektori često se dodaju tijekom mljevenja kako bi se kemijsko okruženje suspenzije pripremilo rano. Kolektori i pjenila obično se dodaju u prvi flotacijski spremnik kako bi se maksimizirala njihova učinkovitost u kritičnim trenucima.
(3) Brzina aeracije
Brzina aeracije stvara optimalne uvjete za pričvršćivanje mineralnih mjehurića, što je čini neizostavnim faktorom u flotaciji. Nedovoljna aeracija rezultira premalim brojem mjehurića, smanjujući mogućnosti sudara i pričvršćivanja, čime se narušavaju performanse flotacije. Prekomjerna aeracija dovodi do prekomjerne turbulencije, uzrokujući pucanje mjehurića i pomicanje pričvršćenih čestica, smanjujući učinkovitost.
Inženjeri koriste metode poput sakupljanja plina ili mjerenja protoka zraka pomoću anemometra za fino podešavanje brzine aeracije. Za grube čestice, povećanje aeracije radi stvaranja većih mjehurića poboljšava učinkovitost flotacije. Za fine ili lako plutajuće čestice, pažljiva podešavanja osiguravaju stabilnu i učinkovitu flotaciju.
(4) Vrijeme flotacije
Vrijeme flotacije je delikatna ravnoteža između stupnja iskorištenja koncentrata i stupnja iskorištenja, što zahtijeva preciznu kalibraciju. U ranim fazama, vrijedni minerali se brzo vežu za mjehuriće, što dovodi do visokih stopa iskorištenja i stupnja iskorištenja koncentrata.
Tijekom vremena, kako se flotiraju vrijedniji minerali, mogu se pojaviti i minerali jalovine, razrjeđujući čistoću koncentrata. Za jednostavne rude s grublje zrnatim i lako flotirajućim mineralima dovoljna su kraća vremena flotacije, što osigurava visoke stope iskorištenja bez žrtvovanja kvalitete koncentrata. Za složene ili vatrostalne rude potrebna su dulja vremena flotacije kako bi se sitnozrnatim mineralima omogućilo dovoljno vremena interakcije s reagensima i mjehurićima. Dinamičko podešavanje vremena flotacije obilježje je precizne i učinkovite tehnologije flotacije.
Vrijeme objave: 22. siječnja 2025.
