Flotacijau dobročinstvu
Flotacija maksimizira vrijednost ruda vještim odvajanjem vrijednih minerala od minerala jalovog sloja u obradi minerala kroz fizikalne i kemijske razlike. Bilo da se radi 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 mulja dopuštajući im da prianjaju na mjehuriće zraka i plutaju na površini, dok minerali ganguea ostaju u mulju. Ova metoda je kritična u oplemenjivanju obojenih metala. Na primjer, prerada rude dolazi u fazu flotacije nakon podvrgavanja drobljenju i mljevenju u preradi bakrene rude, u kojoj se uvode specifični anionski kolektori kako bi se promijenila hidrofobnost i ostavilo ih 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 preliminarnoj koncentraciji bakrenih minerala, koja služi kao visokokvalitetna sirovina za daljnje pročišćavanje.
(2) Obrnuta flotacija
Obrnuta flotacija uključuje plutanje minerala gangue dok vrijedni minerali ostaju u kaši. Na primjer, u preradi željezne rude s kvarcnim nečistoćama, anionski ili kationski kolektori koriste se za promjenu kemijskog okruženja kaše. Ovo mijenja hidrofilnu prirodu kvarca u hidrofobnu, dopuštajući mu da se veže za mjehuriće zraka i pluta.
(3) Povlaštena flotacija
Kada rude sadrže dvije ili više vrijednih komponenti, preferencijalna flotacija ih odvaja uzastopno na temelju čimbenika poput aktivnosti minerala i ekonomske vrijednosti. Ovaj postupni proces flotacije osigurava da se svaki vrijedan mineral izvuče uz visoku čistoću i stope oporavka, maksimizirajući iskorištenje resursa.
(4) Flotacija u rasutom stanju
Bulk flotacija obrađuje 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 blisko povezani, masovna flotacija korištenjem reagensa kao što su ksantati ili tioli omogućuje istovremenu flotaciju sulfidnih minerala bakra i nikla, tvoreći miješani koncentrat. Naknadni složeni procesi odvajanja, kao što je korištenje vapna i cijanidnih reagensa, izoliraju koncentrate bakra i nikla visoke čistoće. Ovaj pristup "prvo sakupi, odvoji kasnije" smanjuje gubitak vrijednih minerala u početnim fazama i značajno poboljšava ukupne stope oporavka za složene rude.
2. Procesi flotacije: Preciznost korak po korak
(1) Postupni proces flotacije: inkrementalno pročišćavanje
U flotaciji, stupanj flotacije vodi preradu složenih ruda dijeleći proces flotacije u više faza.
Na primjer, u dvostupanjskom procesu flotacije, ruda se podvrgava grubom mljevenju, pri čemu se djelomično oslobađaju vrijedni minerali. Prva faza flotacije obnavlja ove oslobođene minerale kao preliminarne koncentrate. Preostale neoslobođene čestice idu u drugu fazu mljevenja za daljnje smanjenje veličine, nakon čega slijedi druga faza flotacije. Time se osigurava da su preostali vrijedni minerali temeljito odvojeni i spojeni s koncentratima prve faze. Ova metoda sprječava prekomjerno mljevenje u početnoj fazi, smanjuje gubitak 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 precizno probiranje i osiguravaju da se svaki vrijedan mineral ekstrahira uz maksimalnu čistoću i stopu oporavka, postavljajući čvrste temelje za daljnju obradu.
3. Ključni čimbenici u flotaciji
(1) pH vrijednost: Suptilna ravnoteža kiselosti gnojnice
pH vrijednost kaše igra ključnu ulogu u flotaciji, duboko utječući na površinska svojstva minerala i učinak reagensa. Kada je pH iznad izoelektrične točke minerala, površina postaje negativno nabijena; ispod njega je površina pozitivno nabijena. Ove promjene u površinskom naboju diktiraju adsorpcijske interakcije između minerala i reagensa, slično privlačenju ili odbijanju magneta.
Na primjer, u kiselim uvjetima, sulfidni minerali imaju koristi od pojačane kolektorske aktivnosti, što olakšava hvatanje ciljanih sulfidnih minerala. Nasuprot tome, alkalni uvjeti olakšavaju flotaciju oksidnih minerala modificiranjem njihovih površinskih svojstava kako bi se povećao afinitet reagensa.
Različiti minerali zahtijevaju specifične pH razine za flotaciju, što zahtijeva preciznu kontrolu. Na primjer, u flotaciji smjesa kvarca i kalcita, kvarc se može preferirano flotirati podešavanjem pH kaše na 2-3 i korištenjem kolektora na bazi amina. Nasuprot tome, flotacija kalcita je pogodnija u alkalnim uvjetima sa sakupljačima 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.
Sredstva za pjenjenje stabiliziraju mjehuriće u kaši i olakšavaju flotaciju hidrofobnih čestica. Uobičajena sredstva za pjenjenje uključuju ulje bora i krezolno ulje, koji stvaraju stabilne mjehuriće dobre veličine za pričvršćivanje čestica.
Modifikatori aktiviraju ili inhibiraju svojstva mineralne površine i prilagođavaju kemijske ili elektrokemijske uvjete kaše.
Doziranje reagensa zahtijeva preciznost—nedovoljne količine smanjuju hidrofobnost, smanjujući stope oporavka, 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 način dodavanja reagensa također su kritični. Sredstva za podešavanje, depresori i neki kolektori često se dodaju tijekom mljevenja kako bi se rano pripremilo kemijsko okruženje kaše. Sakupljači i sredstva za pjenjenje obično se dodaju u prvi flotacijski spremnik kako bi se povećala njihova učinkovitost u kritičnim trenucima.
(3) Stopa prozračivanja
Brzina prozračivanja stvara optimalne uvjete za pričvršćivanje mineralnih mjehurića, što ga čini nezaobilaznim faktorom u flotaciji. Nedovoljna aeracija dovodi do premalog broja mjehurića, smanjujući mogućnosti sudaranja i pričvršćivanja, čime se smanjuje učinak plutanja. Pretjerano prozračivanje dovodi do pretjerane turbulencije, uzrokujući pucanje mjehurića i izbacivanje pričvršćenih čestica, smanjujući učinkovitost.
Inženjeri koriste metode poput skupljanja plina ili mjerenja protoka zraka temeljenog na anemometru za fino podešavanje stope prozračivanja. Za grube čestice povećanje aeracije radi stvaranja većih mjehurića poboljšava učinkovitost flotacije. Za fine čestice ili čestice koje lako plutaju, pažljivo podešavanje osigurava stabilnu i učinkovitu flotaciju.
(4) Vrijeme flotacije
Vrijeme flotacije delikatna je ravnoteža između razine koncentrata i stope oporavka, što zahtijeva preciznu kalibraciju. U ranim fazama, vrijedni minerali brzo se vežu za mjehuriće, što dovodi do visokih stopa oporavka i stupnjeva koncentrata.
Tijekom vremena, kako više vrijednih minerala bude isplivano, minerali gangue mogu također porasti, razrjeđujući čistoću koncentrata. Za jednostavne rude s krupnozrnatijim mineralima koji se lako flotiraju, dovoljna su kraća vremena flotacije, osiguravajući visoke stope iskorištenja bez žrtvovanja stupnja koncentrata. Za složene ili vatrostalne rude potrebna su duža vremena flotacije kako bi se finozrnatim 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
