Flotacijav dobrodelnosti
Flotacija maksimizira vrednost rud s spretnim ločevanjem dragocenih mineralov od jalovinskih mineralov pri predelavi mineralov na podlagi fizikalnih in kemičnih razlik. Ne glede na to, ali gre za neželezne kovine, železne kovine ali nekovinske minerale, ima flotacija ključno vlogo pri zagotavljanju visokokakovostnih surovin.
1. Flotacijske metode
(1) Neposredna flotacija
Neposredna flotacija se nanaša na filtriranje dragocenih mineralov iz suspenzije, tako da se jim omogoči, da se oprimejo zračnih mehurčkov in priplavajo na površino, medtem ko minerali jalovine ostanejo v suspenziji. Ta metoda je ključnega pomena pri bogatenju neželeznih kovin. Na primer, predelava rude pride v fazo flotacije po drobljenju in mletju pri predelavi bakrove rude, pri kateri se uvedejo specifični anionski zbiralniki, ki spremenijo hidrofobnost in jih pustijo, da se adsorbirajo na površino bakrovih mineralov. Nato se hidrofobni delci bakra pritrdijo na zračne mehurčke in se dvignejo, pri čemer tvorijo plast pene, bogate z bakrom. Ta pena se zbere v predhodni koncentraciji bakrovih mineralov, ki služi kot visokokakovostna surovina za nadaljnje rafiniranje.
(2) Obrnjena flotacija
Reverzna flotacija vključuje plavanje mineralov jalovine, medtem ko dragoceni minerali ostanejo v suspenziji. Na primer, pri predelavi železove rude z nečistočami kremena se za spreminjanje kemičnega okolja suspenzije uporabljajo anionski ali kationski zbiralniki. To spremeni hidrofilno naravo kremena v hidrofobno, kar mu omogoča, da se pritrdi na zračne mehurčke in plava.
(3) Prednostna flotacija
Kadar rude vsebujejo dve ali več dragocenih komponent, jih prednostna flotacija loči zaporedno na podlagi dejavnikov, kot sta mineralna aktivnost in ekonomska vrednost. Ta postopni postopek flotacije zagotavlja, da se vsak dragocen mineral pridobi z visoko čistostjo in stopnjo izkoristka, kar maksimizira izkoriščenost virov.
(4) Flotacija v razsutem stanju
Pri flotaciji v razsutem stanju se več dragocenih mineralov obravnava kot celota, tako da se skupaj flotirajo, da se dobi mešani koncentrat, ki mu sledi naknadna ločitev. Na primer, pri bogatenju bakrovo-nikljeve rude, kjer so bakreni in nikljevi minerali tesno povezani, flotacija v razsutem stanju z uporabo reagentov, kot so ksantati ali tioli, omogoča hkratno flotacijo sulfidnih bakrovih in nikljevih mineralov, pri čemer nastane mešani koncentrat. Nadaljnji kompleksni postopki ločevanja, kot je uporaba apna in cianidnih reagentov, izolirajo visoko čiste bakrene in nikljeve koncentrate. Ta pristop »najprej zberi, nato loči« zmanjša izgubo dragocenih mineralov v začetnih fazah in znatno izboljša splošne stopnje izkoristka kompleksnih rud.
2. Flotacijski procesi: natančnost korak za korakom
(1) Postopek flotacije v fazah: postopno rafiniranje
Pri flotaciji stopenjska flotacija vodi predelavo kompleksnih rud tako, da proces flotacije deli na več stopenj.
Na primer, pri dvostopenjskem flotacijskem postopku se ruda grobo zmelje, pri čemer se delno sprostijo dragoceni minerali. V prvi fazi flotacije se ti sproščeni minerali pridobijo kot predhodni koncentrati. Preostali nesproščeni delci se nato premaknejo v drugo fazo mletja za nadaljnje zmanjšanje velikosti, ki ji sledi druga faza flotacije. To zagotavlja, da se preostali dragoceni minerali temeljito ločijo in združijo s koncentrati prve stopnje. Ta metoda preprečuje prekomerno mletje v začetni fazi, zmanjšuje porabo virov in izboljšuje natančnost flotacije.
Za bolj kompleksne rude, kot so tiste, ki vsebujejo več redkih kovin s tesno vezanimi kristalnimi strukturami, se lahko uporabi tristopenjski postopek flotacije. Izmenični koraki mletja in flotacije omogočajo natančno presejanje in zagotavljajo, da se vsak dragoceni mineral pridobi z največjo čistostjo in stopnjo izkoristka, kar postavlja trdne temelje za nadaljnjo predelavo.
3. Ključni dejavniki flotacije
(1) pH vrednost: subtilno ravnovesje kislosti gnojevke
Vrednost pH suspenzije igra ključno vlogo pri flotaciji, saj močno vpliva na lastnosti mineralne površine in delovanje reagenta. Ko je pH nad izoelektrično točko minerala, se površina negativno nabije; pod njo pa se površina pozitivno nabije. Te spremembe površinskega naboja narekujejo adsorpcijske interakcije med minerali in reagenti, podobno kot privlačnost ali odboj magnetov.
Na primer, v kislih pogojih imajo sulfidni minerali koristi od povečane zbiralne aktivnosti, kar olajša zajemanje ciljnih sulfidnih mineralov. Nasprotno pa alkalni pogoji olajšajo flotacijo oksidnih mineralov s spreminjanjem njihovih površinskih lastnosti za povečanje afinitete reagenta.
Različni minerali zahtevajo specifične vrednosti pH za flotacijo, kar zahteva natančen nadzor. Na primer, pri flotaciji mešanic kremena in kalcita se kremen prednostno flotira z nastavitvijo pH suspenzije na 2–3 in uporabo zbiralnikov na osnovi amina. Nasprotno pa je flotacija kalcita prednostna v alkalnih pogojih z zbiralniki na osnovi maščobnih kislin. Ta natančna prilagoditev pH je ključna za doseganje učinkovitega ločevanja mineralov.
(2) Režim reagentov
Režim reagentov ureja proces flotacije, ki zajema izbiro, odmerjanje, pripravo in dodajanje reagentov. Reagenti se selektivno adsorbirajo na ciljne mineralne površine in spreminjajo njihovo hidrofobnost.
Penilci stabilizirajo mehurčke v suspenziji in olajšajo flotacijo hidrofobnih delcev. Med pogoste penilce spadata borovo olje in krezolno olje, ki tvorita stabilne, ustrezno velike mehurčke za pritrditev delcev.
Modifikatorji aktivirajo ali zavirajo lastnosti mineralne površine in prilagajajo kemijske ali elektrokemijske pogoje brozge.
Doziranje reagenta zahteva natančnost – nezadostne količine zmanjšajo hidrofobnost in s tem znižajo stopnje izkoristka, medtem ko prekomerne količine povzročijo izgubo reagentov, povečajo stroške in ogrozijo kakovost koncentrata. Inteligentne naprave, kot sospletni merilnik koncentracijelahko doseže natančen nadzor nad odmerki reagentov.
Prav tako sta ključnega pomena čas in način dodajanja reagentov. Regulatorji, depresorji in nekateri zbiralniki se pogosto dodajajo med mletjem, da se kemično okolje suspenzije zgodaj pripravi. Zbiralniki in penilci se običajno dodajajo v prvi flotacijski rezervoar, da se v kritičnih trenutkih poveča njihova učinkovitost.
(3) Stopnja prezračevanja
Stopnja prezračevanja ustvarja optimalne pogoje za oprijem mineralnih mehurčkov, zaradi česar je nepogrešljiv dejavnik pri flotaciji. Nezadostno prezračevanje povzroči premalo mehurčkov, kar zmanjšuje možnosti trkov in oprijema, s čimer se poslabša učinkovitost flotacije. Prekomerno prezračevanje vodi do prekomerne turbulence, zaradi česar mehurčki počijo in sprostijo oprijete delce, kar zmanjša učinkovitost.
Inženirji uporabljajo metode, kot sta zbiranje plina ali merjenje pretoka zraka z anemometrom, za natančno nastavitev hitrosti prezračevanja. Pri grobih delcih povečanje prezračevanja za ustvarjanje večjih mehurčkov izboljša učinkovitost flotacije. Pri finih ali zlahka plavajočih delcih skrbne nastavitve zagotavljajo stabilno in učinkovito flotacijo.
(4) Čas flotacije
Čas flotacije je občutljivo ravnovesje med stopnjo izkoristka koncentrata in stopnjo izkoristka, ki zahteva natančno kalibracijo. V zgodnjih fazah se dragoceni minerali hitro vežejo na mehurčke, kar vodi do visokih stopenj izkoristka in stopnje koncentrata.
Sčasoma, ko se flotirajo dragocenejši minerali, se lahko dvignejo tudi jalovinski minerali, kar zmanjša čistost koncentrata. Za preproste rude z bolj grobo zrnatimi in lažje flotacijskimi minerali zadostujejo krajši časi flotacije, kar zagotavlja visoke stopnje izkoristka brez žrtvovanja kakovosti koncentrata. Za kompleksne ali ognjevzdržne rude so potrebni daljši časi flotacije, da se drobnozrnatim mineralom omogoči zadosten čas interakcije z reagenti in mehurčki. Dinamično prilagajanje časa flotacije je značilnost natančne in učinkovite tehnologije flotacije.
Čas objave: 22. januar 2025
