Flotacijav Benefikaciji
Flotacija maksimira vrednost rud s spretnim ločevanjem dragocenih mineralov od mineralov jalovine pri predelavi mineralov s pomočjo 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. Metode flotacije
(1) Neposredna flotacija
Neposredna flotacija se nanaša na filtriranje dragocenih mineralov iz gnojevke tako, da se oprimejo zračnih mehurčkov in lebdijo na površju, medtem ko minerali jalovine ostanejo v gnojevki. Ta metoda je kritična pri plemenitenju neželeznih kovin. Na primer, predelava rude pride v fazo flotacije po drobljenju in mletju pri predelavi bakrove rude, v kateri so uvedeni posebni anionski zbiralniki, da se spremeni hidrofobnost in pusti, da se adsorbirajo na površini bakrovih mineralov. Nato se hidrofobni bakreni delci pritrdijo na zračne mehurčke in se dvignejo ter tvorijo plast pene, bogato z bakrom. Ta pena je zbrana v predhodni koncentraciji bakrovih mineralov, ki služi kot visoko kakovostna surovina za nadaljnje prečiščevanje.
(2) Povratna flotacija
Povratna flotacija vključuje lebdenje mineralov jalovine, medtem ko dragoceni minerali ostanejo v gnojevki. Na primer, pri predelavi železove rude s kremenčevimi nečistočami se anionski ali kationski zbiralniki uporabljajo za spreminjanje kemičnega okolja gošče. To spremeni hidrofilno naravo kremena v hidrofobno, kar mu omogoča, da se pritrdi na zračne mehurčke in lebdi.
(3) Preferencialna flotacija
Kadar rude vsebujejo dve ali več dragocenih komponent, jih prednostna flotacija zaporedno loči na podlagi dejavnikov, kot sta aktivnost mineralov in ekonomska vrednost. Ta postopek flotacije korak za korakom zagotavlja, da se vsak dragoceni mineral pridobi z visoko čistostjo in stopnjo izkoristka, s čimer se poveča izraba virov.
(4) Flotacija v razsutem stanju
Flotacija v razsutem stanju obdela več dragocenih mineralov kot celoto in jih flotira skupaj, da dobimo mešani koncentrat, čemur sledi ločevanje. Na primer pri bogatenju bakrove in nikljeve rude, kjer so minerali bakra in niklja tesno povezani, flotacija v razsutem stanju z uporabo reagentov, kot so ksantati ali tioli, omogoča hkratno flotacijo sulfidnih mineralov bakra in niklja, ki tvorijo mešani koncentrat. Poznejši zapleteni postopki ločevanja, kot je uporaba apnenih in cianidnih reagentov, izolirajo koncentrate bakra in niklja visoke čistosti. Ta pristop "najprej zberi, loči pozneje" zmanjšuje izgubo dragocenih mineralov v začetnih fazah in bistveno izboljša splošne stopnje izkoristka kompleksnih rud.
2. Postopki flotacije: Natančnost po korakih
(1) Stopenjski flotacijski proces: postopno prečiščevanje
Pri flotaciji stopenjska flotacija vodi predelavo kompleksnih rud tako, da postopek flotacije razdeli na več stopenj.
Na primer, v dvostopenjskem procesu flotacije je ruda podvržena grobemu mletju, pri čemer se delno sprostijo dragoceni minerali. Prva stopnja flotacije obnovi te sproščene minerale kot predhodne koncentrate. Preostali nesproščeni delci gredo v drugo stopnjo mletja za nadaljnje zmanjšanje velikosti, čemur sledi druga stopnja flotacije. To zagotavlja, da so preostali dragoceni minerali temeljito ločeni in združeni s koncentrati prve stopnje. Ta metoda preprečuje prekomerno mletje v začetni fazi, zmanjša izgubo virov in izboljša natančnost flotacije.
Za bolj zapletene 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 je vsak dragoceni mineral ekstrahiran z največjo čistostjo in stopnjo izkoristka, kar je močan temelj za nadaljnjo predelavo.
3. Ključni dejavniki pri flotaciji
(1) pH vrednost: subtilno ravnovesje kislosti gnojnice
Vrednost pH gnojevke ima ključno vlogo pri flotaciji, saj močno vpliva na površinske lastnosti mineralov in učinkovitost reagenta. Ko je pH nad izoelektrično točko minerala, postane površina negativno nabita; pod njim je površina pozitivno nabita. 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 alkalne razmere olajšajo flotacijo oksidnih mineralov s spreminjanjem njihovih površinskih lastnosti za povečanje afinitete reagenta.
Različni minerali zahtevajo posebne pH vrednosti za flotacijo, kar zahteva natančen nadzor. Na primer, pri flotaciji mešanic kremena in kalcita lahko kremen prednostno flotiramo s prilagoditvijo pH gnojevke na 2-3 in z uporabo zbiralnikov na osnovi aminov. Nasprotno pa ima prednost flotacija kalcita v alkalnih pogojih z zbiralniki na osnovi maščobnih kislin. Ta natančna nastavitev pH je ključna za doseganje učinkovitega ločevanja mineralov.
(2) Reagentni režim
Reagentni režim ureja postopek flotacije, ki zajema izbiro, odmerjanje, pripravo in dodajanje reagentov. Reagenti se selektivno adsorbirajo na ciljne mineralne površine in tako spremenijo njihovo hidrofobnost.
Penilci stabilizirajo mehurčke v gnojevki in olajšajo flotacijo hidrofobnih delcev. Običajna sredstva za penjenje vključujejo borovo olje in krezolno olje, ki tvorita stabilne mehurčke dobre velikosti za pritrditev delcev.
Modifikatorji aktivirajo ali zavirajo mineralne površinske lastnosti in prilagodijo kemične ali elektrokemične pogoje gnojevke.
Odmerjanje reagenta zahteva natančnost – nezadostne količine zmanjšajo hidrofobnost in znižajo stopnjo predelave, medtem ko prevelike količine zapravljajo reagente, povečajo stroške in ogrozijo kakovost koncentrata. Inteligentne naprave, kot nprspletni merilnik koncentracijelahko realizira natančen nadzor odmerkov reagenta.
Čas in način dodajanja reagenta sta prav tako kritična. Med mletjem se pogosto dodajajo regulatorji, depresorji in nekateri zbiralniki, da se zgodaj pripravi kemično okolje gnojevke. Zbiralniki in penilci so običajno dodani v prvi flotacijski rezervoar, da se poveča njihova učinkovitost v kritičnih trenutkih.
(3) Stopnja prezračevanja
Stopnja prezračevanja ustvarja optimalne pogoje za pritrditev mineralnih mehurčkov, zaradi česar je nepogrešljiv dejavnik pri flotaciji. Nezadostno prezračevanje povzroči premajhno število mehurčkov, kar zmanjša možnost trčenja in pritrditve, kar poslabša flotacijo. Prekomerno prezračevanje povzroči prekomerno turbulenco, ki povzroči, da mehurčki počijo in odstranijo pritrjene delce, kar zmanjša učinkovitost.
Inženirji uporabljajo metode, kot je zbiranje plina ali merjenje pretoka zraka na osnovi anemometra, da natančno prilagodijo stopnje prezračevanja. Pri grobih delcih povečanje prezračevanja za ustvarjanje večjih mehurčkov izboljša učinkovitost flotacije. Za drobne ali zlahka lebdeče delce skrbne nastavitve zagotavljajo stabilno in učinkovito lebdenje.
(4) Čas flotacije
Čas flotacije je občutljivo ravnovesje med stopnjo koncentrata in stopnjo izkoristka, ki zahteva natančno kalibracijo. V zgodnjih fazah se dragoceni minerali hitro pritrdijo na mehurčke, kar vodi do visokih stopenj predelave in koncentratov.
Sčasoma, ko plavajo bolj dragoceni minerali, lahko narastejo tudi minerali jalovine, kar zmanjša čistost koncentrata. Za enostavne rude z bolj grobozrnatimi in zlahka flotiranimi minerali zadoščajo krajši časi flotacije, kar zagotavlja visoke stopnje izkoristka brez žrtvovanja stopnje koncentrata. Za kompleksne ali ognjevzdržne rude so potrebni daljši časi flotacije, da se omogoči finozrnatim mineralom zadosten čas interakcije z reagenti in mehurčki. Dinamično prilagajanje časa flotacije je značilnost natančne in učinkovite tehnologije flotacije.
Čas objave: 22. januarja 2025
