Flotacijau dobročinstvu
Flotacija maksimizira vrijednost ruda vještim odvajanjem vrijednih minerala od jalovine tokom prerade minerala putem fizičkih i hemijskih razlika. Bez obzira da li se radi o obojenim metalima, crnim metalima ili nemetalnim mineralima, flotacija igra ključnu ulogu u obezbjeđivanju visokokvalitetnih sirovina.
1. Metode flotacije
(1) Direktna flotacija
Direktna flotacija se odnosi na filtriranje vrijednih minerala iz suspenzije tako što im se omogućava 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, prerada rude dolazi do faze flotacije nakon drobljenja i mljevenja u preradi 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 podižu, formirajući sloj pjene bogat bakrom. Ova pjena se sakuplja u prethodnoj koncentraciji bakrenih minerala, koji služe kao visokokvalitetna sirovina za daljnju rafinaciju.
(2) Obrnuta flotacija
Reverzna 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 hemijskog okruženja suspenzije. To mijenja hidrofilnu prirodu kvarca u hidrofobnu, omogućavajući mu 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 osnovu faktora 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 omogućava istovremenu flotaciju sulfidnih minerala bakra i nikla, formirajući miješani koncentrat. Naknadni složeni procesi odvajanja, poput korištenja kreča i cijanidnih reagensa, izoluju koncentrate bakra i nikla visoke čistoće. 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: Preciznost korak po korak
(1) Proces flotacije u fazama: Inkrementalna rafinacija
U flotaciji, fazna flotacija vodi obradu složenih ruda dijeljenjem procesa flotacije u više faza.
Na primjer, u dvostepenom procesu flotacije, ruda se grubo mljeve, djelimično oslobađajući vrijedne minerale. Prva faza flotacije izdvaja ove oslobođene minerale kao preliminarne koncentrate. Preostale neoslobođene čestice nastavljaju u drugu fazu mljevenja radi daljnjeg smanjenja veličine, nakon čega slijedi druga faza flotacije. Ovo 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 trostepeni proces flotacije. Naizmjenični koraci mljevenja i flotacije omogućavaju pažljivo prosijavanje i osiguravaju da se svaki vrijedan mineral ekstrahuje s maksimalnom čistoćom i stopom iskorištenja, postavljajući snažnu osnovu za daljnju obradu.
3. Ključni faktori flotacije
(1) pH vrijednost: Suptilna ravnoteža kiselosti suspenzije
pH vrijednost suspenzije igra ključnu ulogu u flotaciji, duboko utičući na svojstva površine minerala i performanse reagensa. Kada je pH iznad izoelektrične tačke minerala, površina postaje negativno naelektrisana; ispod nje, površina je pozitivno naelektrisana. Ove promjene površinskog naelektrisanja diktiraju adsorpcijske interakcije između minerala i reagensa, slično privlačenju ili odbijanju magneta.
Na primjer, u kiselim uslovima, sulfidni minerali imaju koristi od poboljšane aktivnosti sakupljanja, što olakšava hvatanje ciljanih sulfidnih minerala. Suprotno tome, alkalni uslovi olakšavaju flotaciju oksidnih minerala modificiranjem njihovih površinskih svojstava radi poboljšanja afiniteta reagensa.
Različiti minerali zahtijevaju specifične pH nivoe 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 uslovima sa kolektorima na bazi masnih kiselina. Ovo precizno podešavanje pH je ključno za postizanje efikasnog odvajanja minerala.
(2) Režim reagensa
Režim reagensa upravlja procesom flotacije, obuhvatajući 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 formiraju stabilne, mjehuriće odgovarajuće veličine za prianjanje čestica.
Modifikatori aktiviraju ili inhibiraju svojstva mineralne površine i prilagođavaju hemijske ili elektrohemijske uslove suspenzije.
Doziranje reagensa zahtijeva preciznost - nedovoljne količine smanjuju hidrofobnost, smanjujući stopu iskorištenja, dok prekomjerne količine rasipaju reagense, povećavaju troškove i ugrožavaju kvalitet koncentrata. Inteligentni uređaji kao što suonline mjerač koncentracijemože ostvariti preciznu kontrolu doziranja reagensa.
Vrijeme i način dodavanja reagensa su također kritični. Sredstva za podešavanje, depresori i neki kolektori se često dodaju tokom mljevenja kako bi se rano pripremilo hemijsko okruženje suspenzije. Kolektori i pjenila se obično dodaju u prvi flotacijski rezervoar kako bi se maksimizirala njihova efikasnost u kritičnim trenucima.
(3) Brzina aeracije
Brzina aeracije stvara optimalne uslove za vezivanje mineralnih mjehurića, što je čini nezamjenjivim faktorom u flotaciji. Nedovoljna aeracija rezultira premalim brojem mjehurića, smanjujući mogućnosti sudara i vezivanja, čime se narušavaju performanse flotacije. Prekomjerna aeracija dovodi do prekomjerne turbulencije, što uzrokuje pucanje mjehurića i pomjeranje pričvršćenih čestica, smanjujući efikasnost.
Inženjeri koriste metode poput sakupljanja plina ili mjerenja protoka zraka na bazi anemometra za fino podešavanje brzine aeracije. Za grube čestice, povećanje aeracije radi stvaranja većih mjehurića poboljšava efikasnost flotacije. Za fine ili lako plutajuće čestice, pažljiva podešavanja osiguravaju stabilnu i efikasnu flotaciju.
(4) Vrijeme flotacije
Vrijeme flotacije predstavlja delikatnu ravnotežu između sadržaja koncentrata i stope iskorištenja, što zahtijeva preciznu kalibraciju. U ranim fazama, vrijedni minerali se brzo vežu za mjehuriće, što dovodi do visokih stopa iskorištenja i sadržaja koncentrata.
Vremenom, kako se flotiraju vrijedniji minerali, mogu se pojaviti i minerali jalovine, razrjeđujući čistoću koncentrata. Za jednostavne rude s krupnijezrnatim i lako flotirajućim mineralima, dovoljno je kraće vrijeme flotacije, što osigurava visoke stope iskorištenja bez žrtvovanja kvalitete koncentrata. Za složene ili vatrostalne rude, potrebna su duža vremena flotacije kako bi se sitnozrnatim mineralima omogućilo dovoljno vremena interakcije s reagensima i mjehurićima. Dinamičko podešavanje vremena flotacije je obilježje precizne i efikasne tehnologije flotacije.
Vrijeme objave: 22. januar 2025.
