Flotacjaw dobrodziejstwie
Flotacja maksymalizuje wartość rud poprzez umiejętne oddzielanie cennych minerałów od minerałów gangowych w przetwórstwie minerałów poprzez różnice fizyczne i chemiczne. Niezależnie od tego, czy chodzi o metale nieżelazne, metale żelazne czy minerały niemetaliczne, flotacja odgrywa kluczową rolę w dostarczaniu wysokiej jakości surowców.
1. Metody flotacji
(1) Bezpośrednie wprowadzenie na giełdę
Bezpośrednia flotacja odnosi się do filtrowania cennych minerałów z zawiesiny poprzez umożliwienie im przywierania do pęcherzyków powietrza i unoszenia się na powierzchnię, podczas gdy minerały gangowe pozostają w zawiesinie. Ta metoda jest krytyczna w przypadku wzbogacania metali nieżelaznych. Na przykład przetwarzanie rudy przechodzi do etapu flotacji po poddaniu kruszeniu i mieleniu w procesie przetwarzania rudy miedzi, w którym wprowadzane są określone kolektory anionowe w celu zmiany hydrofobowości i pozostawienia ich do adsorpcji na powierzchni minerałów miedzi. Następnie hydrofobowe cząstki miedzi przyczepiają się do pęcherzyków powietrza i unoszą się, tworząc warstwę piany zawierającej bogatą miedź. Ta piana jest zbierana we wstępnym stężeniu minerałów miedzi, które służą jako wysokiej jakości surowiec do dalszego rafinowania.
(2) Flotacja odwrotna
Odwrotna flotacja polega na flotacji minerałów gangowych, podczas gdy cenne minerały pozostają w zawiesinie. Na przykład w przetwarzaniu rudy żelaza z zanieczyszczeniami kwarcowymi, kolektory anionowe lub kationowe są używane do zmiany środowiska chemicznego zawiesiny. Zmienia to hydrofilową naturę kwarcu na hydrofobową, co pozwala mu przyłączyć się do pęcherzyków powietrza i unosić się na powierzchni.
(3) Preferencyjne notowanie
Gdy rudy zawierają dwa lub więcej cennych składników, preferencyjna flotacja oddziela je sekwencyjnie na podstawie czynników takich jak aktywność mineralna i wartość ekonomiczna. Ten proces flotacji krok po kroku zapewnia, że każdy cenny minerał jest odzyskiwany z wysoką czystością i wskaźnikami odzysku, maksymalizując wykorzystanie zasobów.
(4) Flotacja masowa
Flotacja masowa traktuje wiele cennych minerałów jako całość, flotując je razem w celu uzyskania mieszanego koncentratu, a następnie rozdzielając. Na przykład w wzbogacaniu rudy miedziowo-niklowej, gdzie minerały miedzi i niklu są ściśle ze sobą powiązane, flotacja masowa z użyciem odczynników, takich jak ksantogeniany lub tiole, umożliwia jednoczesną flotację minerałów siarczkowych miedzi i niklu, tworząc mieszany koncentrat. Późniejsze złożone procesy separacji, takie jak użycie odczynników wapniowych i cyjankowych, izolują koncentraty miedzi i niklu o wysokiej czystości. To podejście „najpierw zbierz, później oddziel” minimalizuje utratę cennych minerałów na początkowych etapach i znacznie poprawia ogólne wskaźniki odzysku w przypadku złożonych rud.
2. Procesy flotacji: precyzja krok po kroku
(1) Proces flotacji etapowej: stopniowe udoskonalanie
Flotacja etapowa to metoda przetwarzania złożonych rud, która polega na podziale procesu flotacji na wiele etapów.
Na przykład w dwuetapowym procesie flotacji ruda jest poddawana wstępnemu mieleniu, częściowo uwalniając cenne minerały. Pierwszy etap flotacji odzyskuje te uwolnione minerały jako wstępne koncentraty. Pozostałe nieuwolnione cząstki przechodzą do drugiego etapu mielenia w celu dalszej redukcji rozmiaru, po czym następuje drugi etap flotacji. Zapewnia to dokładne oddzielenie pozostałych cennych minerałów i połączenie ich z koncentratami pierwszego etapu. Ta metoda zapobiega nadmiernemu mieleniu na początkowym etapie, zmniejsza marnotrawstwo zasobów i poprawia precyzję flotacji.
W przypadku bardziej złożonych rud, takich jak te zawierające wiele metali rzadkich o ściśle związanych strukturach krystalicznych, można zastosować trzyetapowy proces flotacji. Naprzemienne etapy mielenia i flotacji umożliwiają skrupulatne przesiewanie i zapewniają, że każdy cenny minerał zostanie wydobyty z maksymalną czystością i szybkością odzysku, co stanowi solidną podstawę do dalszego przetwarzania.
3. Kluczowe czynniki flotacji
(1) Wartość pH: Subtelna równowaga kwasowości gnojowicy
Wartość pH zawiesiny odgrywa kluczową rolę w procesie flotacji, wywierając głęboki wpływ na właściwości powierzchni minerału i działanie odczynników. Gdy pH jest powyżej punktu izoelektrycznego minerału, powierzchnia staje się ujemnie naładowana; poniżej tego punktu powierzchnia jest dodatnio naładowana. Te zmiany ładunku powierzchniowego dyktują oddziaływania adsorpcyjne między minerałami i odczynnikami, podobnie jak przyciąganie lub odpychanie magnesów.
Na przykład w warunkach kwaśnych minerały siarczkowe korzystają ze zwiększonej aktywności kolektora, co ułatwia wychwytywanie docelowych minerałów siarczkowych. Z kolei warunki alkaliczne ułatwiają flotację minerałów tlenkowych poprzez modyfikację ich właściwości powierzchniowych w celu zwiększenia powinowactwa do odczynników.
Różne minerały wymagają określonych poziomów pH do flotacji, co wymaga precyzyjnej kontroli. Na przykład we flotacji mieszanin kwarcu i kalcytu, kwarc może być flotowany preferencyjnie poprzez dostosowanie pH zawiesiny do 2-3 i użycie kolektorów na bazie aminy. Z drugiej strony, flotacja kalcytu jest preferowana w warunkach alkalicznych z kolektorami na bazie kwasów tłuszczowych. Ta precyzyjna regulacja pH jest kluczowa dla osiągnięcia wydajnej separacji minerałów.
(2) Reżim odczynników
Reżim odczynników reguluje proces flotacji, obejmujący wybór, dawkowanie, przygotowanie i dodawanie odczynników. Odczynniki selektywnie adsorbują się na docelowych powierzchniach mineralnych, zmieniając ich hydrofobowość.
Spieniacze stabilizują pęcherzyki w zawiesinie i ułatwiają flotację cząstek hydrofobowych. Do powszechnych spieniaczy należą olej sosnowy i olej krezolowy, które tworzą stabilne pęcherzyki o odpowiedniej wielkości do przyłączenia cząstek.
Modyfikatory aktywują lub hamują właściwości powierzchni minerałów i dostosowują warunki chemiczne lub elektrochemiczne zawiesiny.
Dozowanie odczynników wymaga precyzji — niewystarczające ilości zmniejszają hydrofobowość, obniżając wskaźniki odzysku, podczas gdy nadmierne ilości marnują odczynniki, zwiększają koszty i obniżają jakość koncentratu. Inteligentne urządzenia, takie jakmiernik stężenia onlinemożna uzyskać dokładną kontrolę dawek odczynników.
Czas i metoda dodawania odczynników są również krytyczne. Regulatory, depresanty i niektóre kolektory są często dodawane podczas mielenia, aby wcześnie przygotować środowisko chemiczne zawiesiny. Kolektory i spieniacze są zazwyczaj dodawane w pierwszym zbiorniku flotacyjnym, aby zmaksymalizować ich skuteczność w krytycznych momentach.
(3) Szybkość napowietrzania
Szybkość napowietrzania tworzy optymalne warunki do przywierania pęcherzyków mineralnych, co czyni je niezbędnym czynnikiem flotacji. Niewystarczające napowietrzenie powoduje zbyt małą liczbę pęcherzyków, co zmniejsza możliwości kolizji i przywierania, a tym samym pogarsza wydajność flotacji. Nadmierne napowietrzenie prowadzi do nadmiernych turbulencji, powodując pękanie pęcherzyków i odrywanie przyłączonych cząstek, co zmniejsza wydajność.
Inżynierowie stosują metody takie jak zbieranie gazu lub pomiar przepływu powietrza oparty na anemometrze, aby precyzyjnie dostroić tempo napowietrzania. W przypadku grubych cząstek zwiększenie napowietrzania w celu wytworzenia większych pęcherzyków poprawia wydajność flotacji. W przypadku drobnych lub łatwo unoszących się cząstek ostrożne regulacje zapewniają stabilną i skuteczną flotację.
(4) Czas flotacji
Czas flotacji to delikatna równowaga między stopniem koncentratu a szybkością odzysku, wymagająca precyzyjnej kalibracji. Na wczesnych etapach cenne minerały szybko przyczepiają się do pęcherzyków, co prowadzi do wysokich wskaźników odzysku i stopni koncentratu.
Z czasem, gdy flotowane są bardziej wartościowe minerały, minerały gangowe mogą również wzrosnąć, rozcieńczając czystość koncentratu. W przypadku prostych rud z grubszymi i łatwymi do flotacji minerałami, wystarczają krótsze czasy flotacji, zapewniając wysokie wskaźniki odzysku bez poświęcania jakości koncentratu. W przypadku złożonych lub opornych rud, konieczne są dłuższe czasy flotacji, aby umożliwić drobnoziarnistym minerałom wystarczający czas interakcji z odczynnikami i pęcherzykami. Dynamiczna regulacja czasu flotacji jest znakiem rozpoznawczym precyzyjnej i wydajnej technologii flotacji.
Czas publikacji: 22-01-2025
