Flotacjaw dobroczynności
Flotacja maksymalizuje wartość rud poprzez umiejętne oddzielanie cennych minerałów od skał płonnych w procesie przeróbki minerałów, uwzględniając 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
Flotacja bezpośrednia polega na odfiltrowaniu cennych minerałów z zawiesiny poprzez umożliwienie im przylegania do pęcherzyków powietrza i unoszenia się na powierzchnię, podczas gdy minerały płonne pozostają w zawiesinie. Metoda ta ma kluczowe znaczenie w procesie wzbogacania metali nieżelaznych. Na przykład, proces przeróbki rudy wchodzi w fazę flotacji po kruszeniu i mieleniu rudy miedzi, podczas której wprowadzane są specjalne kolektory anionowe, które zmieniają hydrofobowość i powodują adsorpcję na powierzchni minerałów miedzi. Następnie hydrofobowe cząstki miedzi przyczepiają się do pęcherzyków powietrza i unoszą się, tworząc warstwę piany bogatej w miedź. Piana ta jest gromadzona w procesie wstępnego zagęszczania minerałów miedzi, które stanowią wysokiej jakości surowiec do dalszej rafinacji.
(2) Flotacja odwrotna
Flotacja odwrotna polega na flotacji minerałów płonnych, podczas gdy cenne minerały pozostają w zawiesinie. Na przykład, w przeróbce rudy żelaza z domieszkami kwarcu, stosuje się kolektory anionowe lub kationowe, aby zmienić środowisko chemiczne zawiesiny. Zmienia to hydrofilowy charakter kwarcu na hydrofobowy, umożliwiając mu przyleganie do pęcherzyków powietrza i unoszenie się na powierzchni.
(3) Preferencyjne wprowadzenie na giełdę
Gdy rudy zawierają dwa lub więcej cennych składników, flotacja preferencyjna rozdziela je sekwencyjnie, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak aktywność mineralna i wartość ekonomiczna. Ten stopniowy proces flotacji zapewnia wydobycie każdego cennego minerału z wysoką czystością i wysokim wskaźnikiem odzysku, maksymalizując wykorzystanie zasobów.
(4) Flotacja masowa
Flotacja masowa to proces, w którym wiele cennych minerałów jest przetwarzanych jako całość, flotując je razem w celu uzyskania koncentratu mieszanego, a następnie rozdzielając. Na przykład, w procesie wzbogacania rud miedzi i niklu, gdzie minerały miedzi i niklu są ze sobą ściśle powiązane, flotacja masowa z użyciem odczynników takich jak ksantogeniany lub tiole umożliwia jednoczesną flotację siarczkowych minerałów miedzi i niklu, tworząc koncentrat mieszany. Późniejsze, złożone procesy separacji, takie jak użycie wapna i odczynników cyjankowych, pozwalają na wyizolowanie koncentratów miedzi i niklu o wysokiej czystości. To podejście „najpierw zbierz, później oddziel” minimalizuje utratę cennych minerałów na początkowych etapach i znacząco poprawia ogólne wskaźniki odzysku w przypadku rud o złożonej strukturze.
2. Procesy flotacji: precyzja krok po kroku
(1) Proces flotacji etapowej: stopniowe udoskonalanie
Flotacja etapowa to metoda przetwarzania złożonych rud, polegająca 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 w postaci koncentratów wstępnych. Pozostałe, nieuwolnione cząstki przechodzą do drugiego etapu mielenia w celu dalszej redukcji wielkości, a następnie do drugiego etapu flotacji. Zapewnia to dokładne oddzielenie pozostałych cennych minerałów i połączenie ich z koncentratami z pierwszego etapu. Ta metoda zapobiega nadmiernemu mieleniu na początkowym etapie, zmniejsza marnotrawstwo zasobów i poprawia precyzję flotacji.
W przypadku rud bardziej złożonych, takich jak te zawierające wiele metali rzadkich o ściśle powiązanej strukturze krystalicznej, można zastosować trzyetapowy proces flotacji. Naprzemienne mielenie i flotacja pozwalają na dokładne przesiewanie i gwarantują wydobycie każdego cennego minerału z maksymalną czystością i wskaźnikiem odzysku, co stanowi solidną podstawę do dalszego przetwarzania.
3. Kluczowe czynniki wpływające na flotację
(1) Wartość pH: Subtelna równowaga kwasowości gnojowicy
Wartość pH zawiesiny odgrywa kluczową rolę w procesie flotacji, znacząco wpływając na właściwości powierzchni minerału i działanie odczynników. Gdy pH przekracza punkt izoelektryczny minerału, powierzchnia naładowuje się ujemnie; poniżej – dodatnio. Te zmiany ładunku powierzchniowego determinują oddziaływania adsorpcyjne między minerałami a odczynnikami, podobnie jak przyciąganie lub odpychanie magnesów.
Na przykład, w środowisku kwaśnym minerały siarczkowe korzystają ze zwiększonej aktywności kolektora, co ułatwia wychwytywanie docelowych minerałów siarczkowych. Z kolei środowisko zasadowe ułatwia flotację minerałów tlenkowych poprzez modyfikację ich właściwości powierzchniowych w celu zwiększenia powinowactwa do odczynników.
Różne minerały wymagają określonego poziomu pH do flotacji, co wymusza precyzyjną kontrolę. Na przykład, we flotacji mieszanin kwarcu i kalcytu, kwarc można flotować preferencyjnie, regulując pH zawiesiny do 2-3 i stosując kolektory na bazie amin. Z kolei flotacja kalcytu jest preferowana w warunkach alkalicznych, z kolektorami na bazie kwasów tłuszczowych. Precyzyjna regulacja pH jest kluczowa dla osiągnięcia efektywnej separacji minerałów.
(2) Schemat odczynników
Reżim odczynników reguluje proces flotacji, obejmując dobór, dozowanie, przygotowanie i dodawanie odczynników. Odczynniki selektywnie adsorbują się na powierzchniach minerałów docelowych, zmieniając ich hydrofobowość.
Spieniacze stabilizują pęcherzyki w zawiesinie i ułatwiają flotację cząstek hydrofobowych. Do popularnych spieniaczy należą olej sosnowy i olej krezolowy, które tworzą stabilne pęcherzyki o odpowiedniej wielkości, umożliwiające przyłączanie się 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 onlinemoże realizować dokładną kontrolę dawek odczynników.
Kluczowe znaczenie ma również czas i sposób dodawania odczynników. Regulatory, depresatory 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
Tempo napowietrzania stwarza optymalne warunki do przylegania pęcherzyków mineralnych, co czyni je niezbędnym czynnikiem flotacji. Niedostateczne napowietrzenie skutkuje zbyt małą liczbą pęcherzyków, co zmniejsza ryzyko kolizji i przylegania, a tym samym pogarsza wydajność flotacji. Nadmierne napowietrzenie prowadzi do nadmiernych turbulencji, które powodują pękanie pęcherzyków i odrywanie się przyłączonych cząstek, co zmniejsza wydajność.
Inżynierowie stosują metody takie jak zbieranie gazu lub pomiar przepływu powietrza za pomocą anemometru, aby precyzyjnie dostroić tempo napowietrzania. W przypadku cząstek grubych, zwiększenie napowietrzania w celu wytworzenia większych pęcherzyków powietrza poprawia wydajność flotacji. W przypadku cząstek drobnych lub łatwo unoszących się, precyzyjna regulacja zapewnia stabilną i skuteczną flotację.
(4) Czas flotacji
Czas flotacji to delikatna równowaga między stopniem odzyskiem koncentratu a wskaźnikiem odzysku, wymagająca precyzyjnej kalibracji. We wczesnych etapach cenne minerały szybko przylegają do pęcherzyków, co prowadzi do wysokich wskaźników odzysku i wskaźników odzysku koncentratu.
Z czasem, w miarę flotacji cenniejszych minerałów, może również wzrosnąć poziom minerałów płonnych, co obniża czystość koncentratu. W przypadku prostych rud z grubszymi i łatwymi do flotacji minerałami, wystarcza krótszy czas flotacji, zapewniając wysoki wskaźnik odzysku bez utraty jakości koncentratu. W przypadku rud złożonych lub trudno rozpuszczalnych, konieczne są dłuższe czasy flotacji, aby zapewnić drobnoziarnistym minerałom wystarczającą ilość czasu na interakcję z odczynnikami i pęcherzykami. Dynamiczna regulacja czasu flotacji jest cechą charakterystyczną precyzyjnej i wydajnej technologii flotacji.
Czas publikacji: 22-01-2025
