Flotációáldásban
A flotáció maximalizálja az ércek értékét azáltal, hogy az ásványfeldolgozás során a fizikai és kémiai különbségek révén ügyesen elválasztja az értékes ásványokat a meddő ásványoktól. Akár színesfémekről, vasfémekről vagy nemfémes ásványokról van szó, a flotáció kritikus szerepet játszik a kiváló minőségű nyersanyagok biztosításában.
1. Flotációs módszerek
(1) Közvetlen flotáció
A közvetlen flotáció az értékes ásványi anyagok szűrését jelenti a zagyból úgy, hogy azok légbuborékokhoz tapadva a felszínre kerülnek, míg a meddő ásványok a zagyban maradnak. Ez a módszer kritikus fontosságú a színesfémek dúsításában. Például a rézérc feldolgozása során az ércfeldolgozás a zúzás és őrlés után a flotációs szakaszba kerül, ahol speciális anionos gyűjtőket vezetnek be, hogy megváltoztassák a hidrofobicitást, és hagyják őket adszorbeálódni a rézásványok felületén. Ezután a hidrofób rézrészecskék a légbuborékokhoz tapadnak és felemelkednek, egy gazdag rezet tartalmazó habréteget képezve. Ezt a habot a rézásványok előzetes koncentrációjában gyűjtik össze, amely kiváló minőségű nyersanyagként szolgál a további finomításhoz.
(2) Fordított flotáció
A fordított flotáció során a meddő ásványokat lebegtetik, miközben az értékes ásványok a zagyban maradnak. Például a kvarc szennyeződéseket tartalmazó vasércfeldolgozás során anionos vagy kationos kollektorokat használnak a zagy kémiai környezetének megváltoztatására. Ez a kvarc hidrofil jellegét hidrofóbbá változtatja, lehetővé téve, hogy légbuborékokhoz tapadjon és lebegjen.
(3) Kedvezményes flotáció
Amikor az ércek két vagy több értékes komponenst tartalmaznak, a preferenciális flotáció egymást követően választja szét őket olyan tényezők alapján, mint az ásványi aktivitás és a gazdasági érték. Ez a lépésenkénti flotációs folyamat biztosítja, hogy minden értékes ásványt nagy tisztasággal és kinyerési aránnyal kinyerjenek, maximalizálva az erőforrás-kihasználást.
(4) Tömeges flotáció
A tömbös flotáció több értékes ásványi anyagot kezel egészként, együtt úsztatva őket egy vegyes koncentrátum előállításához, majd ezt követően elválasztás. Például a réz-nikkelérc dúsításánál, ahol a réz- és nikkelásványok szorosan kapcsolódnak egymáshoz, a xantátokhoz vagy tiolokhoz hasonló reagensekkel végzett tömbös flotáció lehetővé teszi a szulfidos réz- és nikkelásványok egyidejű flotálását, vegyes koncentrátumot képezve. Az ezt követő komplex elválasztási folyamatok, például a mész és a cianid reagensek használata, nagy tisztaságú réz- és nikkelkoncentrátumokat izolálnak. Ez a „először gyűjtsd össze, később válassz szét” megközelítés minimalizálja az értékes ásványi anyagok veszteségét a kezdeti szakaszokban, és jelentősen javítja az összetett ércek általános kinyerési arányát.
2. Flotációs folyamatok: lépésről lépésre történő precízió
(1) Fokozatú flotációs folyamat: Fokozatos finomítás
A flotáció során a szakaszos flotáció az összetett ércek feldolgozását irányítja azáltal, hogy a flotációs folyamatot több szakaszra osztja.
Például egy kétlépcsős flotációs eljárásban az ércet durva őrlésnek vetik alá, melynek során részben felszabadítják az értékes ásványokat. Az első flotációs szakaszban ezeket a felszabadult ásványokat előzetes koncentrátumként nyerik ki. A fennmaradó, fel nem szabadított részecskék egy második őrlési szakaszba kerülnek a további méretcsökkentés érdekében, majd egy második flotációs szakasz következik. Ez biztosítja, hogy a fennmaradó értékes ásványok alaposan elkülönüljenek és egyesüljenek az első fokozatú koncentrátumokkal. Ez a módszer megakadályozza a túlőrlést a kezdeti szakaszban, csökkenti az erőforrás-pazarlást és javítja a flotációs pontosságot.
Összetettebb ércek, például több ritkafémet tartalmazó, szorosan kötött kristályszerkezetű ércek esetében háromlépcsős flotációs eljárás alkalmazható. A váltakozó őrlési és flotációs lépések lehetővé teszik az aprólékos szűrést, és biztosítják, hogy minden értékes ásványt maximális tisztasággal és kinyerési aránnyal nyerjenek ki, szilárd alapot teremtve a további feldolgozáshoz.
3. A flotáció kulcsfontosságú tényezői
(1) pH-érték: A zagy savasságának finom egyensúlya
Az iszap pH-értéke kulcsszerepet játszik a flotációban, mélyrehatóan befolyásolja az ásványi anyagok felületi tulajdonságait és a reagensek teljesítményét. Amikor a pH az ásvány izoelektromos pontja felett van, a felület negatív töltésűvé válik; ez alatt a felület pozitív töltésűvé válik. Ezek a felületi töltésváltozások határozzák meg az ásványok és a reagensek közötti adszorpciós kölcsönhatásokat, hasonlóan a mágnesek vonzásához vagy taszításához.
Például savas körülmények között a szulfidásványok fokozott kollektor aktivitást mutatnak, ami megkönnyíti a célként szolgáló szulfidásványok befogását. Ezzel szemben az lúgos körülmények elősegítik az oxidásványok flotációját azáltal, hogy módosítják felületi tulajdonságaikat és ezáltal fokozzák a reagens affinitását.
A különböző ásványok flotációjához specifikus pH-értékekre van szükség, ami pontos szabályozást tesz szükségessé. Például kvarc és kalcit keverékek flotációja során a kvarcot előnyösen lehet flotálni az iszap pH-értékének 2-3-ra állításával és amin alapú gyűjtők használatával. Ezzel szemben a kalcit flotációja lúgos körülmények között, zsírsav alapú gyűjtőkkel előnyösebb. Ez a pontos pH-beállítás kulcsfontosságú a hatékony ásványianyag-elválasztás eléréséhez.
(2) Reagens üzemmód
A reagensrendszer szabályozza a flotációs folyamatot, beleértve a reagensek kiválasztását, adagolását, előkészítését és hozzáadását. A reagensek szelektíven adszorbeálódnak a cél ásványi felületeken, megváltoztatva azok hidrofóbicitását.
A habosítók stabilizálják a buborékokat a zagyban, és elősegítik a hidrofób részecskék flotációját. A gyakori habosítók közé tartozik a fenyőolaj és a krezololaj, amelyek stabil, megfelelő méretű buborékokat képeznek a részecskék megtapadásához.
A módosítók aktiválják vagy gátolják az ásványi felület tulajdonságait, és módosítják a zagy kémiai vagy elektrokémiai feltételeit.
A reagensek adagolása pontosságot igényel – a nem elegendő mennyiség csökkenti a hidrofóbicitást, ami csökkenti a kinyerési arányt, míg a túlzott mennyiség reagenspazarláshoz vezet, növeli a költségeket és rontja a koncentrátum minőségét. Az intelligens eszközök, mint például aonline koncentrációmérőképes a reagensek adagolásának pontos szabályozására.
A reagensek hozzáadásának időzítése és módja szintén kritikus fontosságú. Az őrlés során gyakran adagolnak beállítószereket, depresszánsokat és néhány gyűjtőt, hogy a zagy kémiai környezetét korán előkészítsék. A gyűjtőket és habosítókat jellemzően az első flotációs tartályban adják hozzá, hogy maximalizálják hatékonyságukat a kritikus pillanatokban.
(3) Levegőztetési sebesség
A levegőztetés mértéke optimális feltételeket teremt az ásványi buborékok tapadásához, így nélkülözhetetlen tényező a flotációban. A nem megfelelő levegőztetés túl kevés buborékot eredményez, ami csökkenti az ütközési és tapadási lehetőségeket, ezáltal rontja a flotációs teljesítményt. A túlzott levegőztetés túlzott turbulenciához vezet, ami a buborékok felszakadását és a letapadt részecskék kioldását okozza, csökkentve a hatékonyságot.
A mérnökök olyan módszereket alkalmaznak, mint a gázgyűjtés vagy a szélsebesség-mérés a levegőztetési sebesség finomhangolására. Durva részecskék esetén a levegőztetés növelése nagyobb buborékok létrehozása érdekében javítja a flotáció hatékonyságát. Finom vagy könnyen lebegő részecskék esetén a gondos beállítások biztosítják a stabil és hatékony flotációt.
(4) Flotációs idő
A flotációs idő a koncentrátum minősége és a kinyerési arány közötti kényes egyensúly, ami pontos kalibrálást igényel. A korai szakaszban az értékes ásványi anyagok gyorsan kötődnek a buborékokhoz, ami magas kinyerési arányt és koncentrátumminőséget eredményez.
Idővel, ahogy az értékesebb ásványok felúsznak, meddő ásványok is felemelkedhetnek, hígítva a koncentrátum tisztaságát. Az egyszerűbb ércek esetében, amelyek durvább szemcséjű és könnyen felúsztatható ásványokat tartalmaznak, rövidebb flotációs idő elegendő, biztosítva a magas kinyerési arányt a koncentrátum minőségének feláldozása nélkül. Komplex vagy tűzálló ércek esetében hosszabb flotációs időre van szükség ahhoz, hogy a finomszemcsés ásványok elegendő időt tölthessenek kölcsönhatásban a reagensekkel és a buborékokkal. A flotációs idő dinamikus beállítása a precíz és hatékony flotációs technológia egyik jellemzője.
Közzététel ideje: 2025. január 22.
