Flotatsioonõnnistuses
Flotatsioon maksimeerib maakide väärtust, eraldades mineraalide töötlemisel oskuslikult väärtuslikke mineraale aherainetest füüsikaliste ja keemiliste erinevuste abil. Olenemata sellest, kas tegemist on värviliste metallide, raudmetallide või mittemetalliliste mineraalidega, mängib flotatsioon olulist rolli kvaliteetsete toorainete pakkumisel.
1. Flotatsioonimeetodid
(1) Otseflotatsioon
Otsene flotatsioon viitab väärtuslike mineraalide filtreerimisele suspensioonist, lastes neil õhumullidele kinnituda ja pinnale hõljuda, samal ajal kui aheraine jääb suspensiooni. See meetod on kriitilise tähtsusega värviliste metallide rikastamisel. Näiteks vasemaagi töötlemisel jõuab maagi töötlemine flotatsioonietappi pärast purustamist ja jahvatamist, mille käigus lisatakse spetsiaalsed anioonsed kollektorid, et muuta hüdrofoobsust ja lasta neil adsorbeeruda vase mineraalide pinnale. Seejärel kinnituvad hüdrofoobsed vaseosakesed õhumullidele ja tõusevad üles, moodustades vahukihi, mis sisaldab rikkalikult vaske. See vaht kogutakse vase mineraalide esialgse kontsentratsioonina, mis on edasiseks rafineerimiseks kõrgekvaliteediline tooraine.
(2) Pöördflotatsioon
Pöördflotatsioon hõlmab aheraine mineraalide ujutamist, samal ajal kui väärtuslikud mineraalid jäävad suspensiooni. Näiteks kvartslisanditega rauamaagi töötlemisel kasutatakse suspensiooni keemilise keskkonna muutmiseks anioonseid või katioonseid kollektoreid. See muudab kvartsi hüdrofiilse olemuse hüdrofoobseks, võimaldades sellel õhumullide külge kinnituda ja ujuda.
(3) Eelistatud flotatsioon
Kui maagid sisaldavad kahte või enamat väärtuslikku komponenti, eraldab eelistuslik flotatsioon need järjestikku selliste tegurite põhjal nagu mineraalide aktiivsus ja majanduslik väärtus. See samm-sammult toimuv flotatsiooniprotsess tagab iga väärtusliku mineraali eraldamise kõrge puhtusastme ja taaskasutusmääraga, maksimeerides ressursside kasutamist.
(4) Mahuflotatsioon
Mahuflotatsioon töötleb mitut väärtuslikku mineraali tervikuna, ujutades need koos, et saada segakontsentraat, millele järgneb eraldamine. Näiteks vase-niklimaagi rikastamisel, kus vase- ja niklimaagid on tihedalt seotud, võimaldab mahuflotatsioon reagentide, näiteks ksantaatide või tioolide abil sulfiidvaske ja niklist mineraalide samaaegset floteerimist, moodustades segakontsentraadi. Järgnevad keerulised eraldusprotsessid, näiteks lubja ja tsüaniidireagentide kasutamine, eraldavad kõrge puhtusastmega vase- ja niklikontsentraadid. See „kõigepealt kogu, hiljem eralda” lähenemisviis minimeerib väärtuslike mineraalide kadu algstaadiumis ja parandab oluliselt keeruliste maakide üldist taaskasutusmäära.
2. Flotatsiooniprotsessid: samm-sammult täpsus
(1) Etapi flotatsiooniprotsess: järkjärguline täiustamine
Flotatsioonis juhib etapiviisiline flotatsioon keeruliste maakide töötlemist, jagades flotatsiooniprotsessi mitmeks etapiks.
Näiteks kaheastmelises flotatsiooniprotsessis jahvatatakse maaki jämedalt, vabastades osaliselt väärtuslikke mineraale. Esimeses flotatsioonietapis eraldatakse need vabanenud mineraalid eelkontsentraatidena. Ülejäänud vabastamata osakesed liiguvad edasiseks suuruse vähendamiseks teise jahvatamisetappi, millele järgneb teine flotatsioonietapp. See tagab ülejäänud väärtuslike mineraalide põhjaliku eraldamise ja kombineerimise esimese etapi kontsentraatidega. See meetod hoiab ära ülejahvatamise algfaasis, vähendab ressursside raiskamist ja parandab flotatsiooni täpsust.
Keerukamate maakide puhul, näiteks selliste, mis sisaldavad mitut haruldast metalli tihedalt seotud kristallstruktuuridega, võib kasutada kolmeastmelist flotatsiooniprotsessi. Vahelduvad jahvatamise ja flotatsiooni etapid võimaldavad hoolikat sõelumist ja tagavad, et iga väärtuslik mineraal ekstraheeritakse maksimaalse puhtuse ja taaskasutusmääraga, luues tugeva aluse edasiseks töötlemiseks.
3. Flotatsiooni põhitegurid
(1) pH väärtus: läga happesuse peen tasakaal
Suspensiooni pH väärtus mängib flotatsioonis võtmerolli, mõjutades sügavalt mineraali pinnaomadusi ja reagentide toimivust. Kui pH on mineraali isoelektrilisest punktist kõrgem, laetakse pinda negatiivselt; sellest allpool laetakse pinda positiivselt. Need pinnalaengu muutused dikteerivad mineraalide ja reagentide vahelised adsorptsiooniinteraktsioonid, sarnaselt magnetite ligitõmbamise või tõukumisega.
Näiteks happelistes tingimustes on sulfiidmineraalidel parem kollektori aktiivsus, mis lihtsustab sihtmärgiks olevate sulfiidmineraalide püüdmist. Seevastu aluselised tingimused hõlbustavad oksiidmineraalide flotatsiooni, muutes nende pinnaomadusi ja suurendades reagendi afiinsust.
Erinevad mineraalid vajavad flotatsiooniks spetsiifilisi pH tasemeid, mis nõuab täpset kontrolli. Näiteks kvartsi ja kaltsiidi segude flotatsioonil saab kvartsi eelistatavalt floteerida, reguleerides suspensiooni pH väärtusele 2-3 ja kasutades amiinipõhiseid kollektoreid. Seevastu kaltsiidi flotatsioon on eelistatud aluselistes tingimustes rasvhapete baasil kollektoritega. See täpne pH reguleerimine on mineraalide tõhusa eraldamise võti.
(2) Reaktiivirežiim
Reaktiivide režiim reguleerib flotatsiooniprotsessi, hõlmates reagentide valikut, doseerimist, ettevalmistamist ja lisamist. Reaktiivid adsorbeeruvad selektiivselt sihtmineraalide pindadele, muutes nende hüdrofoobsust.
Vahustajad stabiliseerivad suspensioonis olevaid mulle ja hõlbustavad hüdrofoobsete osakeste flotatsiooni. Levinud vahustajad on männiõli ja kresoolõli, mis moodustavad osakeste kinnitumiseks stabiilseid, hea suurusega mulle.
Modifikaatorid aktiveerivad või pärsivad mineraalpinna omadusi ja reguleerivad suspensiooni keemilisi või elektrokeemilisi tingimusi.
Reagentide doseerimine nõuab täpsust – ebapiisav kogus vähendab hüdrofoobsust, mis omakorda alandab taaskasutusmäära, samas kui liigne kogus raiskab reagente, suurendab kulusid ja halvendab kontsentraadi kvaliteeti. Intelligentsed seadmed, näiteksveebipõhine kontsentratsioonimõõtursuudab reagentide annust täpselt kontrollida.
Reagendi lisamise ajastus ja meetod on samuti kriitilise tähtsusega. Jahvatamise ajal lisatakse sageli regulaatoreid, depressante ja mõningaid kollektoreid, et valmistada suspensiooni keemiline keskkond varakult ette. Kollektorid ja vahustusained lisatakse tavaliselt esimesse flotatsioonipaaki, et maksimeerida nende efektiivsust kriitilistel hetkedel.
(3) Õhustuskiirus
Õhustuskiirus loob optimaalsed tingimused mineraalmullide kinnitumiseks, muutes selle flotatsiooniprotsessis asendamatuks teguriks. Ebapiisav õhustus põhjustab liiga vähe mulle, mis vähendab kokkupõrke- ja kinnitumisvõimalusi ning halvendab seeläbi flotatsiooni jõudlust. Liigne õhustus põhjustab liigset turbulentsi, mis põhjustab mullide purunemist ja kinnitunud osakeste lahtiliikumist, vähendades efektiivsust.
Insenerid kasutavad õhustuskiiruse peenhäälestamiseks selliseid meetodeid nagu gaasi kogumine või anemomeetril põhinev õhuvoolu mõõtmine. Jämedate osakeste puhul parandab õhustuse suurendamine suuremate mullide tekitamiseks flotatsiooni efektiivsust. Peente või kergesti hõljuvate osakeste puhul tagavad hoolikad reguleerimised stabiilse ja tõhusa flotatsiooni.
(4) Flotatsiooniaeg
Flotatsiooniaeg on õrn tasakaal kontsentraadi kvaliteedi ja taaskasutuskiiruse vahel, mis nõuab täpset kalibreerimist. Algstaadiumis kinnituvad väärtuslikud mineraalid kiiresti mullide külge, mis viib kõrge taaskasutuskiiruse ja kontsentraadi kvaliteedini.
Aja jooksul, kui väärtuslikumaid mineraale ujutatakse, võivad tõusta ka aherainejäägid, mis lahjendavad kontsentraadi puhtust. Lihtsate maakide puhul, millel on jämedateralised ja kergesti ujutatavad mineraalid, piisab lühemast flotatsiooniajast, mis tagab kõrge saagikuse määra ilma kontsentraadi kvaliteeti ohverdamata. Komplekssete või tulekindlate maakide puhul on vaja pikemat flotatsiooniaega, et anda peeneteralistele mineraalidele piisavalt aega reagentide ja mullidega suhtlemiseks. Flotatsiooniaja dünaamiline reguleerimine on täpse ja tõhusa flotatsioonitehnoloogia tunnusjoon.
Postituse aeg: 22. jaanuar 2025
