Flotācijasvētībā
Flotācija maksimāli palielina rūdu vērtību, prasmīgi atdalot vērtīgus minerālus no piemaisījumiem minerālu apstrādē, izmantojot fizikālās un ķīmiskās atšķirības. Neatkarīgi no tā, vai tiek apstrādāti krāsainie metāli, melnie metāli vai nemetāliskie minerāli, flotācijai ir izšķiroša nozīme augstas kvalitātes izejvielu nodrošināšanā.
1. Flotācijas metodes
(1) Tiešā flotācija
Tiešā flotācija attiecas uz vērtīgu minerālu filtrēšanu no suspensijas, ļaujot tiem pieķerties gaisa burbuļiem un pacelties virspusē, kamēr piemaisījumi paliek suspensijā. Šī metode ir kritiski svarīga krāsaino metālu bagātināšanā. Piemēram, rūdas apstrāde nonāk flotācijas posmā pēc drupināšanas un malšanas vara rūdas apstrādē, kurā tiek ievadīti īpaši anjonu kolektori, lai mainītu hidrofobitāti un ļautu tiem adsorbēties uz vara minerālu virsmas. Pēc tam hidrofobās vara daļiņas pieķeras gaisa burbuļiem un paceļas, veidojot putu slāni, kas bagāts ar varu. Šīs putas tiek savāktas sākotnējā vara minerālu koncentrācijā, kas kalpo kā augstas kvalitātes izejviela tālākai rafinēšanai.
(2) Reversā flotācija
Reversā flotācija ietver piemaisījumu minerālu flotāciju, kamēr vērtīgie minerāli paliek suspensijā. Piemēram, dzelzsrūdas apstrādē ar kvarca piemaisījumiem anjonu vai katjonu kolektori tiek izmantoti, lai mainītu suspensijas ķīmisko vidi. Tas maina kvarca hidrofilo raksturu uz hidrofobu, ļaujot tam piesaistīties gaisa burbuļiem un peldēt.
(3) Preferenciālā flotācija
Ja rūdas satur divus vai vairākus vērtīgus komponentus, preferenciālā flotācija tos secīgi atdala, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā minerālu aktivitāte un ekonomiskā vērtība. Šis pakāpeniskais flotācijas process nodrošina, ka katrs vērtīgais minerāls tiek iegūts ar augstu tīrības pakāpi un atgūšanas ātrumu, maksimāli palielinot resursu izmantošanu.
(4) Beramkravu flotācija
Masveida flotācija apstrādā vairākus vērtīgus minerālus kā vienotu veselumu, flotējot tos kopā, lai iegūtu jauktu koncentrātu, kam seko atdalīšana. Piemēram, vara-niķeļa rūdas bagātināšanā, kur vara un niķeļa minerāli ir cieši saistīti, masveida flotācija, izmantojot tādus reaģentus kā ksantātus vai tiolus, ļauj vienlaikus flotēt sulfīda vara un niķeļa minerālus, veidojot jauktu koncentrātu. Turpmākie sarežģītie atdalīšanas procesi, piemēram, izmantojot kaļķa un cianīda reaģentus, izolē augstas tīrības pakāpes vara un niķeļa koncentrātus. Šī "vispirms savāc, vēlāk atdala" pieeja samazina vērtīgo minerālu zudumus sākotnējos posmos un ievērojami uzlabo kopējos komplekso rūdu ieguves rādītājus.
2. Flotācijas procesi: pakāpeniska precizitāte
(1) Pakāpeniska flotācijas process: pakāpeniska pilnveidošana
Flotācijā posmu flotācija vada sarežģītu rūdu apstrādi, sadalot flotācijas procesu vairākos posmos.
Piemēram, divpakāpju flotācijas procesā rūda tiek rupji malta, daļēji atbrīvojot vērtīgus minerālus. Pirmajā flotācijas posmā šie atbrīvotie minerāli tiek atgūti kā sākotnējie koncentrāti. Atlikušās neatbrīvotās daļiņas nonāk otrajā malšanas posmā tālākai izmēru samazināšanai, kam seko otrais flotācijas posms. Tas nodrošina, ka atlikušie vērtīgie minerāli tiek rūpīgi atdalīti un apvienoti ar pirmā posma koncentrātiem. Šī metode novērš pārmērīgu malšanu sākotnējā posmā, samazina resursu izšķērdēšanu un uzlabo flotācijas precizitāti.
Sarežģītākām rūdām, piemēram, tādām, kas satur vairākus retus metālus ar cieši saistītām kristāliskām struktūrām, var izmantot trīspakāpju flotācijas procesu. Mainīgi malšanas un flotācijas posmi ļauj veikt rūpīgu atlasi un nodrošināt, ka katrs vērtīgais minerāls tiek iegūts ar maksimālu tīrību un atgūšanas ātrumu, liekot stabilu pamatu tālākai apstrādei.
3. Galvenie flotācijas faktori
(1) pH vērtība: vircas skābuma smalkais līdzsvars
Suspensijas pH vērtībai ir izšķiroša loma flotācijā, būtiski ietekmējot minerālu virsmas īpašības un reaģentu veiktspēju. Kad pH ir virs minerāla izoelektriskā punkta, virsma kļūst negatīvi lādēta; zem tā virsma ir pozitīvi lādēta. Šīs virsmas lādiņa izmaiņas nosaka adsorbcijas mijiedarbību starp minerāliem un reaģentiem, līdzīgi kā magnētu pievilkšanās vai atgrūšanās.
Piemēram, skābā vidē sulfīdu minerāliem ir uzlabota kolektora aktivitāte, kas atvieglo mērķa sulfīdu minerālu uztveršanu. Turpretī sārmaini apstākļi veicina oksīdu minerālu flotāciju, modificējot to virsmas īpašības, lai uzlabotu reaģenta afinitāti.
Dažādiem minerāliem flotācijai nepieciešami specifiski pH līmeņi, kas prasa precīzu kontroli. Piemēram, kvarca un kalcīta maisījumu flotācijā kvarcu var vēlēties flotēt, pielāgojot suspensijas pH līmenim 2–3 un izmantojot uz amīniem balstītus kolektorus. Turpretī kalcīta flotācija ir vēlama sārmainā vidē ar uz taukskābēm balstītiem kolektoriem. Šī precīzā pH regulēšana ir galvenais, lai panāktu efektīvu minerālu atdalīšanu.
(2) Reaģentu režīms
Reaģentu režīms nosaka flotācijas procesu, ietverot reaģentu izvēli, dozēšanu, sagatavošanu un pievienošanu. Reaģenti selektīvi adsorbējas uz mērķa minerālu virsmām, mainot to hidrofobitāti.
Putošanas līdzekļi stabilizē burbuļus suspensijā un veicina hidrofobo daļiņu flotāciju. Bieži sastopamie putošanas līdzekļi ir priežu eļļa un krezola eļļa, kas veido stabilus, atbilstoša izmēra burbuļus daļiņu piestiprināšanai.
Modifikatori aktivizē vai kavē minerālu virsmas īpašības un pielāgo suspensijas ķīmiskos vai elektroķīmiskos apstākļus.
Reaģentu dozēšanai nepieciešama precizitāte — nepietiekams daudzums samazina hidrofobitāti, samazinot atgūšanas ātrumu, savukārt pārmērīgs daudzums rada reaģentu izšķērdēšanu, palielina izmaksas un pasliktina koncentrāta kvalitāti. Inteliģentas ierīces, piemēram,tiešsaistes koncentrācijas mērītājsvar precīzi kontrolēt reaģentu devas.
Arī reaģenta pievienošanas laiks un metode ir kritiski svarīgi. Regulētāji, nomācēji un daži kolektori bieži tiek pievienoti malšanas laikā, lai laikus sagatavotu suspensijas ķīmisko vidi. Kolektori un putotāji parasti tiek pievienoti pirmajā flotācijas tvertnē, lai maksimāli palielinātu to efektivitāti kritiskos brīžos.
(3) Aerācijas ātrums
Aerācijas ātrums rada optimālus apstākļus minerālu burbuļu pielipšanai, padarot to par neaizstājamu faktoru flotācijā. Nepietiekama aerācija rada pārāk maz burbuļu, samazinot sadursmju un pielipšanas iespējas, tādējādi pasliktinot flotācijas veiktspēju. Pārmērīga aerācija rada pārmērīgu turbulenci, kā rezultātā burbuļi plīst un pielipušās daļiņas izkustas, samazinot efektivitāti.
Inženieri izmanto tādas metodes kā gāzes savākšana vai gaisa plūsmas mērīšana ar anemometru, lai precīzi noregulētu aerācijas ātrumu. Rupjām daļiņām aerācijas palielināšana, lai radītu lielākus burbuļus, uzlabo flotācijas efektivitāti. Sīkām vai viegli flotējošām daļiņām rūpīga regulēšana nodrošina stabilu un efektīvu flotāciju.
(4) Flotācijas laiks
Flotācijas laiks ir delikāts līdzsvars starp koncentrāta pakāpi un atgūšanas ātrumu, kam nepieciešama precīza kalibrēšana. Sākumposmā vērtīgie minerāli ātri piesaistās burbuļiem, kā rezultātā tiek panākts augsts atgūšanas līmenis un koncentrāta pakāpe.
Laika gaitā, peldot vērtīgākiem minerāliem, var paaugstināties arī piemaisījumu minerālu daudzums, atšķaidot koncentrāta tīrību. Vienkāršām rūdām ar rupjgraudainākiem un viegli peldošiem minerāliem pietiek ar īsāku flotācijas laiku, nodrošinot augstu atgūšanas ātrumu, neupurējot koncentrāta kvalitāti. Sarežģītām vai ugunsizturīgām rūdām ir nepieciešams ilgāks flotācijas laiks, lai smalkgraudainiem minerāliem būtu pietiekams mijiedarbības laiks ar reaģentiem un burbuļiem. Flotācijas laika dinamiska regulēšana ir precīzas un efektīvas flotācijas tehnoloģijas pazīme.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 22. janvāris
