Flotáciav Benefikácii
Flotácia maximalizuje hodnotu rúd šikovnou separáciou cenných minerálov od minerálov hlušiny pri spracovaní minerálov prostredníctvom fyzikálnych a chemických rozdielov. Či už ide o neželezné kovy, železné kovy alebo nekovové minerály, flotácia zohráva rozhodujúcu úlohu pri poskytovaní vysokokvalitných surovín.
1. Flotačné metódy
(1) Priama flotácia
Priama flotácia sa vzťahuje na odfiltrovanie cenných minerálov z kalu tým, že sa im umožní priľnúť k vzduchovým bublinám a vyplávať na povrch, zatiaľ čo minerály z hlušiny zostávajú v suspenzii. Táto metóda je rozhodujúca pri spracovaní neželezných kovov. Napríklad spracovanie rudy prichádza do štádia flotácie po drvení a mletí pri spracovaní medenej rudy, pri ktorej sa zavádzajú špecifické aniónové kolektory, aby sa zmenila hydrofóbnosť a nechali sa adsorbovať na povrchu medených minerálov. Potom sa hydrofóbne častice medi prichytia na vzduchové bubliny a stúpajú, čím sa vytvorí vrstva peny s bohatou meďou. Táto pena sa zhromažďuje v predbežnej koncentrácii minerálov medi, ktorá slúži ako vysokokvalitná surovina na ďalšie zušľachťovanie.
(2) Reverzná flotácia
Reverzná flotácia zahŕňa plávanie minerálov hlušiny, zatiaľ čo cenné minerály zostávajú v kaši. Napríklad pri spracovaní železnej rudy s prímesami kremeňa sa používajú aniónové alebo katiónové kolektory na zmenu chemického prostredia kalu. Tým sa mení hydrofilný charakter kremeňa na hydrofóbny, čo mu umožňuje pripojiť sa k vzduchovým bublinám a vznášať sa.
(3) Preferenčná flotácia
Keď rudy obsahujú dve alebo viac cenných zložiek, preferenčná flotácia ich oddeľuje postupne na základe faktorov, ako je minerálna aktivita a ekonomická hodnota. Tento postupný flotačný proces zaisťuje, že každý cenný minerál sa získa s vysokou čistotou a mierou obnovy, čím sa maximalizuje využitie zdrojov.
(4) Objemová flotácia
Hromadná flotácia spracováva viacero cenných minerálov ako celok, pričom ich pláva dohromady, čím sa získa zmiešaný koncentrát, po ktorom nasleduje separácia. Napríklad pri úprave medeno-niklovej rudy, kde sú minerály medi a niklu úzko spojené, hromadná flotácia s použitím činidiel, ako sú xantáty alebo tioly, umožňuje súčasnú flotáciu sulfidickej medi a niklových minerálov, čím sa vytvorí zmiešaný koncentrát. Následné zložité separačné procesy, ako je použitie vápna a kyanidových činidiel, izolujú vysoko čisté koncentráty medi a niklu. Tento prístup „najskôr zbieraj, oddeľuj-neskôr“ minimalizuje stratu cenných minerálov v počiatočných fázach a výrazne zlepšuje celkovú rýchlosť získavania komplexných rúd.
2. Flotačné procesy: Presnosť krok za krokom
(1) Etapový flotačný proces: Postupné zjemňovanie
Pri flotácii vedie etapová flotácia spracovanie zložitých rúd rozdelením procesu flotácie do viacerých stupňov.
Napríklad pri dvojstupňovom procese flotácie sa ruda podrobuje hrubému mletiu, čím sa čiastočne uvoľňujú cenné minerály. Prvý flotačný stupeň regeneruje tieto uvoľnené minerály ako predbežné koncentráty. Zostávajúce neuvoľnené častice pokračujú do druhého stupňa mletia na ďalšie zmenšenie veľkosti, po ktorom nasleduje druhý stupeň flotácie. To zaisťuje, že zostávajúce cenné minerály sú dôkladne oddelené a kombinované s koncentrátmi prvého stupňa. Táto metóda zabraňuje nadmernému brúseniu v počiatočnom štádiu, znižuje plytvanie zdrojmi a zlepšuje presnosť flotácie.
Pre zložitejšie rudy, ako sú tie, ktoré obsahujú viacero vzácnych kovov s pevne viazanými kryštálovými štruktúrami, možno použiť trojstupňový flotačný proces. Striedavé kroky mletia a flotácie umožňujú dôkladné preosievanie a zaisťujú, že každý cenný minerál je extrahovaný s maximálnou čistotou a rýchlosťou regenerácie, čím sa vytvára silný základ pre ďalšie spracovanie.
3. Kľúčové faktory pri flotácii
(1) Hodnota pH: Jemná rovnováha kyslosti kalu
Hodnota pH suspenzie hrá kľúčovú úlohu pri flotácii, pričom výrazne ovplyvňuje vlastnosti povrchu minerálov a výkonnosť činidla. Keď je pH nad izoelektrickým bodom minerálu, povrch sa nabije záporne; pod ním je povrch kladne nabitý. Tieto zmeny povrchového náboja diktujú adsorpčné interakcie medzi minerálmi a činidlami, podobne ako priťahovanie alebo odpudzovanie magnetov.
Napríklad v kyslých podmienkach sulfidové minerály profitujú zo zvýšenej zbernej aktivity, čo uľahčuje zachytávanie cieľových sulfidových minerálov. Naopak, alkalické podmienky uľahčujú flotáciu oxidových minerálov úpravou ich povrchových vlastností, aby sa zvýšila afinita činidla.
Rôzne minerály vyžadujú špecifické hodnoty pH na flotáciu, čo si vyžaduje presnú kontrolu. Napríklad pri flotácii zmesí kremeňa a kalcitu môže byť kremeň prednostne flotovaný úpravou pH suspenzie na 2 až 3 a použitím kolektorov na báze amínu. Naopak, flotácia kalcitu je uprednostňovaná v alkalických podmienkach s kolektormi na báze mastných kyselín. Toto presné nastavenie pH je kľúčom k dosiahnutiu efektívnej separácie minerálov.
(2) Režim činidla
Režim činidla riadi proces flotácie, ktorý zahŕňa výber, dávkovanie, prípravu a pridávanie činidiel. Činidlá sa selektívne adsorbujú na cieľové minerálne povrchy a menia ich hydrofóbnosť.
Napeňovače stabilizujú bubliny v suspenzii a uľahčujú flotáciu hydrofóbnych častíc. Bežné napeňovače zahŕňajú borovicový olej a krezolový olej, ktoré vytvárajú stabilné bubliny dobrej veľkosti na prichytenie častíc.
Modifikátory aktivujú alebo inhibujú vlastnosti minerálneho povrchu a upravujú chemické alebo elektrochemické podmienky suspenzie.
Dávkovanie reagencií vyžaduje presnosť – nedostatočné množstvo znižuje hydrofóbnosť, znižuje rýchlosť regenerácie, zatiaľ čo nadmerné množstvo plytvá reagenciami, zvyšuje náklady a znižuje kvalitu koncentrátu. Inteligentné zariadenia ako napronline merač koncentráciemôže realizovať presnú kontrolu dávkovania činidla.
Načasovanie a spôsob pridávania činidla sú tiež kritické. Regulátory, depresanty a niektoré zberače sa často pridávajú počas mletia, aby sa včas pripravilo chemické prostredie kalu. Kolektory a napeňovače sa zvyčajne pridávajú do prvej flotačnej nádrže, aby sa maximalizovala ich účinnosť v kritických momentoch.
(3) Miera prevzdušňovania
Rýchlosť prevzdušňovania vytvára optimálne podmienky pre uchytenie minerálnych bublín, čo z neho robí nevyhnutný faktor pri flotácii. Nedostatočné prevzdušňovanie má za následok príliš málo bublín, čím sa znižuje možnosť kolízie a uchytenia, čím sa zhoršuje flotačný výkon. Prílišné prevzdušňovanie vedie k nadmernej turbulencii, čo spôsobuje praskanie bublín a uvoľňovanie pripojených častíc, čím sa znižuje účinnosť.
Inžinieri používajú metódy, ako je zber plynu alebo meranie prietoku vzduchu založené na anemometri, aby doladili rýchlosť prevzdušňovania. V prípade hrubých častíc zvýšenie prevzdušňovania na vytvorenie väčších bublín zlepšuje účinnosť flotácie. Pre jemné alebo ľahko plávajúce častice starostlivé nastavenie zaisťuje stabilnú a efektívnu flotáciu.
(4) Flotačný čas
Flotačný čas je jemná rovnováha medzi stupňom koncentrácie koncentrátu a rýchlosťou regenerácie, čo si vyžaduje presnú kalibráciu. V počiatočných štádiách sa cenné minerály rýchlo pripájajú k bublinám, čo vedie k vysokej rýchlosti výťažnosti a vysokej kvalite koncentrátu.
Postupom času, keď sa vyplavujú cennejšie minerály, môžu stúpať aj minerály gangu, čím sa znižuje čistota koncentrátu. Pre jednoduché rudy s hrubozrnnými a ľahko plávajúcimi minerálmi postačujú kratšie časy flotácie, ktoré zaisťujú vysokú mieru výťažnosti bez straty kvality koncentrátu. Pre komplexné alebo žiaruvzdorné rudy sú potrebné dlhšie časy flotácie, aby sa umožnilo jemnozrnným minerálom dostatočný čas interakcie s činidlami a bublinami. Dynamické nastavenie flotačného času je charakteristickým znakom presnej a efektívnej flotačnej technológie.
Čas odoslania: 22. januára 2025
