Флотацияв Благотворение
Флотацията максимизира стойността на рудите чрез умело отделяне на ценни минерали от пустинни минерали при преработка на минерали чрез физични и химични разлики. Независимо дали става въпрос за цветни метали, черни метали или неметални минерали, флотацията играе критична роля за осигуряването на висококачествени суровини.
1. Методи на флотация
(1) Директна флотация
Директната флотация се отнася до филтриране на ценни минерали от суспензията, като им позволява да се придържат към въздушни мехурчета и да изплуват на повърхността, докато минералите от пуста почва остават в суспензията. Този метод е критичен при обогатяването на цветни метали. Например, обработката на рудата достига до етапа на флотация след претърпяване на раздробяване и смилане при обработката на медна руда, при която се въвеждат специфични анионни колектори, за да се промени хидрофобността и да се оставят да се адсорбират върху повърхността на медните минерали. След това хидрофобните медни частици се прикрепят към въздушните мехурчета и се издигат, образувайки слой пяна, съдържащ богата мед. Тази пяна се събира в предварителна концентрация на медни минерали, която служи като висококачествена суровина за по-нататъшно рафиниране.
(2) Обратна флотация
Обратната флотация включва флотиране на минералите от пуста почва, докато ценните минерали остават в суспензията. Например при обработката на желязна руда с кварцови примеси се използват анионни или катионни колектори за промяна на химическата среда на суспензията. Това променя хидрофилния характер на кварца на хидрофобен, което му позволява да се прикрепи към въздушните мехурчета и да плава.
(3) Преференциална флотация
Когато рудите съдържат два или повече ценни компонента, преференциалната флотация ги разделя последователно въз основа на фактори като минерална активност и икономическа стойност. Този поетапен процес на флотация гарантира, че всеки ценен минерал се възстановява с висока чистота и степен на възстановяване, като максимизира използването на ресурсите.
(4) Обемна флотация
Насипната флотация третира множество ценни минерали като едно цяло, като ги флотира заедно, за да се получи смесен концентрат, последвано от последващо разделяне. Например, при обогатяване на медно-никелова руда, където медните и никеловите минерали са тясно свързани, обемната флотация с използване на реагенти като ксантати или тиоли позволява едновременната флотация на сулфидни медни и никелови минерали, образувайки смесен концентрат. Последващите сложни процеси на разделяне, като използване на вар и цианидни реактиви, изолират медни и никелови концентрати с висока чистота. Този подход „първо събиране, разделяне по-късно“ минимизира загубата на ценни минерали в началните етапи и значително подобрява общите нива на възстановяване на сложните руди.
2. Процеси на флотация: Прецизност стъпка по стъпка
(1) Етап на флотационен процес: Постепенно рафиниране
При флотацията етапната флотация ръководи обработката на сложни руди, като разделя процеса на флотация на множество етапи.
Например, при двуетапен флотационен процес, рудата преминава през грубо смилане, частично освобождавайки ценни минерали. Първият етап на флотация възстановява тези освободени минерали като предварителни концентрати. Останалите неосвободени частици преминават към втори етап на смилане за по-нататъшно намаляване на размера, последван от втори етап на флотация. Това гарантира, че останалите ценни минерали са напълно отделени и комбинирани с концентратите от първия етап. Този метод предотвратява прекомерното смилане в началния етап, намалява загубата на ресурси и подобрява прецизността на флотацията.
За по-сложни руди, като тези, съдържащи множество редки метали с плътно свързани кристални структури, може да се използва триетапен флотационен процес. Редуващите се стъпки на смилане и флотация позволяват щателен скрининг и гарантират, че всеки ценен минерал се извлича с максимална чистота и степен на възстановяване, полагайки здрава основа за по-нататъшна обработка.
3. Ключови фактори при флотацията
(1) pH стойност: Финият баланс на киселинността на суспензията
Стойността на рН на суспензията играе ключова роля във флотацията, оказвайки дълбоко влияние върху свойствата на повърхността на минералите и ефективността на реагентите. Когато pH е над изоелектричната точка на минерала, повърхността става отрицателно заредена; под него повърхността е положително заредена. Тези промени в повърхностния заряд диктуват адсорбционните взаимодействия между минерали и реагенти, подобно на привличането или отблъскването на магнитите.
Например, при киселинни условия, сулфидните минерали се възползват от повишената колекторна активност, което улеснява улавянето на целевите сулфидни минерали. Обратно, алкалните условия улесняват флотацията на оксидни минерали, като модифицират техните повърхностни свойства, за да подобрят афинитета на реагента.
Различните минерали изискват специфични нива на pH за флотация, което налага прецизен контрол. Например, при флотацията на смеси от кварц и калцит, кварцът може да бъде флотиран преференциално чрез регулиране на рН на суспензията до 2-3 и използване на колектори на базата на амин. Обратно, калцитната флотация се предпочита в алкални условия с колектори на основата на мастни киселини. Това прецизно регулиране на рН е от ключово значение за постигане на ефективно отделяне на минерали.
(2) Режим на реагента
Режимът на реагентите управлява процеса на флотация, като включва избора, дозирането, подготовката и добавянето на реагентите. Реагентите селективно се адсорбират върху целевите минерални повърхности, променяйки тяхната хидрофобност.
Пенообразователите стабилизират мехурчетата в суспензията и улесняват флотацията на хидрофобните частици. Обичайните пенообразователи включват борово масло и крезолово масло, които образуват стабилни, добре оразмерени мехурчета за прикрепване на частици.
Модификаторите активират или инхибират свойствата на минералната повърхност и регулират химичните или електрохимичните условия на суспензията.
Дозирането на реагентите изисква прецизност – недостатъчните количества намаляват хидрофобността, намалявайки степента на възстановяване, докато прекомерните количества губят реагенти, увеличават разходите и компрометират качеството на концентрата. Интелигентни устройства катоонлайн измервател на концентрацияможе да реализира точен контрол на дозите на реагентите.
Времето и методът на добавяне на реагента също са критични. По време на смилането често се добавят регулатори, депресанти и някои колектори, за да се подготви химическата среда на суспензията отрано. Колектори и пенообразуватели обикновено се добавят в първия флотационен резервоар, за да се увеличи максимално ефективността им в критични моменти.
(3) Скорост на аериране
Скоростта на аериране създава оптимални условия за закрепване на минерални мехурчета, което го прави незаменим фактор при флотацията. Недостатъчната аерация води до твърде малко мехурчета, намалявайки възможностите за сблъсък и закрепване, като по този начин влошава ефективността на флотацията. Прекомерната аерация води до прекомерна турбуленция, причинявайки счупване на мехурчета и изместване на прикрепените частици, намалявайки ефективността.
Инженерите използват методи като събиране на газ или базирано на анемометър измерване на въздушния поток за фина настройка на скоростите на аериране. За едрите частици увеличаването на аерацията за генериране на по-големи мехурчета подобрява ефективността на флотацията. За фини или лесно плаващи частици внимателните настройки осигуряват стабилна и ефективна флотация.
(4) Време на флотация
Времето на флотация е деликатен баланс между качеството на концентрата и степента на възстановяване, което изисква прецизно калибриране. В ранните етапи ценните минерали бързо се прикрепят към мехурчетата, което води до високи нива на възстановяване и нива на концентрат.
С течение на времето, тъй като по-ценните минерали се разнасят, минералите от пуста почва също могат да се повишат, разреждайки чистотата на концентрата. За прости руди с по-едрозърнести и лесно флотиращи минерали са достатъчни по-кратки времена на флотация, осигуряващи високи нива на възстановяване, без да се жертва степента на концентрат. За сложни или огнеупорни руди са необходими по-дълги времена на флотация, за да се позволи на финозърнестите минерали достатъчно време за взаимодействие с реагенти и мехурчета. Динамичното регулиране на времето за флотация е отличителен белег на прецизната и ефективна флотационна технология.
Време на публикуване: 22 януари 2025 г
