Флотацияв благодеянието
Флотацията максимизира стойността на рудите чрез умело отделяне на ценни минерали от пустите минерали при преработката на минерали чрез физични и химични различия. Независимо дали става въпрос за цветни метали, черни метали или неметални минерали, флотацията играе ключова роля за осигуряването на висококачествени суровини.
1. Методи за флотация
(1) Директна флотация
Директната флотация се отнася до филтриране на ценни минерали от суспензия, като им се позволява да се прилепят към въздушни мехурчета и да изплуват на повърхността, докато минералите от пуста скала остават в суспензията. Този метод е от решаващо значение при обогатяването на цветни метали. Например, преработката на руда стига до етапа на флотация след раздробяване и смилане при преработката на медна руда, при което се въвеждат специфични анионни колектори, за да се промени хидрофобността и да се адсорбират върху повърхността на медните минерали. След това хидрофобните медни частици се прикрепят към въздушни мехурчета и се издигат, образувайки слой от пяна, богата на мед. Тази пяна се събира при предварителна концентрация на медни минерали, която служи като висококачествена суровина за по-нататъшно рафиниране.
(2) Обратна флотация
Обратната флотация включва флотиране на пустите минерали, докато ценните минерали остават в суспензията. Например, при преработката на желязна руда с кварцови примеси се използват анионни или катионни колектори, за да се промени химическата среда на суспензията. Това променя хидрофилната природа на кварца в хидрофобна, което му позволява да се прикрепи към въздушни мехурчета и да се издигне на повърхността.
(3) Преференциално флотиране
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 флотационен процес гарантира, че всеки ценен минерал се извлича с висока чистота и степен на извличане, като по този начин се максимизира използването на ресурсите.
(4) Насипна флотация
Насипната флотация третира множество ценни минерали като цяло, като ги флотира заедно, за да се получи смесен концентрат, последвано от последващо разделяне. Например, при обогатяването на медно-никелова руда, където медните и никеловите минерали са тясно свързани, насипната флотация с използване на реагенти като ксантати или тиоли позволява едновременно флотиране на сулфидни медни и никелови минерали, образувайки смесен концентрат. Последващите сложни процеси на разделяне, като например използването на варови и цианидни реагенти, изолират високочисти медни и никелови концентрати. Този подход „първо събиране, по-късно разделяне“ минимизира загубата на ценни минерали в началните етапи и значително подобрява общите нива на добив на сложни руди.
2. Флотационни процеси: Поетапна прецизност
(1) Процес на флотация по етапи: Постепенно рафиниране
При флотацията, етапната флотация насочва обработката на сложни руди, като разделя процеса на флотация на множество етапи.
Например, при двуетапен флотационен процес, рудата се подлага на грубо смилане, като частично се освобождават ценни минерали. Първият етап на флотация извлича тези освободени минерали като предварителни концентрати. Останалите неосвободени частици преминават към втори етап на смилане за по-нататъшно намаляване на размера, последвано 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 разхищението на ресурси и подобрява прецизността на флотацията.
За по-сложни руди, като например тези, съдържащи множество редки метали със здраво свързани кристални структури, може да се използва триетапен флотационен процес. Редуващите се стъпки на смилане и флотация позволяват щателно пресяване и гарантират, че всеки ценен минерал се извлича с максимална чистота и степен на извличане, полагайки здрава основа за по-нататъшна обработка.
3. Ключови фактори при флотацията
(1) pH стойност: Финият баланс на киселинността на течния разтвор
Стойността на pH на суспензията играе ключова роля във флотацията, като оказва силно влияние върху свойствата на минералната повърхност и производителността на реагента. Когато pH е над изоелектричната точка на минерала, повърхността става отрицателно заредена; под нея повърхността е положително заредена. Тези промени в повърхностния заряд диктуват адсорбционните взаимодействия между минералите и реагентите, подобно на привличането или отблъскването на магнитите.
Например, при киселинни условия, сулфидните минерали се възползват от повишена събирателна активност, което улеснява улавянето на целевите сулфидни минерали. Обратно, алкалните условия улесняват флотацията на оксидните минерали, като променят повърхностните им свойства, за да подобрят афинитета на реагента.
Различните минерали изискват специфични нива на pH за флотация, което налага прецизен контрол. Например, при флотацията на кварцови и калцитни смеси, кварцът може да се флотира преференциално чрез регулиране на pH на суспензията до 2-3 и използване на колектори на аминова основа. Обратно, флотацията на калцит е предпочитана в алкални условия с колектори на базата на мастни киселини. Това прецизно регулиране на pH е ключово за постигане на ефективно разделяне на минералите.
(2) Режим на реагенти
Режимът на реагентите управлява процеса на флотация, обхващайки избора, дозировката, подготовката и добавянето на реагенти. Реагентите селективно се адсорбират върху целевите минерални повърхности, променяйки тяхната хидрофобност.
Пенообразувателите стабилизират мехурчетата в суспензията и улесняват флотацията на хидрофобни частици. Често срещани пенообразуватели включват борово масло и крезолово масло, които образуват стабилни, добре оразмерени мехурчета за прикрепване на частиците.
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, понижавайки степента на възстановяване, докато прекомерните количества водят до разхищение на реагенти, увеличават разходите и компрометират качеството на концентрата. Интелигентни устройства катоонлайн измервател на концентрацияможе да осъществи точен контрол на дозите на реагентите.
Времето и методът на добавяне на реагента също са от решаващо значение. Регулатори, депресанти и някои колектори често се добавят по време на смилането, за да се подготви химическата среда на суспензията рано. Колекторите и пенообразователите обикновено се добавят в първия флотационен резервоар, за да се увеличи максимално тяхната ефективност в критични моменти.
(3) Скорост на аериране
Скоростта на аериране създава оптимални условия за захващане на минерални мехурчета, което я прави незаменим фактор при флотацията. Недостатъчната аерация води до твърде малко мехурчета, което намалява възможностите за сблъсък и захващане, като по този начин влошава флотационните характеристики. Прекомерната аерация води до прекомерна турбулентност, причинявайки разкъсване на мехурчетата и отделяне на захващащи се частици, намалявайки ефективността.
Инженерите използват методи като събиране на газ или измерване на въздушния поток с анемометър, за да фино настройват скоростта на аериране. За едри частици, увеличаването на аерирането за генериране на по-големи мехурчета подобрява ефективността на флотация. За фини или лесно плаващи частици, внимателните настройки осигуряват стабилна и ефективна флотация.
(4) Време за флотация
Времето за флотация е деликатен баланс между качеството на концентрата и степента на добив, изискващ прецизно калибриране. В ранните етапи ценните минерали бързо се прикрепят към мехурчетата, което води до високи нива на добив и качества на концентрата.
С течение на времето, с флотацията на по-ценни минерали, съдържанието на пустите минерали също може да се повиши, което да намали чистотата на концентрата. За прости руди с по-едрозърнести и лесно флотируеми минерали е достатъчно по-кратко време за флотация, което осигурява високи нива на извличане, без да се жертва качеството на концентрата. За сложни или огнеупорни руди е необходимо по-дълго време за флотация, за да се осигури достатъчно време за взаимодействие на финозърнестите минерали с реагентите и мехурчетата. Динамичното регулиране на времето за флотация е отличителен белег на прецизната и ефективна технология за флотация.
Време на публикуване: 22 януари 2025 г.
