PlūduriavimasBeneficiacijoje
Flotacija maksimaliai padidina rūdų vertę, sumaniai atskiriant vertingus mineralus nuo priemaišų mineralų mineralų apdorojimo metu, atsižvelgiant į fizinius ir cheminius skirtumus. Nesvarbu, ar tai spalvotieji metalai, juodieji metalai ar nemetaliniai mineralai, flotacija atlieka labai svarbų vaidmenį tiekiant aukštos kokybės žaliavas.
1. Flotacijos metodai
(1) Tiesioginė flotacija
Tiesioginė flotacija – tai vertingų mineralų filtravimas iš suspensijos, leidžiant jiems prilipti prie oro burbuliukų ir išplaukti į paviršių, o priemaišiniai mineralai lieka suspensijoje. Šis metodas yra labai svarbus spalvotųjų metalų sodrinimui. Pavyzdžiui, vario rūdos perdirbimo metu flotacijos etapas prasideda po smulkinimo ir malimo, kai įvedami specialūs anijoniniai kolektoriai, kurie pakeičia hidrofobiškumą ir leidžia jiems adsorbuotis ant vario mineralų paviršiaus. Tada hidrofobinės vario dalelės prilimpa prie oro burbuliukų ir kyla, sudarydamos putų sluoksnį, kuriame gausu vario. Šios putos surenkamos į preliminarią vario mineralų koncentraciją, kuri naudojama kaip aukštos kokybės žaliava tolesniam rafinavimui.
(2) Atvirkštinė flotacija
Atvirkštinė flotacija apima priemaišinių mineralų plukdymą, o vertingi mineralai lieka suspensijoje. Pavyzdžiui, geležies rūdos apdorojime su kvarco priemaišomis naudojami anijoniniai arba katijoniniai kolektoriai, siekiant pakeisti suspensijos cheminę aplinką. Tai pakeičia kvarco hidrofilinį pobūdį į hidrofobinį, leisdama jam prisijungti prie oro burbuliukų ir plūduriuoti.
(3) Preferencinė laisvoji birža
Kai rūdose yra du ar daugiau vertingų komponentų, preferencinė flotacija juos atskiria nuosekliai, remdamasi tokiais veiksniais kaip mineralų aktyvumas ir ekonominė vertė. Šis laipsniškas flotacijos procesas užtikrina, kad kiekvienas vertingas mineralas būtų išgaunamas dideliu grynumu ir išgavimo greičiu, maksimaliai padidinant išteklių panaudojimą.
(4) Tūrinis flotavimas
Tūrinis flotavimas apdoroja kelis vertingus mineralus kaip visumą, juos kartu flotuojant, kad gautųsi mišrus koncentratas, o vėliau atskiriant. Pavyzdžiui, vario ir nikelio rūdos sodrinime, kur vario ir nikelio mineralai yra glaudžiai susiję, tūrinis flotavimas naudojant tokius reagentus kaip ksantatai arba tioliai leidžia vienu metu flotuoti sulfidinius vario ir nikelio mineralus, sudarant mišrų koncentratą. Vėlesni sudėtingi atskyrimo procesai, pavyzdžiui, naudojant kalkes ir cianido reagentus, išskiria didelio grynumo vario ir nikelio koncentratus. Šis „pirmiausia surinkti, vėliau atskirti“ metodas sumažina vertingų mineralų nuostolius pradiniuose etapuose ir žymiai pagerina bendrą sudėtingų rūdų išgavimo rodiklį.
2. Flotacijos procesai: žingsnis po žingsnio tikslumas
(1) Etapo flotacijos procesas: laipsniškas tobulinimas
Flotacijoje sudėtingų rūdų apdorojimas vyksta etapais, padalijant flotacijos procesą į kelis etapus.
Pavyzdžiui, dviejų pakopų flotacijos procese rūda grubiai malama, iš dalies išlaisvinant vertingus mineralus. Pirmajame flotacijos etape šie išlaisvinti mineralai išgaunami kaip preliminarūs koncentratai. Likusios neišlaisvintos dalelės pereina į antrąjį malimo etapą, kuriame toliau mažinamas dydis, o po to – antrasis flotacijos etapas. Tai užtikrina, kad likę vertingi mineralai būtų kruopščiai atskirti ir sujungti su pirmojo etapo koncentratais. Šis metodas apsaugo nuo per didelio malimo pradiniame etape, sumažina išteklių švaistymą ir pagerina flotacijos tikslumą.
Sudėtingesnėms rūdoms, pavyzdžiui, toms, kuriose yra daug retųjų metalų su sandariai sujungtomis kristalinėmis struktūromis, gali būti naudojamas trijų pakopų flotacijos procesas. Pakaitomis atliekami malimo ir flotacijos etapai leidžia kruopščiai atrinkti ir užtikrinti, kad kiekvienas vertingas mineralas būtų išgaunamas maksimaliu grynumu ir išgavimo greičiu, taip sudarant tvirtą pagrindą tolesniam apdorojimui.
3. Pagrindiniai flotacijos veiksniai
(1) pH vertė: subtilus srutų rūgštingumo balansas
Suspensijos pH vertė vaidina pagrindinį vaidmenį flotacijoje, stipriai paveikdama mineralo paviršiaus savybes ir reagentų veikimą. Kai pH yra didesnis už mineralo izoelektrinį tašką, paviršius įkraunamas neigiamai; žemiau jo – teigiamai. Šie paviršiaus krūvio pokyčiai lemia mineralų ir reagentų adsorbcijos sąveikas, panašiai kaip magnetų trauka arba stūma.
Pavyzdžiui, rūgštinėje aplinkoje sulfidų mineralai pasižymi padidintu kolektoriaus aktyvumu, todėl juos lengviau surinkti. Priešingai, šarminės sąlygos palengvina oksidų mineralų flotaciją, modifikuodamos jų paviršiaus savybes ir padidindamos reagento afinitetą.
Skirtingiems mineralams flotacijai reikalingi specifiniai pH lygiai, todėl reikia tiksliai kontroliuoti. Pavyzdžiui, flotuojant kvarco ir kalcito mišinius, kvarcą galima geriau flotuoti reguliuojant suspensijos pH iki 2–3 ir naudojant aminų pagrindu pagamintus kolektorius. Priešingai, kalcito flotacija yra palankesnė šarminėms sąlygoms su riebalų rūgščių pagrindu pagamintais kolektorius. Šis tikslus pH reguliavimas yra labai svarbus norint efektyviai atskirti mineralus.
(2) Reagentų režimas
Reagentų režimas valdo flotacijos procesą, apimantį reagentų parinkimą, dozavimą, paruošimą ir pridėjimą. Reagentai selektyviai adsorbuojasi ant tikslinių mineralų paviršių, keisdami jų hidrofobiškumą.
Putojantys preparatai stabilizuoja burbuliukus suspensijoje ir palengvina hidrofobinių dalelių flotaciją. Įprasti pušų aliejaus ir krezolio aliejaus preparatai sudaro stabilius, tinkamo dydžio burbuliukus dalelėms prisitvirtinti.
Modifikatoriai aktyvina arba slopina mineralinio paviršiaus savybes ir reguliuoja chemines arba elektrochemines suspensijos sąlygas.
Reagentų dozavimas reikalauja tikslumo – nepakankamas jų kiekis sumažina hidrofobiškumą, todėl sumažėja išgavimo rodikliai, o per didelis jų kiekis eikvoja reagentus, didina sąnaudas ir kenkia koncentrato kokybei. Išmanieji įrenginiai, tokie kaipinternetinis koncentracijos matuoklisgali tiksliai kontroliuoti reagentų dozes.
Reagento įpylimo laikas ir metodas taip pat yra labai svarbūs. Malimo metu dažnai pridedama reguliatorių, slopintuvų ir kai kurių kolektorių, kad iš anksto paruoštų suspensijos cheminę aplinką. Kolektoriai ir putojimo įrenginiai paprastai pridedami pirmajame flotacijos bake, siekiant maksimaliai padidinti jų efektyvumą kritiniais momentais.
(3) Aeracijos greitis
Aeracijos greitis sukuria optimalias sąlygas mineralinių burbuliukų prisitvirtinimui, todėl tai yra nepakeičiamas flotacijos veiksnys. Dėl nepakankamo aeracijos susidaro per mažai burbuliukų, todėl sumažėja susidūrimų ir prisitvirtinimo galimybės, o tai pablogina flotacijos efektyvumą. Per didelis aeravimas sukelia per didelę turbulenciją, dėl kurios burbuliukai skyla ir atšoka prilipusios dalelės, o tai sumažina efektyvumą.
Inžinieriai taiko tokius metodus kaip dujų surinkimas arba oro srauto matavimas anemometru, kad tiksliai sureguliuotų aeracijos greitį. Stambioms dalelėms padidinus aeraciją, siekiant susidaryti didesni burbuliukai, pagerėja flotacijos efektyvumas. Smulkioms arba lengvai plaukiojančioms dalelėms kruopštus reguliavimas užtikrina stabilų ir efektyvų flotavimą.
(4) Plūduriavimo laikas
Flotacijos laikas yra subtilus balansas tarp koncentrato rūšies ir išgavimo greičio, todėl reikia tikslaus kalibravimo. Ankstyvosiose stadijose vertingi mineralai greitai prisijungia prie burbuliukų, todėl išgavimo greitis ir koncentrato rūšys yra didelės.
Laikui bėgant, kai išplaunama vertingesni mineralai, gali iškilti ir priemaišinių mineralų, kurie mažina koncentrato grynumą. Paprastoms rūdoms su stambesnio grūdėtumo ir lengvai išplaunamomis mineralais pakanka trumpesnio flotacijos laiko, užtikrinančio didelį išgavimo greitį neprarandant koncentrato kokybės. Sudėtingoms arba ugniai atsparioms rūdoms reikalingas ilgesnis flotacijos laikas, kad smulkiagrūdžiai mineralai galėtų pakankamai ilgai sąveikauti su reagentais ir burbuliukais. Dinaminis flotacijos laiko reguliavimas yra tikslios ir efektyvios flotacijos technologijos požymis.
Įrašo laikas: 2025 m. sausio 22 d.
