Flotasjoni velgjørenhet
Flotasjon maksimerer verdien av malm ved å skille verdifulle mineraler fra gangsteinmineraler i mineralforedling gjennom de fysiske og kjemiske forskjellene. Enten det er snakk om ikke-jernholdige metaller, jernholdige metaller eller ikke-metalliske mineraler, spiller flotasjon en avgjørende rolle i å levere råvarer av høy kvalitet.
1. Flotasjonsmetoder
(1) Direkte flotasjon
Direkte flotasjon refererer til å filtrere verdifulle mineraler fra en slam ved å la dem feste seg til luftbobler og flyte til overflaten, mens gangmineraler forblir i slammen. Denne metoden er kritisk i opparbeidelsen av ikke-jernholdige metaller. For eksempel går malmforedling til flotasjonsstadiet etter å ha gjennomgått knusing og maling i kobbermalmforedling, der spesifikke anioniske samlere introduseres for å endre hydrofobisiteten og la dem adsorbere på overflaten av kobbermineraler. Deretter fester hydrofobe kobberpartikler seg til luftbobler og stiger, og danner et skumlag med rikt kobber. Dette skummet samles i en forkonsentrert mengde kobbermineraler, som fungerer som et høyverdig råmateriale for videre raffinering.
(2) Omvendt flotasjon
Omvendt flotasjon innebærer at gangmineralene flyter mens de verdifulle mineralene forblir i slammet. For eksempel, i jernmalmforedling med kvartsforurensninger, brukes anioniske eller kationiske samlere for å endre det kjemiske miljøet i slammet. Dette endrer kvartsens hydrofile natur til hydrofob, slik at den kan feste seg til luftbobler og flyte.
(3) Fortrinnsrettslig flotasjon
Når malmer inneholder to eller flere verdifulle komponenter, separerer preferensiell flotasjon dem sekvensielt basert på faktorer som mineralaktivitet og økonomisk verdi. Denne trinnvise flotasjonsprosessen sikrer at hvert verdifulle mineral utvinnes med høy renhet og utvinningsgrad, noe som maksimerer ressursutnyttelsen.
(4) Flotasjon i bulk
Bulkflotasjon behandler flere verdifulle mineraler som en helhet, og flyter dem sammen for å oppnå et blandet konsentrat, etterfulgt av påfølgende separasjon. For eksempel, i kobber-nikkelmalmforedling, hvor kobber- og nikkelmineraler er nært forbundet, tillater bulkflotasjon ved bruk av reagenser som xantater eller tioler samtidig flotasjon av sulfidkobber- og nikkelmineraler, og danner et blandet konsentrat. Påfølgende komplekse separasjonsprosesser, som bruk av kalk- og cyanidreagenser, isolerer kobber- og nikkelkonsentrater med høy renhet. Denne "samle først, separer senere"-tilnærmingen minimerer tapet av verdifulle mineraler i de innledende stadiene og forbedrer den totale utvinningsgraden for komplekse malmer betydelig.
2. Flotasjonsprosesser: En trinnvis presisjon
(1) Trinnflotasjonsprosess: Trinnvis raffinering
I flotasjon styrer trinnflotasjon behandlingen av komplekse malmer ved å dele flotasjonsprosessen inn i flere trinn.
For eksempel, i en totrinns flotasjonsprosess gjennomgår malmen grovmaling, noe som delvis frigjør verdifulle mineraler. Det første flotasjonstrinnet gjenvinner disse frigjorte mineralene som foreløpige konsentrater. De gjenværende ufrigjorte partiklene går videre til et andre maletrinn for ytterligere størrelsesreduksjon, etterfulgt av et andre flotasjonstrinn. Dette sikrer at de gjenværende verdifulle mineralene blir grundig separert og kombinert med konsentratene fra første trinn. Denne metoden forhindrer overmaling i det første trinnet, reduserer ressurssvinn og forbedrer flotasjonspresisjonen.
For mer komplekse malmer, som de som inneholder flere sjeldne metaller med tett bundne krystallstrukturer, kan en tretrinns flotasjonsprosess brukes. Alternerende sliping og flotasjonstrinn muliggjør grundig screening og sikrer at hvert verdifulle mineral utvinnes med maksimal renhet og utvinningsgrad, noe som legger et sterkt grunnlag for videre prosessering.
3. Viktige faktorer i flotasjon
(1) pH-verdi: Den subtile balansen mellom slamsyre
PH-verdien til slammet spiller en sentral rolle i flotasjonen, og påvirker mineraloverflateegenskapene og reagensenes ytelse betydelig. Når pH-verdien er over et minerals isoelektriske punkt, blir overflaten negativt ladet; under dette er overflaten positivt ladet. Disse endringene i overflateladning dikterer adsorpsjonsinteraksjonene mellom mineraler og reagenser, omtrent som tiltrekning eller frastøting av magneter.
For eksempel, under sure forhold drar sulfidmineraler nytte av forbedret kollektoraktivitet, noe som gjør det lettere å fange opp målsulfidmineraler. Omvendt letter alkaliske forhold flotasjonen av oksidmineraler ved å modifisere overflateegenskapene deres for å forbedre reagensaffiniteten.
Ulike mineraler krever spesifikke pH-nivåer for flotasjon, noe som nødvendiggjør presis kontroll. For eksempel, i flotasjon av kvarts- og kalsittblandinger, kan kvarts fortrinnsvis floteres ved å justere oppslemmingens pH til 2-3 og bruke aminbaserte samlere. Omvendt er kalsittflotasjon foretrukket under alkaliske forhold med fettsyrebaserte samlere. Denne presise pH-justeringen er nøkkelen til å oppnå effektiv mineralseparasjon.
(2) Reagensregime
Reagensregimet styrer flotasjonsprosessen, og omfatter valg, dosering, tilberedning og tilsetning av reagenser. Reagenser adsorberes selektivt på målmineraloverflater, og endrer dermed deres hydrofobisitet.
Skummere stabiliserer bobler i slammet og letter flotasjonen av hydrofobe partikler. Vanlige skummere inkluderer furuolje og kresololje, som danner stabile bobler av god størrelse for feste av partikler.
Modifikatorer aktiverer eller hemmer mineraloverflateegenskaper og justerer de kjemiske eller elektrokjemiske forholdene i slammet.
Reagensdosering krever presisjon – utilstrekkelige mengder reduserer hydrofobisiteten og senker utvinningsgraden, mens for store mengder sløser med reagenser, øker kostnadene og går utover konsentratkvaliteten. Intelligente enheter somonline konsentrasjonsmålerkan oppnå nøyaktig kontroll over reagensdoseringer.
Tidspunktet og metoden for tilsetning av reagens er også kritisk. Justeringsmidler, depressiva og noen samlere tilsettes ofte under maling for å forberede slammets kjemiske miljø tidlig. Samlere og skummere tilsettes vanligvis i den første flotasjonstanken for å maksimere effektiviteten i kritiske øyeblikk.
(3) Luftingshastighet
Luftingshastigheten skaper optimale forhold for feste mellom mineraler og bobler, noe som gjør det til en uunnværlig faktor i flotasjon. Utilstrekkelig lufting resulterer i for få bobler, noe som reduserer kollisjons- og festemulighetene, og dermed svekker flotasjonsytelsen. Overdreven lufting fører til overdreven turbulens, noe som fører til at bobler brister og løsner festede partikler, noe som reduserer effektiviteten.
Ingeniører bruker metoder som gassinnsamling eller anemometerbasert luftstrømmåling for å finjustere luftingshastighetene. For grove partikler forbedrer økt lufting for å generere større bobler flotasjonseffektiviteten. For fine eller lett flytende partikler sikrer nøye justeringer stabil og effektiv flotasjon.
(4) Flytetid
Flotasjonstid er en delikat balansegang mellom konsentratkvalitet og utvinningsgrad, og krever presis kalibrering. I tidlige stadier fester verdifulle mineraler seg raskt til bobler, noe som fører til høy utvinningsgrad og konsentratkvalitet.
Over tid, etter hvert som mer verdifulle mineraler floteres, kan gangmineraler også stige, noe som fortynner konsentratrenheten. For enkle malmer med grovkornede og lett floterende mineraler, er kortere flotasjonstider tilstrekkelig, noe som sikrer høy utvinningsgrad uten at det går på bekostning av konsentratkvaliteten. For komplekse eller ildfaste malmer er lengre flotasjonstider nødvendige for å gi finkornede mineraler tilstrekkelig interaksjonstid med reagenser og bobler. Dynamisk justering av flotasjonstiden er et kjennetegn på presis og effektiv flotasjonsteknologi.
Publisert: 22. januar 2025
