Flotationi Benefication
Flotation maksimerer værdien af malme ved dygtigt at adskille værdifulde mineraler fra gangmineraler i mineralforarbejdning gennem de fysiske og kemiske forskelle. Uanset om det drejer sig om ikke-jernholdige metaller, jernholdige metaller eller ikke-metalliske mineraler, spiller flotation en afgørende rolle for at levere råmaterialer af høj kvalitet.
1. Flotationsmetoder
(1) Direkte Flotation
Direkte flotation refererer til at filtrere værdifulde mineraler fra en gylle ved at lade dem klæbe til luftbobler og flyde til overfladen, mens gangmineraler forbliver i gyllen. Denne metode er kritisk i udnyttelsen af ikke-jernholdige metaller. For eksempel kommer malmforarbejdning til flotationsstadiet efter at have gennemgået knusning og formaling i kobbermalmforarbejdning, hvor specifikke anioniske samlere indføres for at ændre hydrofobiciteten og lade dem adsorbere på overfladen af kobbermineraler. Derefter hæfter hydrofobe kobberpartikler til luftbobler og stiger og danner et lag skum med rig kobber. Dette skum opsamles i en foreløbig koncentration af kobbermineraler, som tjener som et råmateriale af høj kvalitet til yderligere forfining.
(2) Omvendt flotation
Omvendt flotation involverer flydning af gangmineralerne, mens de værdifulde mineraler forbliver i gyllen. For eksempel i jernmalmforarbejdning med kvartsurenheder bruges anioniske eller kationiske opsamlere til at ændre det kemiske miljø i gyllen. Dette ændrer den hydrofile natur af kvarts til hydrofob, hvilket gør det muligt at hæfte sig på luftbobler og flyde.
(3) Præferenceflotation
Når malme indeholder to eller flere værdifulde komponenter, adskiller præferentiel flotation dem sekventielt baseret på faktorer som mineralaktivitet og økonomisk værdi. Denne trinvise flotationsproces sikrer, at hvert værdifuldt mineral genvindes med høj renhed og genvindingsgrad, hvilket maksimerer ressourceudnyttelsen.
(4) Bulk Flotation
Bulk flotation behandler flere værdifulde mineraler som en helhed, flyder dem sammen for at opnå et blandet koncentrat, efterfulgt af efterfølgende adskillelse. For eksempel, i kobber-nikkel malm forædling, hvor kobber og nikkel mineraler er tæt forbundet, bulk flotation ved hjælp af reagenser som xanthater eller thioler muliggør samtidig flotation af sulfid kobber og nikkel mineraler, der danner et blandet koncentrat. Efterfølgende komplekse separationsprocesser, såsom brug af kalk- og cyanidreagenser, isolerer kobber- og nikkelkoncentrater med høj renhed. Denne "saml-først, separat-senere" tilgang minimerer tabet af værdifulde mineraler i de indledende faser og forbedrer den samlede genvindingsgrad for komplekse malme markant.
2. Flotationsprocesser: En trin-for-trin præcision
(1) Stage Flotation Process: Inkrementel forfining
Ved flotation styrer trinflotation behandlingen af komplekse malme ved at opdele flotationsprocessen i flere trin.
I en flotationsproces i to trin gennemgår malmen f.eks. en grov formaling, hvilket delvist frigiver værdifulde mineraler. Det første flotationstrin genvinder disse frigjorte mineraler som foreløbige koncentrater. De resterende ufrigjorte partikler fortsætter til et andet formalingstrin for yderligere størrelsesreduktion, efterfulgt af et andet flotationstrin. Dette sikrer, at de resterende værdifulde mineraler er grundigt adskilt og kombineret med koncentraterne i første fase. Denne metode forhindrer overslibning i den indledende fase, reducerer ressourcespild og forbedrer flotationspræcisionen.
For mere komplekse malme, såsom dem, der indeholder flere sjældne metaller med tæt bundne krystalstrukturer, kan en tre-trins flotationsproces anvendes. Skiftende formalings- og flotationstrin giver mulighed for omhyggelig screening og sikrer, at hvert værdifuldt mineral udvindes med maksimal renhed og genvindingshastighed, hvilket lægger et stærkt grundlag for yderligere forarbejdning.
3. Nøglefaktorer i flotation
(1) pH-værdi: Den subtile balance mellem gylles syreindhold
pH-værdien af gyllen spiller en central rolle i flotation, og har dybt indflydelse på mineraloverfladeegenskaber og reagensydelse. Når pH-værdien er over et minerals isoelektriske punkt, bliver overfladen negativt ladet; under den er overfladen positivt ladet. Disse ændringer i overfladeladning dikterer adsorptionsinteraktionerne mellem mineraler og reagenser, ligesom tiltrækning eller frastødning af magneter.
For eksempel, under sure forhold, drager sulfidmineraler fordel af øget opsamleraktivitet, hvilket gør det lettere at fange målsulfidmineraler. Omvendt letter alkaliske forhold flotationen af oxidmineraler ved at modificere deres overfladeegenskaber for at forbedre reagensaffiniteten.
Forskellige mineraler kræver specifikke pH-niveauer for flotation, hvilket nødvendiggør præcis kontrol. For eksempel kan kvarts ved flotation af kvarts- og calcitblandinger fortrinsvis flydes ved at justere opslæmningens pH-værdi til 2-3 og bruge aminbaserede samlere. Omvendt foretrækkes calcitflotation under alkaliske forhold med fedtsyrebaserede samlere. Denne præcise pH-justering er nøglen til at opnå effektiv mineralseparation.
(2) Reagensregime
Reagensregimet styrer flotationsprocessen, der omfatter udvælgelse, dosering, forberedelse og tilsætning af reagenser. Reagenser adsorberer selektivt på målmineraloverflader og ændrer deres hydrofobicitet.
Skummer stabiliserer bobler i gyllen og letter flotationen af hydrofobe partikler. Almindelige skummer omfatter fyrreolie og cresololie, som danner stabile, velstore bobler til partikelvedhæftning.
Modifikatorer aktiverer eller hæmmer mineralske overfladeegenskaber og justerer gyllens kemiske eller elektrokemiske forhold.
Reagensdosering kræver præcision – utilstrækkelige mængder reducerer hydrofobiciteten, sænker genvindingsgraden, mens for store mængder spilder reagenser, øger omkostningerne og kompromitterer koncentratkvaliteten. Intelligente enheder som f.eksonline koncentrationsmålerkan realisere nøjagtig kontrol af reagensdoseringer.
Timingen og metoden for reagenstilsætning er også kritisk. Justeringsmidler, dæmpere og nogle opsamlere tilsættes ofte under formaling for at forberede gyllens kemiske miljø tidligt. Opsamlere og skummer tilføjes typisk i den første flotationstank for at maksimere deres effektivitet på kritiske tidspunkter.
(3) Beluftningshastighed
Beluftningshastigheden skaber optimale betingelser for mineral-boble fastgørelse, hvilket gør det til en uundværlig faktor i flotation. Utilstrækkelig beluftning resulterer i for få bobler, hvilket reducerer kollisions- og fastgørelsesmuligheder og forringer derved flydeevnen. Overluftning fører til overdreven turbulens, hvilket får bobler til at knække og løsne vedhæftede partikler, hvilket reducerer effektiviteten.
Ingeniører anvender metoder som gasopsamling eller vindmålerbaseret luftstrømsmåling til at finjustere beluftningshastigheder. For grove partikler forbedrer øget beluftning for at generere større bobler flotationseffektiviteten. For fine eller let flydende partikler sikrer omhyggelige justeringer stabil og effektiv flotation.
(4) Flotationstid
Flotationstid er en delikat balance mellem koncentratkvalitet og genvindingshastighed, hvilket kræver præcis kalibrering. I de tidlige stadier binder værdifulde mineraler sig hurtigt til bobler, hvilket fører til høje genvindingsgrader og koncentratkvaliteter.
Over tid, efterhånden som mere værdifulde mineraler flyder, kan gangmineraler også stige, hvilket fortynder koncentrats renhed. Til simple malme med grovkornede og let flydende mineraler er kortere flotationstider tilstrækkeligt, hvilket sikrer høje genvindingsgrader uden at ofre koncentratkvaliteten. For komplekse eller ildfaste malme er længere flotationstider nødvendige for at give finkornede mineraler tilstrækkelig interaktionstid med reagenser og bobler. Dynamisk justering af flydetid er et kendetegn for præcis og effektiv flydeteknologi.
Indlægstid: 22-jan-2025
