Flotationi velgørenhed
Flotation maksimerer værdien af malm 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 i at levere råmaterialer af høj kvalitet.
1. Flotationsmetoder
(1) Direkte flotation
Direkte flotation refererer til at filtrere værdifulde mineraler fra en opslæmning ved at lade dem hæfte sig til luftbobler og flyde op til overfladen, mens gangstensmineraler forbliver i opslæmningen. Denne metode er afgørende for opredning af ikke-jernholdige metaller. For eksempel når malmforarbejdning flotationsstadiet efter knusning og formaling i kobbermalmforarbejdning, hvor specifikke anioniske samlere introduceres for at ændre hydrofobiciteten og lade dem adsorbere på overfladen af kobbermineraler. Derefter hæfter hydrofobe kobberpartikler sig til luftbobler og stiger op, hvilket danner et lag af skum med et rigt kobberindhold. Dette skum opsamles i en indledende koncentration af kobbermineraler, der tjener som et højkvalitetsråmateriale til yderligere raffinering.
(2) Omvendt flotation
Omvendt flotation involverer flydning af gangmineralerne, mens de værdifulde mineraler forbliver i opslæmningen. For eksempel anvendes anioniske eller kationiske samlere i jernmalmforarbejdning med kvartsurenheder til at ændre opslæmningens kemiske miljø. Dette ændrer kvartsens hydrofile natur til hydrofob, hvilket gør det muligt for det at binde sig til luftbobler og flyde.
(3) Præferentiel flotation
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 udvindes med høj renhed og genvindingshastigheder, hvilket maksimerer ressourceudnyttelsen.
(4) Flotation i bulk
Bulkflotation behandler flere værdifulde mineraler som en helhed og flyder dem sammen for at opnå et blandet koncentrat, efterfulgt af efterfølgende separation. For eksempel, i kobber-nikkelmalmforædling, hvor kobber- og nikkelmineraler er tæt forbundet, tillader bulkflotation ved hjælp af reagenser som xanthater eller thioler samtidig flotation af sulfidkobber- og nikkelmineraler, hvilket danner et blandet koncentrat. Efterfølgende komplekse separationsprocesser, såsom brug af kalk- og cyanidreagenser, isolerer kobber- og nikkelkoncentrater med høj renhed. Denne "indsaml først, adskil senere"-tilgang minimerer tabet af værdifulde mineraler i de indledende stadier og forbedrer den samlede udvindingsrate for komplekse malme betydeligt.
2. Flotationsprocesser: En trin-for-trin præcision
(1) Trinvis flotationsproces: Trinvis raffinering
Ved flotation styrer faseflotation forarbejdningen af komplekse malme ved at opdele flotationsprocessen i flere faser.
For eksempel undergår malmen i en totrins flotationsproces en grov formaling, hvorved værdifulde mineraler delvist frigøres. Den første flotationsfase udvinder disse frigjorte mineraler som foreløbige koncentrater. De resterende ufrigjorte partikler går videre til en anden formalingsfase for yderligere størrelsesreduktion, efterfulgt af en anden flotationsfase. Dette sikrer, at de resterende værdifulde mineraler adskilles grundigt og kombineres med koncentraterne fra første fase. Denne metode forhindrer overformaling 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 tretrins flotationsproces anvendes. Skiftende formaling og flotationstrin muliggør omhyggelig screening og sikrer, at hvert værdifuldt mineral udvindes med maksimal renhed og genvindingsgrad, hvilket lægger et stærkt fundament for videre forarbejdning.
3. Nøglefaktorer i flotation
(1) pH-værdi: Den subtile balance af gyllesyre
Opslæmningens pH-værdi spiller en central rolle i flotation og har en dybtgående indflydelse på mineraloverfladeegenskaber og reagensers ydeevne. Når pH-værdien er over et minerals isoelektriske punkt, bliver overfladen negativt ladet; under det er overfladen positivt ladet. Disse ændringer i overfladeladningen dikterer adsorptionsinteraktionerne mellem mineraler og reagenser, ligesom magneters tiltrækning eller frastødning.
For eksempel, under sure forhold, drager sulfidmineraler fordel af forbedret kollektoraktivitet, hvilket gør det lettere at indfange 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 floteres 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 og omfatter udvælgelse, dosering, forberedelse og tilsætning af reagenser. Reagenser adsorberes selektivt på målmineraloverflader og ændrer deres hydrofobicitet.
Skummere stabiliserer bobler i opslæmningen og letter flotationen af hydrofobe partikler. Almindelige skummere omfatter fyrreolie og kresololie, som danner stabile bobler af god størrelse til partikelfastgørelse.
Modifikatorer aktiverer eller hæmmer mineraloverfladeegenskaber og justerer de kemiske eller elektrokemiske forhold i opslæmningen.
Reagensdosering kræver præcision – utilstrækkelige mængder reducerer hydrofobiciteten, hvilket sænker genvindingsgraden, mens for store mængder spilder reagenser, øger omkostningerne og kompromitterer koncentratkvaliteten. Intelligente enheder som f.eks.online koncentrationsmålerkan opnå nøjagtig kontrol af reagensdoseringer.
Timingen og metoden for tilsætning af reagens er også afgørende. Justeringsmidler, undertrykkere og nogle samlere tilsættes ofte under formaling for at forberede opslæmningens kemiske miljø tidligt. Samlere og skumdannere tilsættes typisk i den første flotationstank for at maksimere deres effektivitet på kritiske tidspunkter.
(3) Luftningshastighed
Luftningshastigheden skaber optimale betingelser for mineralernes vedhæftning til boblerne, hvilket gør det til en uundværlig faktor i flotation. Utilstrækkelig luftning resulterer i for få bobler, hvilket reducerer kollisions- og vedhæftningsmulighederne og dermed forringer flotationsevnen. Overdreven luftning fører til overdreven turbulens, hvilket får boblerne til at briste og løsne vedhæftede partikler, hvilket reducerer effektiviteten.
Ingeniører anvender metoder som gasopsamling eller anemometerbaseret luftstrømsmåling til at finjustere beluftningshastighederne. For grove partikler forbedrer øget beluftning for at generere større bobler flotationseffektiviteten. For fine eller letflydende partikler sikrer omhyggelige justeringer stabil og effektiv flotation.
(4) Flydetid
Flotationstid er en delikat balancegang mellem koncentratkvalitet og udvindingshastighed, hvilket kræver præcis kalibrering. I de tidlige stadier hæfter værdifulde mineraler sig hurtigt til bobler, hvilket fører til høje udvindingsrater og koncentratkvaliteter.
Med tiden, efterhånden som mere værdifulde mineraler flydes ud, kan gangstensmineraler også stige, hvilket fortynder koncentratets renhed. For simple malme med grovere og letflydende mineraler er kortere flotationstider tilstrækkelige, hvilket sikrer høje udvindingsrater uden at gå på kompromis med koncentratets kvalitet. For komplekse eller ildfaste malme er længere flotationstider nødvendige for at give finkornede mineraler tilstrækkelig interaktionstid med reagenser og bobler. Dynamisk justering af flotationstiden er et kendetegn for præcis og effektiv flotationsteknologi.
Opslagstidspunkt: 22. januar 2025
