Flotacev Benefikaci
Flotace maximalizuje hodnotu rud obratným oddělováním cenných minerálů od nerostů hlušiny při zpracování nerostů prostřednictvím fyzikálních a chemických rozdílů. Ať už se jedná o neželezné kovy, železné kovy nebo nekovové minerály, flotace hraje zásadní roli při poskytování vysoce kvalitních surovin.
1. Flotační metody
(1) Přímá flotace
Přímá flotace se týká odfiltrování cenných minerálů z kaše tím, že se jim umožní přilnout ke vzduchovým bublinám a plavat na povrchu, zatímco minerály z hlušiny zůstávají v kaši. Tato metoda je rozhodující při zpracování neželezných kovů. Například zpracování rudy přichází do fáze flotace po drcení a mletí při zpracování měděné rudy, při kterém se zavádějí specifické aniontové kolektory, které mění hydrofobnost a nechávají je adsorbovat na povrchu měděných minerálů. Poté se hydrofobní měděné částice přichytí na vzduchové bubliny a stoupají nahoru a vytvářejí vrstvu pěny obsahující bohatou měď. Tato pěna se shromažďuje v předběžné koncentraci minerálů mědi, které slouží jako vysoce kvalitní surovina pro další rafinaci.
(2) Reverzní flotace
Reverzní flotace zahrnuje plavení nerostů hlušiny, zatímco cenné minerály zůstávají v kaši. Například při zpracování železné rudy s křemennými nečistotami se používají aniontové nebo kationtové kolektory ke změně chemického prostředí suspenze. To mění hydrofilní povahu křemene na hydrofobní, což mu umožňuje přilnout ke vzduchovým bublinám a vznášet se.
(3) Preferenční flotace
Pokud rudy obsahují dvě nebo více cenných složek, preferenční flotace je oddělí postupně na základě faktorů, jako je minerální aktivita a ekonomická hodnota. Tento postupný flotační proces zajišťuje, že každý cenný minerál je získáván s vysokou čistotou a mírou obnovy, což maximalizuje využití zdrojů.
(4) Objemová flotace
Hromadná flotace zpracovává více cenných minerálů jako celek, spojuje je dohromady, čímž se získá směsný koncentrát, po kterém následuje separace. Například při těžbě měděné a niklové rudy, kde jsou měď a niklové minerály úzce spojeny, umožňuje objemová flotace s použitím činidel, jako jsou xantáty nebo thioly, současnou flotaci sulfidové mědi a niklových minerálů za vzniku směsného koncentrátu. Následné složité separační procesy, jako je použití vápna a kyanidových činidel, izolují vysoce čisté koncentráty mědi a niklu. Tento přístup „nejdříve sbírej, odděluj-později“ minimalizuje ztrátu cenných minerálů v počátečních fázích a výrazně zlepšuje celkovou míru výtěžnosti komplexních rud.
2. Flotační procesy: Přesnost krok za krokem
(1) Proces fáze flotace: Postupné zjemňování
Při flotaci vede etapová flotace zpracování komplexních rud rozdělením flotace do několika stupňů.
Například při dvoustupňovém flotačním procesu ruda prochází hrubým mletím, čímž se částečně uvolňují cenné minerály. První flotační stupeň regeneruje tyto uvolněné minerály jako předběžné koncentráty. Zbývající neuvolněné částice pokračují do druhého stupně mletí pro další zmenšení velikosti, po kterém následuje druhý stupeň flotace. To zajišťuje, že zbývající cenné minerály jsou důkladně odděleny a kombinovány s koncentráty prvního stupně. Tato metoda zabraňuje přebroušení v počáteční fázi, snižuje plýtvání zdroji a zlepšuje přesnost flotace.
Pro složitější rudy, jako jsou ty obsahující více vzácných kovů s pevně vázanými krystalovými strukturami, lze použít třístupňový flotační proces. Střídavé kroky mletí a flotace umožňují pečlivé třídění a zajišťují, že každý cenný minerál je extrahován s maximální čistotou a rychlostí výtěžnosti, což vytváří pevný základ pro další zpracování.
3. Klíčové faktory flotace
(1) Hodnota pH: Jemná rovnováha kyselosti kaše
Hodnota pH suspenze hraje klíčovou roli při flotaci, hluboce ovlivňuje vlastnosti minerálního povrchu a účinnost činidla. Když je pH nad izoelektrickým bodem minerálu, povrch se nabije záporně; pod ním je povrch kladně nabitý. Tyto změny povrchového náboje diktují adsorpční interakce mezi minerály a činidly, podobně jako přitahování nebo odpuzování magnetů.
Například v kyselých podmínkách sulfidové minerály těží ze zvýšené kolektorové aktivity, což usnadňuje zachycení cílových sulfidových minerálů. Naopak alkalické podmínky usnadňují flotaci oxidových minerálů úpravou jejich povrchových vlastností pro zvýšení afinity činidel.
Různé minerály vyžadují specifické úrovně pH pro flotaci, což vyžaduje přesnou kontrolu. Například při flotaci směsí křemene a kalcitu může být křemen přednostně flotován úpravou pH suspenze na 2-3 a použitím sběračů na bázi aminů. Naopak flotace kalcitu je upřednostňována v alkalických podmínkách s kolektory na bázi mastných kyselin. Toto přesné nastavení pH je klíčem k dosažení účinné separace minerálů.
(2) Režim činidel
Režim činidel řídí proces flotace, který zahrnuje výběr, dávkování, přípravu a přidávání činidel. Reagencie se selektivně adsorbují na cílové minerální povrchy a mění jejich hydrofobnost.
Napěňovače stabilizují bublinky v kaši a usnadňují flotaci hydrofobních částic. Mezi běžné pěnidla patří borovicový olej a kresolový olej, které tvoří stabilní, dobře velké bubliny pro zachycení částic.
Modifikátory aktivují nebo inhibují vlastnosti minerálního povrchu a upravují chemické nebo elektrochemické podmínky suspenze.
Dávkování reagencií vyžaduje přesnost – nedostatečné množství snižuje hydrofobnost, snižuje rychlost regenerace, zatímco nadměrné množství reagencie plýtvá, zvyšuje náklady a snižuje kvalitu koncentrátu. Inteligentní zařízení jako napřonline měřič koncentracemůže realizovat přesnou kontrolu dávkování reagencií.
Rozhodující je také načasování a způsob přidávání činidla. Během mletí se často přidávají nastavovací prostředky, depresanty a některé sběrače, aby se včas připravilo chemické prostředí kejdy. Kolektory a napěňovače se obvykle přidávají do první flotační nádrže, aby se maximalizovala jejich účinnost v kritických okamžicích.
(3) Rychlost provzdušňování
Rychlost provzdušňování vytváří optimální podmínky pro uchycení minerálních bublin, což z něj činí nepostradatelný faktor při flotaci. Nedostatečné provzdušňování má za následek příliš málo bublin, což snižuje možnosti kolize a upevnění, čímž se zhoršuje flotační výkon. Nadměrné provzdušňování vede k nadměrné turbulenci, což způsobuje praskání bublin a vytlačování připojených částic, což snižuje účinnost.
Inženýři používají metody, jako je sběr plynu nebo měření průtoku vzduchu založené na anemometru, aby doladili rychlost provzdušňování. U hrubých částic zvyšuje účinnost flotace zvýšení provzdušňování pro vytváření větších bublin. Pro jemné nebo snadno plovoucí částice pečlivé nastavení zajišťuje stabilní a efektivní flotaci.
(4) Doba flotace
Doba flotace je křehkou rovnováhou mezi stupněm koncentrátu a výtěžností, což vyžaduje přesnou kalibraci. V raných stádiích se cenné minerály rychle přichycují k bublinám, což vede k vysoké výtěžnosti a kvalitě koncentrátu.
Postupem času, jak jsou vyplavovány cennější minerály, mohou také stoupat minerály gangu, což snižuje čistotu koncentrátu. Pro jednoduché rudy s hrubozrnnými a snadno plavenými minerály postačují kratší doby flotace, které zajišťují vysokou výtěžnost bez obětování jakosti koncentrátu. U komplexních nebo žáruvzdorných rud jsou nutné delší doby flotace, aby se umožnila jemnozrnným minerálům dostatečná doba interakce s činidly a bublinami. Dynamické nastavení doby flotace je charakteristickým znakem přesné a efektivní technologie flotace.
Čas odeslání: 22. ledna 2025
