1. Die konsep van flotasie
Flotasie, ook bekend as flotasieveredeling, is 'n mineraalverwerkingstegnologie wat nuttige minerale van gangminerale by die gas-vloeistof-vaste fase-koppelvlak skei deur die verskille in oppervlakeienskappe van verskillende minerale in ertse te gebruik, en word ook "koppelvlakskeiding" genoem. Alle tegnologiese prosesse wat direk of indirek fase-koppelvlakke gebruik om deeltjieskeiding te bewerkstellig gebaseer op die verskille in koppelvlakeienskappe van verskillende mineraaldeeltjies word flotasie genoem.
Minerale oppervlakeienskappe verwys na die fisiese, chemiese en ander eienskappe van die oppervlak van mineraaldeeltjies, soos oppervlakbenatbaarheid, oppervlak-elektriese eienskappe, die tipes, versadiging en aktiwiteit van chemiese bindings van oppervlakatome, ens. Verskillende mineraaldeeltjies het sekere verskille in oppervlakeienskappe. Deur hierdie verskille in deeltjie-oppervlakeienskappe te gebruik, kan mineraalskeiding en -verryking met behulp van fase-grensvlakke bereik word. Daarom behels die flotasieproses gas-vloeistof-vastestof driefase-grensvlakke.
Mineraaloppervlak-eienskappe kan deur kunsmatige ingryping verander word, met die doel om die oppervlakverskille tussen bruikbare minerale en gangsteenmineraaldeeltjies te vergroot om hul skeiding te vergemaklik. In flotasie word flotasiereagense gewoonlik gebruik om mineraaloppervlak-eienskappe kunsmatig te verander, die verskille in oppervlak-eienskappe tussen minerale uit te brei, die hidrofobisiteit van mineraaloppervlakke te verhoog of te verlaag, om sodoende die flotasiegedrag van minerale aan te pas en te beheer en beter skeidingsresultate te verkry. Daarom is die toepassing en ontwikkeling van flotasietegnologie nou verwant aan flotasiereagense.
Aangesien die oppervlakeienskappe van mineraaldeeltjies verskil van mineraalfisiese parameters soos digtheid en magnetiese vatbaarheid, wat moeilik is om te verander, kan die oppervlakeienskappe van mineraaldeeltjies basies kunsmatig ingegryp word om die vereiste verskille in oppervlakeienskappe tussen minerale vir skeiding te verkry. Daarom word flotasie wyd gebruik in mineraalskeiding en staan dit bekend as die universele mineraalverwerkingsmetode. Dit is veral die mees gebruikte en effektiewe mineraalverwerkingsmetode in die skeiding van fyn en ultrafyn materiale.
2. Toepassings van Flotasie
Mineraalverwerking is 'n produksieproses wat grondstowwe vir metaalsmelting en die chemiese industrie voorberei, en skuimflotasie het een van die belangrikste mineraalverwerkingsmetodes geword. Byna alle mineraalbronne kan deur flotasie geskei word.
Tans word flotasie wyd gebruik in ysterhoudende metaalertse, hoofsaaklik vir die veredeling van yster en mangaan, soos hematiet, smithsoniet, ilmeniet en ander minerale; edelmetaalertse hoofsaaklik vir die veredeling van goud en silwer; nie-ysterhoudende metaalertse soos koper, lood, sink, kobalt, nikkel, molibdeen, antimoon, insluitend sulfiedminerale soos galena, sfaleriet, chalkopiriet, chalkokiet, molibdeniet, pentlandiet, en oksiedminerale soos malachiet, serussiet, hemimorfiet, kassiteriet, wolframiet; skeiding van nie-metaal soutminerale soos fluoriet, apatiet, bariet, en oplosbare soutminerale soos potas sout en rots sout; sowel as skeiding van nie-metaal minerale en silikaatminerale soos steenkool, grafiet, swael, diamant, kwarts, mika, veldspaat, beriel, spodumeen.
Flotasie het ryk ervaring opgebou in die veld van mineraalverwerking, met voortdurende tegnologiese vooruitgang. Vir laegraadse en struktureel komplekse minerale wat voorheen as geen industriële gebruikswaarde beskou is nie, word hulle nou herwin (sekondêre hulpbronne) deur flotasie.
Namate minerale hulpbronne al hoe skraler word, word bruikbare minerale fyner versprei en in ertse gemeng, wat skeiding moeiliker maak; om produksiekoste te verminder, het nywerhede soos metallurgiese materiale en chemikalieë hoër vereistes aan die kwaliteitsstandaarde en presisie van verwerkte grondstowwe, d.w.s. geskeide produkte.
Aan die een kant is dit nodig om gehalte te verbeter; aan die ander kant, met betrekking tot die probleem dat minerale moeilik is om te skei as gevolg van fyn deeltjiegrootte, het flotasie toenemend voordele bo ander metodes getoon en word dit tans die mees gebruikte en belowende mineraalverwerkingsmetode. Flotasiemetodes het geleidelik ontwikkel van aanvanklik gebruik vir sulfiedminerale tot oksiedminerale en nie-metaalminerale. Nou bereik die totale hoeveelheid minerale wat wêreldwyd deur flotasie verwerk word miljarde tonne per jaar.
In onlangse dekades is die toepassing van flotasietegnologie nie meer beperk tot die veld van mineraalverwerkingsingenieurswese nie, maar het dit uitgebrei na omgewingsbeskerming, metallurgie, papiervervaardiging, landbou, chemiese industrie, voedsel, materiale, medisyne, biologie en ander velde.
Byvoorbeeld, flotasieherwinning van bruikbare komponente in intermediêre produkte, vlugtige stowwe en slakke van pirometallurgie; flotasieherwinning van hidrometallurgiese loogresidue en verplaasde neerslagprodukte; flotasie in die chemiese industrie vir die ontinkting van herwinde papier en veselherwinning uit pulpa-afvalvloeistof; ekstraksie van swaar ru-olie uit rivierbedding-ertsand, skeiding van klein vaste besoedelingstowwe, kolloïede, bakterieë en verwydering van spoormetaal-onsuiwerhede uit riool is tipiese toepassings in omgewingsingenieurswese.
Met die verbetering van flotasieprosesse en -metodes, en die opkoms van nuwe en doeltreffende flotasiereagense en -toerusting, sal flotasie meer wyd gebruik word in meer nywerhede en velde. Daar moet kennis geneem word dat wanneer flotasieprosesse gebruik word, reagense die verwerkingskoste hoër sal maak (in vergelyking met magnetiese skeiding en swaartekragskeiding); die vereiste deeltjiegrootte vir veredeling is relatief streng; daar is baie faktore wat die flotasieproses beïnvloed, met hoë tegnologiese vereistes; en afvalwater wat oorblywende reagense bevat, is skadelik vir die omgewing.
3. Inhoud van flotasienavorsing
Die flotasieproses behels vaste minerale en skeidingsmedia (water, gas). Die hoofinhoud van die navorsing sluit die basiese beginsels van flotasie, flotasiereagense, flotasiemasjinerie, flotasieprosesse, ens. in.
Die basiese teorie van flotasie sluit die dryfbaarheid van minerale, die eienskappe van skeidingskoppelvlakke, ens., die bestudering van die eienskappe van fase-koppelvlakke, die interaksie tussen fases, die mineralisasiemeganisme van borrels, ens. in; die navorsing oor flotasiereagense sluit die tipes, strukture, eienskappe, aksiemeganismes, voorbereidings- en gebruiksmetodes van reagense in; die navorsing oor flotasiemasjinerie sluit die struktuur, werkbeginsel en toepassingsgeleenthede van flotasiemasjiene in; die navorsing oor flotasieprosesse verwys na die prosesstruktuur, die invloed en beheer van prosesfaktore, en die reagenstelsel; daarbenas is daar navorsing oor die praktiese toepassing van verskeie ertse.
Die teoretiese stelsel van flottasienavorsing behels dissiplines soos prosesmineralogie, organiese chemie, anorganiese chemie, fisiese chemie (grensvlakchemie, kolloïedchemie), vloeistofmeganika, meganiese ingenieurswese, outomatiese opsporing, en tegniese en ekonomiese analise.
Plasingstyd: 9 Februarie 2026