1. Канцэпцыя флотацыі
Флатацыя, таксама вядомая як флотацыйнае ўзбагачэнне, — гэта тэхналогія перапрацоўкі карысных выкапняў, якая аддзяляе карысныя выкапні ад пустой пароды на мяжы газ-вадкасць-цвёрдая фаза, выкарыстоўваючы адрозненні ў паверхневых уласцівасцях розных мінералаў у рудах, і таксама называецца «падзелам на мяжы». Усе тэхналагічныя працэсы, якія прама ці ўскосна выкарыстоўваюць фазавыя мяжы для дасягнення падзелу часціц на аснове адрозненняў ва ўласцівасцях розных мінеральных часціц, называюцца флотацыяй.
Паверхневыя ўласцівасці мінералаў адносяцца да фізічных, хімічных і іншых уласцівасцей паверхні мінеральных часціц, такіх як змочвальнасць паверхні, электрычныя ўласцівасці паверхні, тыпы, насычанасць і актыўнасць хімічных сувязяў паверхневых атамаў і г.д. Розныя мінеральныя часціцы маюць пэўныя адрозненні ва ўласцівасцях паверхні. Выкарыстоўваючы гэтыя адрозненні ва ўласцівасцях паверхні часціц, можна дасягнуць падзелу і ўзбагачэння мінералаў з дапамогай фазавых мяжаў падзелу. Такім чынам, працэс флотацыі ўключае трохфазныя мяжы падзелу газ-вадкасць-цвёрдае рэчыва.
Паверхневыя ўласцівасці мінералаў можна змяняць штучным умяшаннем з мэтай павелічэння адрозненняў у паверхневых уласцівасцях карысных мінералаў і часціц пустой пароды для палягчэння іх падзелу. Пры флотацыі флотацыйныя рэагенты звычайна выкарыстоўваюцца для штучнага змянення паверхневых уласцівасцей мінералаў, пашырэння адрозненняў у паверхневых уласцівасцях паміж мінераламі, павелічэння або памяншэння гідрафобнасці паверхняў мінералаў, каб рэгуляваць і кантраляваць флотацыйныя паводзіны мінералаў і атрымліваць лепшыя вынікі падзелу. Такім чынам, прымяненне і распрацоўка тэхналогіі флотацыі цесна звязаны з флотацыйнымі рэагентамі.
Паколькі паверхневыя ўласцівасці мінеральных часціц адрозніваюцца ад фізічных параметраў мінералаў, такіх як шчыльнасць і магнітная ўспрымальнасць, якія цяжка змяніць, паверхневыя ўласцівасці мінеральных часціц можна ў асноўным штучна змяніць, каб атрымаць неабходныя адрозненні ў паверхневых уласцівасцях паміж мінераламі для падзелу. Такім чынам, флотацыя шырока выкарыстоўваецца ў падзеле мінералаў і вядомая як універсальны метад перапрацоўкі карысных выкапняў. Гэта асабліва шырока выкарыстоўваны і эфектыўны метад перапрацоўкі карысных выкапняў пры падзеле дробных і ультрадробных матэрыялаў.
2. Прымяненне флотацыі
Перапрацоўка карысных выкапняў — гэта вытворчая аперацыя, якая рыхтуе сыравіну для выплаўкі металу і хімічнай прамысловасці, і пенная флотацыя стала адным з найважнейшых метадаў перапрацоўкі карысных выкапняў. Амаль усе мінеральныя рэсурсы можна аддзяліць з дапамогай флотацыі.
У цяперашні час флотацыя шырока выкарыстоўваецца ў рудах чорных металаў, галоўным чынам для ўзбагачэння жалеза і марганцу, такіх як гематыт, смітсаніт, ільменіт і іншыя мінералы; рудах каштоўных металаў, галоўным чынам для ўзбагачэння золата і срэбра; рудах каляровых металаў, такіх як медзь, свінец, цынк, кобальт, нікель, малібдэн, сурма, у тым ліку сульфідных мінералаў, такіх як галеніт, сфалерыт, халькапірыт, халькацыт, малібдэніт, пентландыт, і аксідных мінералаў, такіх як малахіт, цэрусіт, гемімарфіт, касітэрыт, вальфраміт; для падзелу неметалічных саляных мінералаў, такіх як флюарыт, апатыт, барыт, і растваральных саляных мінералаў, такіх як калійная соль і каменная соль; а таксама для падзелу неметалічных і сілікатных мінералаў, такіх як вугаль, графіт, сера, алмаз, кварц, слюда, палявы шпат, берыл, сподумен.
Флотацыйныя кампаніі назапасілі багаты вопыт у галіне перапрацоўкі карысных выкапняў, што забяспечвае пастаянны тэхналагічны прагрэс. Нізкакаштоўныя і структурна складаныя мінералы, якія раней лічыліся непрыдатнымі для прамысловага выкарыстання, цяпер перапрацоўваюцца (другасныя рэсурсы) шляхам флотацыі.
Па меры таго, як мінеральныя рэсурсы становяцца ўсё больш беднымі, карысныя мінералы размеркаваны больш дробна і змешваюцца ў рудах, што ўскладняе іх падзел; каб знізіць выдаткі на вытворчасць, такія галіны прамысловасці, як металургічная і хімічная, прад'яўляюць больш высокія патрабаванні да стандартаў якасці і дакладнасці апрацаванай сыравіны, г.зн. сепаратных прадуктаў.
З аднаго боку, неабходна палепшыць якасць; з іншага боку, улічваючы праблему цяжкасці аддзялення мінералаў з-за дробнага памеру часціц, флотацыя ўсё часцей дэманструе перавагі перад іншымі метадамі, стаўшы найбольш шырока выкарыстоўваным і перспектыўным метадам перапрацоўкі карысных выкапняў у цяперашні час. Метады флотацыі паступова развіваліся ад першапачаткова выкарыстоўваных для сульфідных мінералаў да аксідных мінералаў і неметалічных карысных выкапняў. У цяперашні час агульная колькасць мінералаў, якія перапрацоўваюцца шляхам флотацыі ва ўсім свеце, дасягае мільярдаў тон штогод.
У апошнія дзесяцігоддзі прымяненне тэхналогіі флотацыі больш не абмяжоўваецца сферай перапрацоўкі карысных выкапняў, але пашырылася на ахову навакольнага асяроддзя, металургію, папераробства, сельскую гаспадарку, хімічную прамысловасць, харчовую прамысловасць, матэрыялы, медыцыну, біялогію і іншыя галіны.
Напрыклад, тыповымі сферамі прымянення ў экалагічнай інжынерыі з'яўляюцца флотацыйнае здабыванне карысных кампанентаў у прамежкавых прадуктах, лятучых рэчывах і шлаках піраметалургіі; флотацыйнае здабыванне рэшткаў гідраметалургічнага вылугавання і выцесненых прадуктаў ападкаў; флотацыя ў хімічнай прамысловасці для выдалення фарбаў з перапрацаванай паперы і здабывання валакна з вадкіх адходаў цэлюлозна-папяровай вытворчасці; здабыванне цяжкай сырой нафты з пяску ў рудным рэчышчы, аддзяленне дробных цвёрдых забруджвальнікаў, калоідаў, бактэрый і выдаленне мікраэлементаў металаў са сцёкавых вод.
З удасканаленнем працэсаў і метадаў флотацыі, а таксама з'яўленнем новых і эфектыўных флотацыйных рэагентаў і абсталявання, флотацыя будзе шырэй выкарыстоўвацца ў розных галінах прамысловасці і сферах. Варта адзначыць, што пры выкарыстанні флотацыйных працэсаў рэагенты павялічваюць кошт апрацоўкі (у параўнанні з магнітнай сепарацыяй і гравітацыйнай сепарацыяй); неабходны памер часціц для ўзбагачэння адносна строгі; на працэс флотацыі ўплывае мноства фактараў, з высокімі тэхналагічнымі патрабаваннямі; а сцёкавыя воды, якія змяшчаюць рэшткі рэагентаў, шкодныя для навакольнага асяроддзя.
3. Змест даследаванняў флотацыі
Працэс флотацыі ўключае цвёрдыя мінералы і раздзяляльныя асяроддзі (ваду, газ). Асноўны змест даследавання ўключае асноўныя прынцыпы флотацыі, флотацыйныя рэагенты, флотацыйнае абсталяванне, флотацыйныя працэсы і г.д.
Асноўная тэорыя флотацыі ўключае ў сябе флотуючасць мінералаў, уласцівасці паверхняў падзелу і г.д., вывучэнне ўласцівасцей фазавых паверхняў, узаемадзеяння паміж фазамі, механізму мінералізацыі бурбалак і г.д.; даследаванні флотацыйных рэагентаў ўключаюць тыпы, структуры, уласцівасці, механізмы дзеяння, метады падрыхтоўкі і выкарыстання рэагентаў; даследаванні флотацыйных машын ўключаюць структуру, прынцып працы і выпадкі прымянення флотацыйных машын; даследаванні флотацыйных працэсаў адносяцца да структуры працэсу, уплыву і кантролю фактараў працэсу, а таксама сістэмы рэагентаў; акрамя таго, праводзяцца даследаванні практычнага прымянення розных руд.
Тэарэтычная сістэма даследаванняў флотацыі ўключае такія дысцыпліны, як працэсная мінералогія, арганічная хімія, неарганічная хімія, фізічная хімія (хімія інтэрфейсаў, калоідная хімія), механіка вадкасцей, машынабудаванне, аўтаматычнае выяўленне і тэхніка-эканамічны аналіз.
Час публікацыі: 9 лютага 2026 г.