1. Концепцията за флотация
Флотацията, известна още като флотационно обогатяване, е технология за преработка на минерали, която отделя полезни минерали от пустите минерали на границата газ-течност-твърда фаза, като използва разликите в повърхностните свойства на различните минерали в рудите и се нарича още „разделяне на границите на интерфейса“. Всички технологични процеси, които пряко или косвено използват фазови интерфейси за постигане на разделяне на частиците въз основа на разликите в свойствата на границите на интерфейса на различните минерални частици, се наричат флотация.
Свойствата на минералната повърхност се отнасят до физичните, химичните и други свойства на повърхността на минералните частици, като например омокряемост на повърхността, електрически свойства на повърхността, видовете, наситеността и активността на химичните връзки на повърхностните атоми и др. Различните минерални частици имат определени разлики в повърхностните свойства. Чрез използване на тези разлики в свойствата на повърхността на частиците, може да се постигне разделяне и обогатяване на минерали с помощта на фазови интерфейси. Следователно, процесът на флотация включва трифазни интерфейси газ-течност-твърдо вещество.
Свойствата на минералната повърхност могат да бъдат променяни чрез изкуствена намеса, с цел увеличаване на повърхностните разлики между полезните минерали и частиците от пустата минерална маса, за да се улесни тяхното разделяне. При флотацията флотационните реагенти обикновено се използват за изкуствена промяна на свойствата на минералната повърхност, разширяване на разликите в повърхностните свойства между минералите, увеличаване или намаляване на хидрофобността на минералните повърхности, така че да се регулира и контролира флотационното поведение на минералите и да се получат по-добри резултати при разделяне. Следователно, приложението и разработването на флотационни технологии са тясно свързани с флотационните реагенти.
Тъй като повърхностните свойства на минералните частици се различават от физическите параметри на минералите, като плътност и магнитна възприемчивост, които са трудни за промяна, повърхностните свойства на минералните частици могат да бъдат изкуствено повлияни, за да се постигнат необходимите разлики в повърхностните свойства между минералите за разделяне. Следователно, флотацията се използва широко при разделянето на минерали и е известна като универсален метод за преработка на минерали. Тя е най-широко използваният и ефективен метод за преработка на минерали при разделянето на фини и ултрафини материали.
2. Приложения на флотацията
Преработката на минерали е производствена операция, която подготвя суровини за топене на метали и химическа промишленост, а пенната флотация се е превърнала в един от най-важните методи за преработка на минерали. Почти всички минерални ресурси могат да бъдат разделени чрез флотация.
В момента флотацията се използва широко в руди от черни метали, главно за обогатяване на желязо и манган, като хематит, смитсонит, илменит и други минерали; руди от благородни метали, главно за обогатяване на злато и сребро; руди от цветни метали, като мед, олово, цинк, кобалт, никел, молибден, антимон, включително сулфидни минерали като галенит, сфалерит, халкопирит, халкоцит, молибденит, пентландит и оксидни минерали като малахит, церусит, хемиморфит, каситерит, волфрамит; разделяне на неметални солни минерали като флуорит, апатит, барит и разтворими солни минерали като поташ и каменна сол; както и разделяне на неметални минерали и силикатни минерали като въглища, графит, сяра, диамант, кварц, слюда, фелдшпат, берил, сподумен.
Флотацията е натрупала богат опит в областта на преработката на минерали, с непрекъснат технологичен напредък. Нискокачествените и структурно сложни минерали, които преди се смятаха за нямащи стойност за промишлено приложение, сега се рециклират (вторични ресурси) чрез флотация.
Тъй като минералните ресурси стават все по-бедни, полезните минерали се разпределят по-фино и се смесват в рудите, което прави разделянето по-трудно; за да се намалят производствените разходи, индустрии като металургичните материали и химикалите имат по-високи изисквания към стандартите за качество и прецизността на преработените суровини, т.е. отделените продукти.
От една страна, е необходимо да се подобри качеството; от друга страна, що се отнася до проблема, че минералите са трудни за разделяне поради финия размер на частиците, флотацията показва все повече предимства пред другите методи, превръщайки се в най-широко използвания и обещаващ метод за преработка на минерали в момента. Флотационните методи постепенно се развиват от първоначално използвани за сулфидни минерали до оксидни минерали и неметални минерали. Сега общото количество минерали, преработени чрез флотация в световен мащаб, достига милиарди тонове всяка година.
През последните десетилетия приложението на флотационната технология вече не се ограничава само до областта на минерално-преработвателното инженерство, а се е разширило до опазване на околната среда, металургия, производство на хартия, селско стопанство, химическата промишленост, хранително-вкусовата промишленост, материалите, медицината, биологията и други области.
Например, флотационно извличане на полезни компоненти в междинни продукти, летливи вещества и шлаки от пирометалургията; флотационно извличане на остатъци от хидрометалургично излужване и изместени продукти от утаяване; флотация в химическата промишленост за обезмастиляване на рециклирана хартия и извличане на влакна от течна целулозна отпадъци; извличане на тежък суров петрол от пясък от речното корито, отделяне на малки твърди замърсители, колоиди, бактерии и отстраняване на следи от метални примеси от отпадъчни води са типични приложения в екологичното инженерство.
С усъвършенстването на флотационните процеси и методи, както и с появата на нови и ефикасни флотационни реагенти и оборудване, флотацията ще се използва по-широко в повече индустрии и области. Трябва да се отбележи, че при използване на флотационни процеси, реагентите ще оскъпят процеса (в сравнение с магнитното разделяне и гравитационното разделяне); необходимият размер на частиците за обогатяване е сравнително строг; има много фактори, влияещи върху флотационния процес, с високи технологични изисквания; а отпадъчните води, съдържащи остатъчни реагенти, са вредни за околната среда.
3. Съдържание на флотационните изследвания
Процесът на флотация включва твърди минерали и разделителни среди (вода, газ). Основното съдържание на изследването включва основните принципи на флотацията, флотационни реагенти, флотационни машини, флотационни процеси и др.
Основната теория на флотацията включва флотируемостта на минералите, свойствата на разделителните повърхности и др., изучавайки свойствата на фазовите повърхности, взаимодействието между фазите, механизма на минерализация на мехурчетата и др.; изследванията на флотационните реагенти включват видовете, структурите, свойствата, механизмите на действие, методите на приготвяне и употреба на реагентите; изследванията на флотационните машини включват структурата, принципа на работа и случаите на приложение на флотационните машини; изследванията на флотационните процеси се отнасят до структурата на процеса, влиянието и контрола на факторите на процеса и системата от реагенти; освен това има изследвания върху практическото приложение на различни руди.
Теоретичната система на флотационните изследвания включва дисциплини като процесна минералогия, органична химия, неорганична химия, физическа химия (химия на интерфейса, колоидна химия), механика на флуидите, машиностроене, автоматично откриване и технико-икономически анализ.
Време на публикуване: 09 февруари 2026 г.