1. El concepte de flotació
La flotació, també coneguda com a beneficiació per flotació, és una tecnologia de processament de minerals que separa els minerals útils dels minerals de ganga a la interfície de fase gas-líquid-sòlid mitjançant la utilització de les diferències en les propietats superficials dels diferents minerals en els minerals, i també s'anomena "separació d'interfícies". Tots els processos tecnològics que utilitzen directament o indirectament interfícies de fase per aconseguir la separació de partícules basada en les diferències en les propietats d'interfície de diferents partícules minerals es coneixen com a flotació.
Les propietats de la superfície mineral es refereixen a les propietats físiques, químiques i d'altra índole de la superfície de les partícules minerals, com ara la humectabilitat de la superfície, les propietats elèctriques de la superfície, els tipus, la saturació i l'activitat dels enllaços químics dels àtoms de la superfície, etc. Les diferents partícules minerals tenen certes diferències en les propietats superficials. Mitjançant l'ús d'aquestes diferències en les propietats de la superfície de les partícules, es pot aconseguir la separació i l'enriquiment mineral amb l'ajuda d'interfícies de fase. Per tant, el procés de flotació implica interfícies trifàsiques gas-líquid-sòlid.
Les propietats de la superfície mineral es poden canviar mitjançant intervenció artificial, amb l'objectiu d'augmentar les diferències superficials entre els minerals útils i les partícules minerals de ganga per facilitar la seva separació. En la flotació, els reactius de flotació s'utilitzen normalment per canviar artificialment les propietats de la superfície mineral, ampliar les diferències en les propietats superficials entre els minerals, augmentar o disminuir la hidrofobicitat de les superfícies minerals, per tal d'ajustar i controlar el comportament de flotació dels minerals i obtenir millors resultats de separació. Per tant, l'aplicació i el desenvolupament de la tecnologia de flotació estan estretament relacionats amb els reactius de flotació.
Com que les propietats superficials de les partícules minerals són diferents dels paràmetres físics minerals com la densitat i la susceptibilitat magnètica, que són difícils de canviar, les propietats superficials de les partícules minerals es poden intervenir artificialment per obtenir les diferències necessàries en les propietats superficials entre els minerals per a la separació. Per tant, la flotació s'utilitza àmpliament en la separació de minerals i es coneix com el mètode universal de processament de minerals. És especialment el mètode de processament de minerals més utilitzat i eficaç en la separació de materials fins i ultrafins.
2. Aplicacions de la flotació
El processament de minerals és una operació de producció que prepara matèries primeres per a la fosa de metalls i la indústria química, i la flotació d'escuma s'ha convertit en un dels mètodes de processament de minerals més importants. Gairebé tots els recursos minerals es poden separar mitjançant flotació.
Actualment, la flotació s'utilitza àmpliament en minerals de metalls ferrosos principalment per beneficiar ferro i manganès, com ara hematites, smithsonita, ilmenita i altres minerals; minerals de metalls preciosos principalment per beneficiar or i plata; minerals de metalls no ferrosos com coure, plom, zinc, cobalt, níquel, molibdè, antimoni, incloent minerals sulfurats com galena, esfalerita, calcopirita, calcocita, molibdenita, pentlandita i minerals d'òxid com malaquita, cerussita, hemimorfita, cassiterita, wolframita; separació de minerals salins no metàl·lics com fluorita, apatita, barita i minerals salins solubles com la sal de potassa i la sal de roca; així com separació de minerals no metàl·lics i minerals de silicat com carbó, grafit, sofre, diamant, quars, mica, feldespat, beril, espodumè.
La flotació ha acumulat una rica experiència en el camp del processament de minerals, amb un progrés tecnològic continu. Els minerals de baixa qualitat i estructuralment complexos que abans es consideraven que no tenien valor d'utilització industrial, ara es reciclen (recursos secundaris) mitjançant la flotació.
A mesura que els recursos minerals es tornen cada cop més escassos, els minerals útils es distribueixen més finament i es barregen en els minerals, cosa que dificulta la separació; per tal de reduir els costos de producció, les indústries com les de materials metal·lúrgics i productes químics tenen requisits més elevats pel que fa als estàndards de qualitat i precisió de les matèries primeres processades, és a dir, dels productes separats.
D'una banda, cal millorar la qualitat; d'altra banda, pel que fa al problema que els minerals són difícils de separar a causa de la mida fina de les partícules, la flotació ha demostrat cada cop més avantatges sobre altres mètodes, convertint-se en el mètode de processament de minerals més utilitzat i prometedor actualment. Els mètodes de flotació han evolucionat gradualment, des del seu ús inicial per a minerals sulfurats fins a minerals d'òxid i minerals no metàl·lics. Ara, la quantitat total de minerals processats per flotació a tot el món arriba a milers de milions de tones cada any.
En les darreres dècades, l'aplicació de la tecnologia de flotació ja no es limita al camp de l'enginyeria de processament de minerals, sinó que s'ha expandit a la protecció del medi ambient, la metal·lúrgia, la fabricació de paper, l'agricultura, la indústria química, l'alimentació, els materials, la medicina, la biologia i altres camps.
Per exemple, la recuperació per flotació de components útils en productes intermedis, volàtils i escòries de pirometal·lúrgia; la recuperació per flotació de residus de lixiviació hidrometal·lúrgica i productes de precipitació desplaçats; la flotació en la indústria química per al destintat de paper reciclat i la recuperació de fibra del líquid residual de pasta de paper; l'extracció de cru pesant de sorra mineral de llit de riu, la separació de petits contaminants sòlids, col·loides, bacteris i l'eliminació d'impureses de metalls traça de les aigües residuals són aplicacions típiques en enginyeria ambiental.
Amb la millora dels processos i mètodes de flotació, i l'aparició de nous i eficients reactius i equips de flotació, la flotació s'utilitzarà més àmpliament en més indústries i camps. Cal tenir en compte que quan s'utilitzen processos de flotació, els reactius faran que el cost del processament sigui més elevat (en comparació amb la separació magnètica i la separació per gravetat); la mida de partícula requerida per a la beneficiació és relativament estricta; hi ha molts factors que afecten el procés de flotació, amb alts requisits tecnològics; i les aigües residuals que contenen reactius residuals són perjudicials per al medi ambient.
3. Contingut de la investigació sobre flotació
El procés de flotació implica minerals sòlids i medis de separació (aigua, gas). Els continguts principals de la recerca inclouen els principis bàsics de la flotació, els reactius de flotació, la maquinària de flotació, els processos de flotació, etc.
La teoria bàsica de la flotació inclou la flotabilitat dels minerals, les propietats de les interfícies de separació, etc., estudiant les propietats de les interfícies de fase, la interacció entre fases, el mecanisme de mineralització de les bombolles, etc.; la investigació sobre reactius de flotació inclou els tipus, estructures, propietats, mecanismes d'acció, mètodes de preparació i ús dels reactius; la investigació sobre maquinària de flotació inclou l'estructura, el principi de funcionament i les ocasions d'aplicació de les màquines de flotació; la investigació sobre processos de flotació es refereix a l'estructura del procés, la influència i el control dels factors del procés i el sistema de reactius; a més, hi ha investigacions sobre l'aplicació pràctica de diversos minerals.
El sistema teòric de la investigació de la flotació inclou disciplines com la mineralogia de processos, la química orgànica, la química inorgànica, la química física (química d'interfícies, química col·loïdal), la mecànica de fluids, l'enginyeria mecànica, la detecció automàtica i l'anàlisi tècnica i econòmica.
Data de publicació: 09 de febrer de 2026