1. Begrebet flotation
Flotation, også kendt som flotationsforbedring, er en mineralforarbejdningsteknologi, der adskiller nyttige mineraler fra gangstensmineraler ved grænsefladen mellem gas-væske og fast fase ved at udnytte forskellene i overfladeegenskaber af forskellige mineraler i malme, og kaldes også "grænsefladeseparation". Alle teknologiske processer, der direkte eller indirekte bruger fasegrænseflader til at opnå partikelseparation baseret på forskellene i grænsefladeegenskaber af forskellige mineralpartikler, kaldes flotation.
Mineraloverfladeegenskaber refererer til de fysiske, kemiske og andre egenskaber ved overfladen af mineralpartikler, såsom overfladefugtbarhed, overfladeelektriske egenskaber, typer, mætning og aktivitet af kemiske bindinger i overfladeatomer osv. Forskellige mineralpartikler har visse forskelle i overfladeegenskaber. Ved at udnytte disse forskelle i partikeloverfladeegenskaber kan mineralseparation og berigelse opnås ved hjælp af fasegrænseflader. Derfor involverer flotationsprocessen trefasede gas-væske-faststof-grænseflader.
Mineraloverfladeegenskaber kan ændres gennem kunstig indgriben med det formål at øge overfladeforskellene mellem nyttige mineraler og gangstensmineralpartikler for at lette deres separation. Ved flotation anvendes flotationsreagenser normalt til kunstigt at ændre mineraloverfladeegenskaber, udvide forskellene i overfladeegenskaber mellem mineraler, øge eller mindske hydrofobiciteten af mineraloverflader for at justere og kontrollere mineralernes flotationsadfærd og opnå bedre separationsresultater. Derfor er anvendelsen og udviklingen af flotationsteknologi tæt forbundet med flotationsreagenser.
Da overfladeegenskaberne af mineralpartikler er forskellige fra mineralfysiske parametre såsom densitet og magnetisk susceptibilitet, som er vanskelige at ændre, kan overfladeegenskaberne af mineralpartikler grundlæggende kunstigt justeres for at opnå de nødvendige forskelle i overfladeegenskaber mellem mineraler til separation. Derfor er flotation meget anvendt i mineralseparation og er kendt som den universelle mineralforarbejdningsmetode. Det er især den mest anvendte og effektive mineralforarbejdningsmetode til separation af fine og ultrafine materialer.
2. Anvendelser af flotation
Mineralforarbejdning er en produktionsproces, der forbereder råmaterialer til metalsmeltning og kemisk industri, og skumflotation er blevet en af de vigtigste mineralforarbejdningsmetoder. Næsten alle mineralressourcer kan adskilles ved flotation.
I øjeblikket anvendes flotation i vid udstrækning i jernholdige metalmalme, primært til oparbejdning af jern og mangan, såsom hæmatit, smithsonit, ilmenit og andre mineraler; ædelmetalmalme, primært til oparbejdning af guld og sølv; ikke-jernholdige metalmalme, såsom kobber, bly, zink, kobolt, nikkel, molybdæn, antimon, herunder sulfidmineraler som galena, sphalerit, chalkopyrit, chalcocit, molybdenit, pentlandit og oxidmineraler som malakit, cerussit, hemimorphit, cassiterit, wolframit; separation af ikke-metalliske saltmineraler såsom fluorit, apatit, baryt og opløselige saltmineraler som kaliumchlorid og stensalt; samt separation af ikke-metalliske mineraler og silikatmineraler såsom kul, grafit, svovl, diamant, kvarts, glimmer, feldspat, beryl og spodumen.
Flotation har opbygget stor erfaring inden for mineralforarbejdning med kontinuerlige teknologiske fremskridt. Lavkvalitets- og strukturelt komplekse mineraler, der tidligere blev anset for ikke at have nogen industriel udnyttelsesværdi, genbruges nu (sekundære ressourcer) gennem flotation.
Efterhånden som mineralressourcerne bliver mere og mere begrænsede, fordeles nyttige mineraler finere og blandes i malme, hvilket gør separation vanskeligere. For at reducere produktionsomkostningerne stiller industrier som metallurgiske materialer og kemikalier højere krav til kvalitetsstandarder og præcision af forarbejdede råmaterialer, dvs. separerede produkter.
På den ene side er det nødvendigt at forbedre kvaliteten; på den anden side, med hensyn til problemet med, at mineraler er vanskelige at adskille på grund af fine partikler, har flotation i stigende grad vist fordele i forhold til andre metoder og er i øjeblikket den mest anvendte og lovende mineralforarbejdningsmetode. Flotationsmetoder har gradvist udviklet sig fra oprindeligt at blive brugt til sulfidmineraler til oxidmineraler og ikke-metalliske mineraler. Nu når den samlede mængde mineraler, der forarbejdes ved flotation på verdensplan, milliarder af tons hvert år.
I de seneste årtier er anvendelsen af flotationsteknologi ikke længere begrænset til mineralforarbejdningsteknik, men er udvidet til miljøbeskyttelse, metallurgi, papirfremstilling, landbrug, kemisk industri, fødevarer, materialer, medicin, biologi og andre områder.
For eksempel er flotationsgenvinding af nyttige komponenter i mellemprodukter, flygtige stoffer og slagger fra pyrometallurgi; flotationsgenvinding af hydrometallurgiske udvaskningsrester og fortrængte udfældningsprodukter; flotation i den kemiske industri til afsværtning af genbrugspapir og fibergenvinding fra væskeformig papirmasse; udvinding af tung råolie fra flodlejets malmsand, separation af små faste forurenende stoffer, kolloider, bakterier og fjernelse af spormetalurenheder fra spildevand typiske anvendelser inden for miljøteknik.
Med forbedringen af flotationsprocesser og -metoder, og fremkomsten af nye og effektive flotationsreagenser og -udstyr, vil flotation blive mere udbredt i flere industrier og områder. Det skal bemærkes, at når man bruger flotationsprocesser, vil reagenserne gøre forarbejdningsomkostningerne højere (sammenlignet med magnetisk separation og tyngdekraftsseparation); den krævede partikelstørrelse til opredning er relativt streng; der er mange faktorer, der påvirker flotationsprocessen, med høje teknologiske krav; og spildevand, der indeholder restreagenser, er skadeligt for miljøet.
3. Indhold af flotationsforskning
Flotationsprocessen involverer faste mineraler og separationsmedier (vand, gas). Forskningens hovedindhold omfatter de grundlæggende principper for flotation, flotationsreagenser, flotationsmaskineri, flotationsprocesser osv.
Den grundlæggende teori om flotation omfatter mineralers flydeevne, egenskaberne ved separationsgrænseflader osv., studiet af egenskaberne ved fasegrænseflader, interaktionen mellem faser, mineraliseringsmekanismen for bobler osv.; forskningen i flotationsreagenser omfatter typer, strukturer, egenskaber, virkningsmekanismer, fremstillings- og anvendelsesmetoder for reagenser; forskningen i flotationsmaskiner omfatter strukturen, arbejdsprincippet og anvendelsesmulighederne for flotationsmaskiner; forskningen i flotationsprocesser refererer til processtrukturen, indflydelsen og kontrollen af procesfaktorer og reagenssystemet; derudover er der forskning i den praktiske anvendelse af forskellige malme.
Det teoretiske system inden for flotationsforskning involverer discipliner som procesmineralogi, organisk kemi, uorganisk kemi, fysisk kemi (grænsefladekemi, kolloidkemi), fluidmekanik, maskinteknik, automatisk detektion samt teknisk og økonomisk analyse.
Opslagstidspunkt: 9. februar 2026