Zenbat dakizu flotazioari buruz?

01 KontzeptuaFlotazioa

Flotazioa, flotazio bidezko mineralen prozesamendua bezala ere ezagutzen dena, mineralak bereizteko teknologia bat da, mineral baliotsuak ganga mineraletatik bereizten dituena gas-likido-solido interfazeetan, meetan dauden mineral desberdinen gainazaleko propietateen desberdintasunak aprobetxatuz, eta "gainazaleko bereizketa" ere deitzen zaio. Mineral partikulak zuzenean edo zeharka bereizten dituzten prozesu teknologiko guztiak, mineral partikula desberdinen gainazaleko propietate desberdinetan oinarrituta fase-interfazeetan oinarrituta, flotazioaren definizioaren barruan sartzen dira.

Mineralen gainazaleko propietateek mineral partikulen gainazaleko ezaugarri fisiko, kimiko eta bestelakoei egiten diete erreferentzia, hala nola gainazalaren bustigarritasuna, gainazaleko propietate elektrikoak, baita gainazaleko atomoen lotura kimikoen mota, saturazioa eta jarduera ere. Mineral partikula desberdinen gainazaleko propietateetan bereizketak daude. Propietate-desberdintasun horiek mineralen bereizketa eta aberastea ahalbidetzen dute fase-interfazeen laguntzarekin, eta horregatik flotazio-prozesuak gas, likido eta solido hiru faseko interfazeak barne hartzen ditu.

Aldaketa artifizialak mineralen gainazaleko propietateak alda ditzake mineral partikula baliotsuen eta ganga mineral partikulen arteko gainazaleko propietateen aldea handitzeko, errazago bereizteko. Flotazio eragiketetan,flotazio erreaktiboakmineralen gainazaleko ezaugarriak artifizialki aldatzeko, mineralen arteko propietate-desberdintasunak zabaltzeko, mineralen gainazaleko hidrofobikotasuna handitzeko edo murrizteko, mineralen flotazio-errendimendua erregulatzeko eta kontrolatzeko, eta, azken finean, bereizketa-emaitza hobeak lortzeko erabiltzen dira normalean. Horrenbestez, flotazio-teknologiaren aplikazioa eta aurrerapena flotazio-erreaktiboekin estuki lotuta daude.

Dentsitatea eta suszeptibilitate magnetikoa bezalako mineralen parametro fisikoak doitzeko zailak diren arren, mineral partikulen gainazaleko ia propietate guztiak artifizialki alda daitezke mineralen arteko gainazaleko propietateen desberdintasun zehatzak sortzeko, bereizketa-eskakizunetarako. Horregatik, flotazioak aplikazio zabala du mineralen onuran eta mineralak prozesatzeko metodo unibertsala deitzen zaio; bereizketa-teknika erabiliena eta eraginkorrena da, batez ere material pikortsu fin eta ultrafinetarako.

02 Flotazioaren aplikazioak

Mineralen prozesamendua metalen urtze eta industria kimikoetarako lehengaiak prestatzeko ekoizpen-eragiketa bat da, eta apar-flotazioa mineralen prozesamenduko teknikarik garrantzitsuenetako bat bihurtu da. Ia baliabide mineral mota guztiak bereiz daitezke flotazioaren bidez.

Gaur egun, flotazioa oso erabilia da burdina eta manganesoa nagusi diren burdin metalen meak aprobetxatzeko, hala nola hematita, siderita eta ilmenita; urrea eta zilarra dituzten metal preziatuen meak; kobrea, beruna, zinka, kobaltoa, nikela, molibdenoa eta antimonioa barne hartzen dituzten metal ez-burdin metalak, hala nola galena, esfalerita, kalkopirita, kalkozita eta molibdenita, pentlandita, baita oxido mineralak ere, hala nola malakita, zerusita, hemimorfita, kasiterita eta wolframita. Gatz ez-metalikoak bereizteko ere erabiltzen da, hala nola fluorita, apatita eta barita, gatz mineral disolbagarriak silbita eta arroka-gatza, eta mineral ez-metaliko eta silikatoekin batera, hala nola ikatza, grafitoa, sufrea, diamantea, kuartzoa, mika, feldespatoa eta beriloa, eta espodumenoa.

Esperientzia praktiko ugari metatu da eta erlazionatutako teknologiak aurrera egiten jarraitzen dute mineralen prozesamenduaren industrian flotazioaren garapenaren bidez. Lehen merkataritza-baliorik gabekotzat jotzen ziren kalitate baxuko eta egitura konplexuko mineralak orain berreskuratu eta bigarren mailako baliabide gisa berrerabili daitezke flotazioaren bidez.

Baliabide mineralak gero eta urriagoak diren heinean, mineral baliotsuak forma finago eta konplexuagoetan banatzen dira meetan, eta horrek bereizketa zailtasunak sortzen ditu. Bitartean, ekoizpen kostuak murrizteko, material metalurgikoak eta ingeniaritza kimikoa barne hartzen dituzten industriek gero eta eskakizun zorrotzagoak ezartzen dituzte prozesatzeko lehengai gisa erabiltzen diren mineral kontzentratu bereizien kalitateari eta zehaztasunari dagokionez.

Kontzentratuen kalitatea hobetzeko eta mineral finak bereizteko zailtasunari aurre egiteko eskaera bikoitzari aurre eginez, flotazioa bereizketa-teknologia alternatiboekiko abantaila nabarmenekin nabarmentzen da, eta eskuragarri dagoen mineralak prozesatzeko metodorik aplikatuena eta itxaropentsuena bihurtu da. Hasieran sulfuro mineralak bereizteko bakarrik erabiltzen zen flotazioa pixkanaka oxido mineraletara eta mineral ez-metalikoetara hedatu da, gaur egun urtero milaka milioi tona mineral prozesatzen direlarik mundu osoan flotazioaren bidez.

Azken hamarkadetan, flotazio-teknologiak mineralen prozesamendu-ingeniaritzaren mugak hautsi ditu eta aplikazio gehiago aurkitu ditu ingurumen-babesean, metalurgian, papergintzan, nekazaritzan, ingeniaritza kimikoan, elikagaien ekoizpenean, materialen zientzian, farmazian eta bioteknologia sektoreetan.

Industria-aplikazio tipikoen artean, hauek daude: pirometalurgian flotazio bidez produktu tartekoetatik, substantzia lurrunkorretatik eta zepetatik osagai baliotsuak berreskuratzea; hidrometalurgiaren lixibiazio-hondakinetatik eta zementazio-prezipitatuetatik osagai erabilgarriak ateratzea; industria kimikoan paper-hondakinen destintatzea eta zuntz-berreskuratzea; baita ingurumen-ingeniaritza praktikak ere, hala nola ibaiertzeko hareatik gordin astuna erauztea, hondakin-uretatik kutsatzaile solido finak, koloideak, bakterioak eta ezpurutasun metaliko arrastoak kentzea.

Flotazio-prozesuen etengabeko hobekuntzekin eta eraginkortasun handiko flotazio-erreaktibo eta ekipamendu berritzaileen agerpenarekin, flotazioak aplikazio zabalagoa izango du industria-sektore gehiagotan. Hala ere, flotazioaren ezarpenak baditu desabantailak: bereizketa magnetikoarekin eta grabitate-bereizketarekin alderatuta, flotazioak erreaktibo kimiko gehiago kontsumitzen ditu eta ekoizpen-kostu handiagoak dakartza; murrizketa zorrotzak ezartzen ditu elikadura-partikula-tamainari; aldagai askok eragiten dute flotazioaren errendimenduan eta prozesuen kontrol-estandarrak igotzen dituzte; hondar-flotazio-erreaktiboak dituzten hondakin-urak ere ingurumen-arriskuak sortzen ditu.

03 Flotazioaren ikerketa-edukia

Flotazio prozesuak mineral partikula solidoen eta bereizketa medioen (ura eta gasa) arteko elkarrekintzak dakartza. Ikerketa gai nagusiek flotazioaren oinarrizko printzipioak, flotazio erreaktiboak, flotazio makinak eta flotazio prozesuak jorratzen dituzte.

Flotazio-teoria nagusiak mineralen flotagarritasunean eta bereizketan zeharreko gainazaleko ezaugarrietan oinarritzen dira, gainazaleko propietateen, gainazaleko elkarrekintzen eta aire-burbuilen mineralizazio-mekanismoaren ikerketa barne. Flotazio-erreaktiboei buruzko ikerketak erreaktiboen sailkapenean, egitura molekularrean, propietate fisiko-kimikoetan, mekanismo funtzionaletan, prestaketa-tekniketan eta eremuko aplikazio-protokoloetan oinarritzen da. Flotazio-makineriari buruzko ikerketek ekipamenduen konfigurazioa, funtzionamendu-printzipioak eta aplikagarri diren eszenatokiak hartzen dituzte barne. Flotazio-prozesuaren ikerketak prozesu-zirkuituaren diseinua, parametro teknologikoen eragina eta erregulazioa, baita erreaktiboen gehikuntza-erregimenak ere hartzen ditu barne, hainbat mea motatarako aplikazio praktikoen ikerketarekin osatuta.

Flotazio-ikerketaren esparru teorikoak hainbat diziplina hartzen ditu barne, hala nola prozesuen mineralogia, kimika organikoa, kimika ez-organikoa, kimika fisikoa (gainazaleko kimika eta koloideen kimika), fluidoen mekanika, ingeniaritza mekanikoa, detekzio automatikoaren teknologia eta analisi tekno-ekonomikoa.