ફ્લોટેશન જ્ઞાન વિશે તમે કેટલું જાણો છો?

૧. ફ્લોટેશનનો ખ્યાલ

ફ્લોટેશન, જેને ફ્લોટેશન બેનિફિએશન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક ખનિજ પ્રક્રિયા તકનીક છે જે ગેસ-લિક્વિડ-સોલિડ ફેઝ ઇન્ટરફેસ પર ગેંગ્યુ ખનિજોથી ઉપયોગી ખનિજોને અલગ કરે છે, જે અયસ્કમાં વિવિધ ખનિજોના સપાટી ગુણધર્મોમાં તફાવતનો ઉપયોગ કરે છે, અને તેને "ઇન્ટરફેસ સેપરેશન" પણ કહેવામાં આવે છે. બધી તકનીકી પ્રક્રિયાઓ જે વિવિધ ખનિજ કણોના ઇન્ટરફેસ ગુણધર્મોમાં તફાવતના આધારે કણ વિભાજન પ્રાપ્ત કરવા માટે પ્રત્યક્ષ કે પરોક્ષ રીતે તબક્કા ઇન્ટરફેસનો ઉપયોગ કરે છે તેને ફ્લોટેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

ખનિજ સપાટીના ગુણધર્મો ખનિજ કણોની સપાટીના ભૌતિક, રાસાયણિક અને અન્ય ગુણધર્મોનો ઉલ્લેખ કરે છે, જેમ કે સપાટીની ભીનાશ, સપાટીના વિદ્યુત ગુણધર્મો, સપાટીના અણુઓના રાસાયણિક બંધનોના પ્રકારો, સંતૃપ્તિ અને પ્રવૃત્તિ, વગેરે. વિવિધ ખનિજ કણોમાં સપાટીના ગુણધર્મોમાં ચોક્કસ તફાવત હોય છે. કણ સપાટીના ગુણધર્મોમાં આ તફાવતોનો ઉપયોગ કરીને, તબક્કા ઇન્ટરફેસની મદદથી ખનિજ અલગતા અને સંવર્ધન પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. તેથી, ફ્લોટેશન પ્રક્રિયામાં ગેસ-પ્રવાહી-ઘન ત્રણ-તબક્કા ઇન્ટરફેસનો સમાવેશ થાય છે.

ખનિજ સપાટીના ગુણધર્મો કૃત્રિમ હસ્તક્ષેપ દ્વારા બદલી શકાય છે, જેનો ઉદ્દેશ્ય ઉપયોગી ખનિજો અને ગેંગ્યુ ખનિજ કણો વચ્ચેના સપાટીના તફાવતને વધારવાનો છે જેથી તેમના અલગ થવામાં સરળતા રહે. ફ્લોટેશનમાં, ફ્લોટેશન રીએજન્ટનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ખનિજ સપાટીના ગુણધર્મોને કૃત્રિમ રીતે બદલવા, ખનિજો વચ્ચેના સપાટીના ગુણધર્મોમાં તફાવતને વિસ્તૃત કરવા, ખનિજ સપાટીઓની હાઇડ્રોફોબિસિટી વધારવા અથવા ઘટાડવા માટે થાય છે, જેથી ખનિજોના ફ્લોટેશન વર્તનને સમાયોજિત અને નિયંત્રિત કરી શકાય અને વધુ સારા અલગ પરિણામો મેળવી શકાય. તેથી, ફ્લોટેશન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ અને વિકાસ ફ્લોટેશન રીએજન્ટ્સ સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે.

ખનિજ કણોના સપાટીના ગુણધર્મો ઘનતા અને ચુંબકીય સંવેદનશીલતા જેવા ખનિજ ભૌતિક પરિમાણોથી અલગ હોવાથી, જે બદલવા મુશ્કેલ છે, તેથી ખનિજ કણોના સપાટીના ગુણધર્મોને મૂળભૂત રીતે કૃત્રિમ રીતે હસ્તક્ષેપ કરી શકાય છે જેથી અલગ કરવા માટે ખનિજો વચ્ચે સપાટીના ગુણધર્મોમાં જરૂરી તફાવત હોય. તેથી, ખનિજ વિભાજનમાં ફ્લોટેશનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે અને તેને સાર્વત્રિક ખનિજ પ્રક્રિયા પદ્ધતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તે ખાસ કરીને સૂક્ષ્મ અને અતિ-સુક્ષ્મ સામગ્રીને અલગ કરવામાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી અને અસરકારક ખનિજ પ્રક્રિયા પદ્ધતિ છે.

2. ફ્લોટેશનના ઉપયોગો

ખનિજ પ્રક્રિયા એ એક ઉત્પાદન કામગીરી છે જે ધાતુના ગંધ અને રાસાયણિક ઉદ્યોગ માટે કાચો માલ તૈયાર કરે છે, અને ફ્રોથ ફ્લોટેશન એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ખનિજ પ્રક્રિયા પદ્ધતિઓમાંની એક બની ગઈ છે. લગભગ તમામ ખનિજ સંસાધનોને ફ્લોટેશન દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.

હાલમાં, લોહ ધાતુના અયસ્કમાં ફ્લોટેશનનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે, મુખ્યત્વે હેમેટાઇટ, સ્મિથસોનાઇટ, ઇલ્મેનાઇટ અને અન્ય ખનિજો જેવા કે લોખંડ અને મેંગેનીઝને લાભ આપવા માટે; કિંમતી ધાતુના અયસ્ક મુખ્યત્વે સોના અને ચાંદીને લાભ આપવા માટે; તાંબુ, સીસું, જસત, કોબાલ્ટ, નિકલ, મોલિબ્ડેનમ, એન્ટિમોની જેવા બિન-લોહ ધાતુના અયસ્ક, જેમાં ગેલેના, સ્ફેલેરાઇટ, ચેલ્કોપીરાઇટ, ચેલ્કોસાઇટ, મોલિબ્ડેનાઇટ, પેન્ટલેન્ડાઇટ જેવા સલ્ફાઇડ ખનિજો અને ઓક્સાઇડ ખનિજો જેમ કે મેલાકાઇટ, સેરુસાઇટ, હેમીમોર્ફાઇટ, કેસિટેરાઇટ, વુલ્ફ્રામાઇટ; ફ્લોરાઇટ, એપાટાઇટ, બેરાઇટ જેવા બિન-ધાતુ મીઠાના ખનીજો અને પોટાશ મીઠું અને રોક મીઠું જેવા દ્રાવ્ય મીઠાના ખનીજોનું વિભાજન; તેમજ કોલસો, ગ્રેફાઇટ, સલ્ફર, હીરા, ક્વાર્ટઝ, અભ્રક, ફેલ્ડસ્પાર, બેરીલ, સ્પોડ્યુમિન જેવા બિન-ધાતુ ખનિજો અને સિલિકેટ ખનિજોનું વિભાજન.

ફ્લોટેશનને ખનિજ પ્રક્રિયાના ક્ષેત્રમાં સમૃદ્ધ અનુભવ પ્રાપ્ત થયો છે, જેમાં સતત તકનીકી પ્રગતિ થઈ છે. ઓછા-ગ્રેડ અને માળખાકીય રીતે જટિલ ખનિજો કે જેમને અગાઉ કોઈ ઔદ્યોગિક ઉપયોગ મૂલ્ય ન હોવાનું માનવામાં આવતું હતું, હવે તેમને ફ્લોટેશન દ્વારા રિસાયકલ (ગૌણ સંસાધનો) કરવામાં આવી રહ્યા છે.

જેમ જેમ ખનિજ સંસાધનો વધુને વધુ પાતળા થતા જાય છે, ઉપયોગી ખનિજોને વધુ બારીકાઈથી વિતરિત કરવામાં આવે છે અને અયસ્કમાં મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, જેના કારણે અલગ થવું વધુ મુશ્કેલ બને છે; ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવા માટે, ધાતુશાસ્ત્ર સામગ્રી અને રસાયણો જેવા ઉદ્યોગો પ્રક્રિયા કરેલા કાચા માલ, એટલે કે અલગ કરેલા ઉત્પાદનોના ગુણવત્તા ધોરણો અને ચોકસાઈ પર ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ ધરાવે છે.

એક તરફ, ગુણવત્તામાં સુધારો કરવો જરૂરી છે; બીજી તરફ, સૂક્ષ્મ કણોના કદને કારણે ખનિજોને અલગ કરવા મુશ્કેલ છે તે સમસ્યા અંગે, ફ્લોટેશન અન્ય પદ્ધતિઓ કરતાં વધુને વધુ ફાયદા દર્શાવી રહ્યું છે, જે હાલમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી અને આશાસ્પદ ખનિજ પ્રક્રિયા પદ્ધતિ બની રહી છે. ફ્લોટેશન પદ્ધતિઓ ધીમે ધીમે સલ્ફાઇડ ખનિજો માટે શરૂઆતમાં ઉપયોગમાં લેવાતી હતી તેનાથી ઓક્સાઇડ ખનિજો અને બિન-ધાતુ ખનિજો સુધી વિકસિત થઈ છે. હવે, વિશ્વભરમાં ફ્લોટેશન દ્વારા પ્રક્રિયા કરાયેલા ખનિજોનો કુલ જથ્થો દર વર્ષે અબજો ટન સુધી પહોંચે છે.

તાજેતરના દાયકાઓમાં, ફ્લોટેશન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ હવે ખનિજ પ્રક્રિયા ઇજનેરીના ક્ષેત્ર સુધી મર્યાદિત નથી રહ્યો, પરંતુ પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, ધાતુશાસ્ત્ર, કાગળકામ, કૃષિ, રાસાયણિક ઉદ્યોગ, ખોરાક, સામગ્રી, દવા, જીવવિજ્ઞાન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વિસ્તર્યો છે.

ઉદાહરણ તરીકે, પાયરોમેટલર્જીના મધ્યવર્તી ઉત્પાદનો, અસ્થિર પદાર્થો અને સ્લેગ્સમાં ઉપયોગી ઘટકોની ફ્લોટેશન રિકવરી; હાઇડ્રોમેટલર્જિકલ લીચિંગ અવશેષો અને વિસ્થાપિત વરસાદ ઉત્પાદનોની ફ્લોટેશન રિકવરી; રિસાયકલ કરેલા કાગળના ડીઇંકિંગ અને પલ્પ કચરાના પ્રવાહીમાંથી ફાઇબર રિકવરી માટે રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં ફ્લોટેશન; નદીના પટની ઓર રેતીમાંથી ભારે ક્રૂડ તેલનું નિષ્કર્ષણ, નાના ઘન પ્રદૂષકો, કોલોઇડ્સ, બેક્ટેરિયાનું અલગીકરણ અને ગટરમાંથી ટ્રેસ મેટલ અશુદ્ધિઓ દૂર કરવી એ પર્યાવરણીય ઇજનેરીમાં લાક્ષણિક એપ્લિકેશનો છે.

ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાઓ અને પદ્ધતિઓમાં સુધારો અને નવા અને કાર્યક્ષમ ફ્લોટેશન રીએજન્ટ્સ અને સાધનોના ઉદભવ સાથે, ફ્લોટેશનનો ઉપયોગ વધુ ઉદ્યોગો અને ક્ષેત્રોમાં વધુ વ્યાપકપણે થશે. એ નોંધવું જોઈએ કે ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરતી વખતે, રીએજન્ટ્સ પ્રક્રિયા ખર્ચ વધારે બનાવશે (ચુંબકીય વિભાજન અને ગુરુત્વાકર્ષણ વિભાજનની તુલનામાં); લાભ માટે જરૂરી કણોનું કદ પ્રમાણમાં કડક છે; ઉચ્ચ તકનીકી આવશ્યકતાઓ સાથે, ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાને અસર કરતા ઘણા પરિબળો છે; અને અવશેષ રીએજન્ટ્સ ધરાવતું ગંદુ પાણી પર્યાવરણ માટે હાનિકારક છે.

૩. ફ્લોટેશન સંશોધનની સામગ્રી

ફ્લોટેશન પ્રક્રિયામાં ઘન ખનિજો અને વિભાજન માધ્યમો (પાણી, ગેસ)નો સમાવેશ થાય છે. સંશોધનની મુખ્ય સામગ્રીમાં ફ્લોટેશનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો, ફ્લોટેશન રીએજન્ટ્સ, ફ્લોટેશન મશીનરી, ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાઓ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

ફ્લોટેશનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતમાં ખનિજોની ફ્લોટેબિલિટી, વિભાજન ઇન્ટરફેસના ગુણધર્મો વગેરેનો સમાવેશ થાય છે, ફેઝ ઇન્ટરફેસના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ, તબક્કાઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, પરપોટાના ખનિજીકરણ પદ્ધતિ વગેરે; ફ્લોટેશન રીએજન્ટ્સ પરના સંશોધનમાં રીએજન્ટ્સના પ્રકારો, રચનાઓ, ગુણધર્મો, ક્રિયા પદ્ધતિઓ, તૈયારી અને ઉપયોગ પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે; ફ્લોટેશન મશીનરી પરના સંશોધનમાં ફ્લોટેશન મશીનોની રચના, કાર્યકારી સિદ્ધાંત અને ઉપયોગના પ્રસંગોનો સમાવેશ થાય છે; ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાઓ પરના સંશોધનમાં પ્રક્રિયા માળખું, પ્રક્રિયા પરિબળોના પ્રભાવ અને નિયંત્રણ અને રીએજન્ટ સિસ્ટમનો ઉલ્લેખ છે; વધુમાં, વિવિધ અયસ્કના વ્યવહારિક ઉપયોગ પર સંશોધન છે.

ફ્લોટેશન સંશોધનની સૈદ્ધાંતિક પ્રણાલીમાં પ્રક્રિયા ખનિજશાસ્ત્ર, કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર, અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર, ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્ર (ઇન્ટરફેસ રસાયણશાસ્ત્ર, કોલોઇડ રસાયણશાસ્ત્ર), પ્રવાહી મિકેનિક્સ, મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ, સ્વચાલિત શોધ અને તકનીકી અને આર્થિક વિશ્લેષણ જેવા વિષયોનો સમાવેશ થાય છે.