आपको प्लवन विज्ञान के बारे में कितना ज्ञान है?

01 की अवधारणातैरने की क्रिया

फ्लोटेशन, जिसे फ्लोटेशन मिनरल प्रोसेसिंग भी कहा जाता है, एक खनिज पृथक्करण तकनीक है जो अयस्कों में मौजूद विभिन्न खनिजों के सतही गुणों में अंतर का लाभ उठाकर गैस-तरल-ठोस अंतरास्थि पर मूल्यवान खनिजों को गैंग खनिजों से अलग करती है, और इसे "अंतरास्थि पृथक्करण" भी कहा जाता है। विभिन्न खनिज कणों के भिन्न अंतरास्थि गुणों के आधार पर चरण अंतरास्थि पर निर्भर होकर खनिज कणों को प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से अलग करने वाली सभी तकनीकी प्रक्रियाएं फ्लोटेशन की परिभाषा के अंतर्गत आती हैं।

खनिज सतही गुणधर्मों से तात्पर्य खनिज कणों की सतह पर मौजूद भौतिक, रासायनिक और अन्य विशेषताओं से है, जैसे कि सतही जलमग्नता, सतही विद्युत गुणधर्म, साथ ही सतही परमाणुओं के रासायनिक बंधों का प्रकार, संतृप्ति और सक्रियता। विभिन्न खनिज कणों के सतही गुणधर्मों में भिन्नता पाई जाती है। इन गुणों में अंतर के कारण ही चरण अंतर्संबंधों की सहायता से खनिजों का पृथक्करण और संवर्धन संभव हो पाता है, यही कारण है कि प्लवन प्रक्रिया में गैस, द्रव और ठोस तीन-चरण अंतर्संबंध शामिल होते हैं।

कृत्रिम संशोधन से खनिज की सतह के गुणों को बदला जा सकता है, जिससे मूल्यवान खनिज कणों और गिरोह खनिज कणों के बीच सतह के गुणों का अंतर बढ़ जाता है और उन्हें अलग करना आसान हो जाता है। प्लवन क्रियाकलापों में,प्लवन अभिकर्मकखनिज सतह की विशेषताओं को कृत्रिम रूप से संशोधित करने, विभिन्न खनिजों के बीच गुणों की भिन्नता को बढ़ाने, खनिज सतह की जलविरोधकता को बढ़ाने या घटाने, खनिजों के प्लवन प्रदर्शन को विनियमित और नियंत्रित करने और अंततः बेहतर पृथक्करण परिणाम प्राप्त करने के लिए प्लवन अभिकर्मकों का उपयोग किया जाता है। इसलिए, प्लवन प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग और विकास प्लवन अभिकर्मकों से घनिष्ठ रूप से जुड़ा हुआ है।

खनिजों के भौतिक मापदंडों जैसे घनत्व और चुंबकीय संवेदनशीलता को समायोजित करना कठिन होता है, लेकिन खनिज कणों के लगभग सभी सतही गुणों को कृत्रिम रूप से संशोधित किया जा सकता है ताकि पृथक्करण आवश्यकताओं के लिए खनिजों के बीच लक्षित सतही गुण अंतर उत्पन्न किया जा सके। इसी कारण, प्लवन प्रक्रिया का खनिज संवर्धन में व्यापक अनुप्रयोग है और इसे सार्वभौमिक खनिज प्रसंस्करण विधि कहा जाता है; यह विशेष रूप से महीन और अति-महीन दानेदार पदार्थों के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली और सबसे प्रभावी पृथक्करण तकनीक के रूप में उभरती है।

02 उत्प्लावन के अनुप्रयोग

खनिज प्रसंस्करण एक उत्पादन प्रक्रिया है जिसका उद्देश्य धातु गलाने और रासायनिक उद्योगों के लिए कच्चे माल तैयार करना है, और फ्रॉथ फ्लोटेशन खनिज प्रसंस्करण की सबसे महत्वपूर्ण तकनीकों में से एक बन गई है। व्यावहारिक रूप से सभी प्रकार के खनिज संसाधनों को फ्लोटेशन के माध्यम से अलग किया जा सकता है।

वर्तमान में, लौह और मैंगनीज से भरपूर लौह धातु अयस्कों, जैसे कि हेमेटाइट, सिडेराइट और इल्मेनाइट; मुख्य रूप से सोना और चांदी युक्त बहुमूल्य धातु अयस्कों; तांबा, सीसा, जस्ता, कोबाल्ट, निकेल, मोलिब्डेनम और एंटीमनी सहित अलौह धातु अयस्कों, साथ ही गैलेना, स्फलेराइट, चालकोपाइराइट, चालकोसाइट और मोलिब्डेनाइट, पेंटलैंडाइट जैसे सल्फाइड खनिजों, और मैलाकाइट, सेरुसाइट, हेमिमॉर्फाइट, कैसिटेराइट और वुल्फ्रामाइट जैसे ऑक्साइड खनिजों के शोधन के लिए प्लवन विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसका प्रयोग फ्लोराइट, एपेटाइट और बैराइट जैसे अधात्विक लवण खनिजों, सिल्वाइट और सेंधा नमक जैसे घुलनशील लवण खनिजों, साथ ही कोयला, ग्रेफाइट, सल्फर, हीरा, क्वार्ट्ज, अभ्रक, फेल्डस्पार और बेरिल, स्पोड्यूमेन जैसे अधात्विक और सिलिकेट खनिजों के पृथक्करण में भी किया जाता है।

फ्लोटेशन तकनीक के विकास के माध्यम से खनिज प्रसंस्करण उद्योग में प्रचुर व्यावहारिक अनुभव प्राप्त हुआ है और संबंधित प्रौद्योगिकियां लगातार उन्नत हो रही हैं। निम्न श्रेणी के और संरचनात्मक रूप से जटिल खनिज, जिन्हें कभी व्यावसायिक रूप से बेकार माना जाता था, अब फ्लोटेशन के माध्यम से पुनर्प्राप्त किए जा सकते हैं और द्वितीयक संसाधनों के रूप में पुनः उपयोग किए जा सकते हैं।

खनिज संसाधनों में लगातार कमी आने के कारण, अयस्कों में मूल्यवान खनिज अधिक महीन और जटिल रूपों में वितरित हो रहे हैं, जिससे उन्हें अलग करना कठिन होता जा रहा है। वहीं, उत्पादन लागत कम करने के लिए, धातुकर्म सामग्री और रासायनिक अभियांत्रिकी सहित विभिन्न उद्योग प्रसंस्करण कच्चे माल के रूप में उपयोग किए जाने वाले पृथक खनिज सांद्रों की गुणवत्ता और सटीकता पर कड़े नियम लागू कर रहे हैं।

सांद्रण की गुणवत्ता में सुधार और सूक्ष्म आकार के खनिजों को अलग करने की कठिनाई से निपटने की दोहरी चुनौतियों का सामना करते हुए, फ्लोटेशन अन्य पृथक्करण तकनीकों की तुलना में कई प्रमुख लाभों के साथ उभर कर सामने आया है और यह उपलब्ध सबसे व्यापक रूप से लागू और आशाजनक खनिज प्रसंस्करण विधि बन गई है। प्रारंभ में केवल सल्फाइड खनिजों के पृथक्करण के लिए प्रयुक्त फ्लोटेशन को धीरे-धीरे ऑक्साइड खनिजों और अधात्विक खनिजों तक विस्तारित किया गया है, और आज वैश्विक स्तर पर प्रतिवर्ष अरबों टन खनिजों का प्रसंस्करण फ्लोटेशन द्वारा किया जाता है।

हाल के दशकों में, फ्लोटेशन तकनीक ने खनिज प्रसंस्करण इंजीनियरिंग की सीमाओं को तोड़ दिया है और पर्यावरण संरक्षण, धातु विज्ञान, कागज निर्माण, कृषि, रासायनिक इंजीनियरिंग, खाद्य उत्पादन, सामग्री विज्ञान, फार्मास्यूटिकल्स और जैव प्रौद्योगिकी क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग पाए हैं।

औद्योगिक क्षेत्र में इसके विशिष्ट अनुप्रयोगों में पायरोमेटलर्जी में फ्लोटेशन के माध्यम से मध्यवर्ती उत्पादों, वाष्पशील पदार्थों और स्लैग से मूल्यवान घटकों की पुनर्प्राप्ति; हाइड्रोमेटलर्जी में लीचिंग अवशेषों और सीमेंटेशन अवक्षेपों से उपयोगी घटकों का निष्कर्षण; रासायनिक उद्योग में अपशिष्ट कागज का डीइंकिंग और पल्पिंग अपशिष्ट द्रव से फाइबर की पुनर्प्राप्ति; साथ ही पर्यावरणीय इंजीनियरिंग पद्धतियाँ जैसे नदी तल की रेत से भारी कच्चे तेल का निष्कर्षण, अपशिष्ट जल से महीन ठोस संदूषकों, कोलाइड्स, बैक्टीरिया और सूक्ष्म धात्विक अशुद्धियों को हटाना शामिल हैं।

फ्लोटेशन प्रक्रियाओं के निरंतर उन्नयन और नवीन उच्च-दक्षता वाले फ्लोटेशन अभिकर्मकों और उपकरणों के उद्भव के साथ, फ्लोटेशन का उपयोग अधिक औद्योगिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से बढ़ेगा। फिर भी, फ्लोटेशन के कार्यान्वयन में कुछ कमियां भी हैं: चुंबकीय पृथक्करण और गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण की तुलना में, फ्लोटेशन में अधिक रासायनिक अभिकर्मकों की खपत होती है और उत्पादन लागत अधिक होती है; यह फीड कणों के आकार पर सख्त प्रतिबंध लगाता है; कई कारक फ्लोटेशन के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं और प्रक्रिया नियंत्रण मानकों को बढ़ाते हैं; फ्लोटेशन अभिकर्मकों से युक्त अपशिष्ट जल भी पर्यावरणीय खतरे पैदा करता है।

03. प्लवन के अनुसंधान विषयवस्तु

प्लवन प्रक्रिया में ठोस खनिज कणों और पृथक्करण माध्यमों (जल और गैस) के बीच परस्पर क्रिया होती है। मुख्य अनुसंधान विषयों में प्लवन के मूलभूत सिद्धांत, प्लवन अभिकर्मक, प्लवन मशीनरी और प्लवन प्रक्रियाएं शामिल हैं।

प्लवन प्रक्रिया के मूलभूत सिद्धांत पृथक्करण के दौरान खनिजों की प्लवन क्षमता और अंतरास्थि विशेषताओं पर केंद्रित हैं, जिनमें अंतरास्थि गुणधर्म, अंतराचरण अंतःक्रियाएं और वायु बुलबुलों के खनिजीकरण तंत्र पर शोध शामिल है। प्लवन अभिकर्मकों पर शोध अभिकर्मक वर्गीकरण, आणविक संरचना, भौतिक-रासायनिक गुणधर्म, क्रियाविधि, निर्माण तकनीक और क्षेत्र अनुप्रयोग प्रोटोकॉल पर केंद्रित है। प्लवन मशीनरी पर अध्ययन में उपकरण विन्यास, कार्य सिद्धांत और लागू परिदृश्य शामिल हैं। प्लवन प्रक्रिया अनुसंधान में प्रक्रिया परिपथ लेआउट, तकनीकी मापदंडों का प्रभाव और विनियमन, साथ ही अभिकर्मक योगन व्यवस्थाएं शामिल हैं, जो विभिन्न प्रकार के अयस्कों के लिए व्यावहारिक अनुप्रयोग अनुसंधान द्वारा पूरक हैं।

प्लवन अनुसंधान के सैद्धांतिक ढांचे में प्रक्रिया खनिज विज्ञान, कार्बनिक रसायन विज्ञान, अकार्बनिक रसायन विज्ञान, भौतिक रसायन विज्ञान (अंतरप्रणाली रसायन विज्ञान और कोलाइड रसायन विज्ञान), द्रव यांत्रिकी, यांत्रिक अभियांत्रिकी, स्वचालित पहचान प्रौद्योगिकी और तकनीकी-आर्थिक विश्लेषण जैसे कई विषय शामिल हैं।