1. Koncept flotacije
Flotacija, također poznata kao flotacijsko obogaćivanje, je tehnologija obrade minerala koja odvaja korisne minerale od jalovinskih minerala na granici faza plin-tekućina-krutina korištenjem razlika u površinskim svojstvima različitih minerala u rudama, a naziva se i "odvajanje faza". Svi tehnološki procesi koji izravno ili neizravno koriste fazna područja za postizanje odvajanja čestica na temelju razlika u svojstvima faza različitih mineralnih čestica nazivaju se flotacijom.
Svojstva mineralne površine odnose se na fizikalna, kemijska i druga svojstva površine mineralnih čestica, kao što su kvašenje površine, električna svojstva površine, vrste, zasićenost i aktivnost kemijskih veza površinskih atoma itd. Različite mineralne čestice imaju određene razlike u površinskim svojstvima. Korištenjem tih razlika u svojstvima površine čestica, odvajanje i obogaćivanje minerala može se postići uz pomoć faznih granica. Stoga proces flotacije uključuje trofazne granice plin-tekućina-krutina.
Svojstva mineralne površine mogu se mijenjati umjetnom intervencijom, s ciljem povećanja površinskih razlika između korisnih minerala i čestica jalovine kako bi se olakšalo njihovo odvajanje. U flotaciji se flotacijski reagensi obično koriste za umjetnu promjenu svojstava mineralne površine, proširenje razlika u površinskim svojstvima između minerala, povećanje ili smanjenje hidrofobnosti mineralnih površina, kako bi se prilagodilo i kontroliralo ponašanje minerala pri flotaciji i postigli bolji rezultati odvajanja. Stoga su primjena i razvoj tehnologije flotacije usko povezani s flotacijskim reagensima.
Budući da se površinska svojstva mineralnih čestica razlikuju od fizikalnih parametara minerala poput gustoće i magnetske susceptibilnosti, koje je teško promijeniti, površinska svojstva mineralnih čestica mogu se u osnovi umjetno utjecati kako bi se postigle potrebne razlike u površinskim svojstvima između minerala za odvajanje. Stoga se flotacija široko koristi u odvajanju minerala i poznata je kao univerzalna metoda obrade minerala. Posebno je najčešće korištena i učinkovita metoda obrade minerala u odvajanju finih i ultrafinih materijala.
2. Primjena flotacije
Prerada minerala je proizvodni postupak kojim se pripremaju sirovine za topljenje metala i kemijsku industriju, a flotacija pjenom postala je jedna od najvažnijih metoda prerade minerala. Gotovo svi mineralni resursi mogu se odvojiti flotacijom.
Trenutno se flotacija široko koristi u rudama željeznih metala, uglavnom za oplemenjivanje željeza i mangana, poput hematita, smithsonita, ilmenita i drugih minerala; rudama plemenitih metala, uglavnom za oplemenjivanje zlata i srebra; rudama obojenih metala poput bakra, olova, cinka, kobalta, nikla, molibdena, antimona, uključujući sulfidne minerale poput galenita, sfalerita, halkopirita, halkocita, molibdenita, pentlandita i oksidnih minerala poput malahita, cerusita, hemimorfita, kasiterita i volframita; odvajanju nemetalnih minerala soli poput fluorita, apatita, barita i topljivih minerala soli poput kalijeve soli i kamene soli; kao i odvajanju nemetalnih minerala i silikatnih minerala poput ugljena, grafita, sumpora, dijamanta, kvarca, tinjca, feldspata, berila i spodumena.
Flotacija je akumulirala bogato iskustvo u području prerade minerala, uz kontinuirani tehnološki napredak. Za minerale niske kvalitete i strukturno složene minerale za koje se prije smatralo da nemaju industrijsku uporabnu vrijednost, sada se recikliraju (sekundarni resursi) flotacijom.
Kako mineralni resursi postaju sve siromašniji, korisni minerali se finije raspoređuju i miješaju u rudama, što otežava odvajanje; kako bi se smanjili troškovi proizvodnje, industrije poput metalurških materijala i kemikalija imaju veće zahtjeve u pogledu standarda kvalitete i preciznosti prerađenih sirovina, tj. odvojenih proizvoda.
S jedne strane, potrebno je poboljšati kvalitetu; s druge strane, s obzirom na problem teškog odvajanja minerala zbog fine veličine čestica, flotacija je pokazala sve više prednosti u odnosu na druge metode, postajući trenutno najšire korištena i najperspektivnija metoda prerade minerala. Metode flotacije postupno su se razvijale od početne upotrebe za sulfidne minerale do oksidnih minerala i nemetalnih minerala. Sada ukupna količina minerala prerađenih flotacijom diljem svijeta doseže milijarde tona svake godine.
U posljednjim desetljećima primjena tehnologije flotacije više nije ograničena samo na područje inženjerstva prerade minerala, već se proširila na zaštitu okoliša, metalurgiju, proizvodnju papira, poljoprivredu, kemijsku industriju, hranu, materijale, medicinu, biologiju i druga područja.
Na primjer, flotacijsko iskorištavanje korisnih komponenti u međuproizvodima, hlapljivim tvarima i troskama pirometalurške proizvodnje; flotacijsko iskorištavanje ostataka hidrometalurškog ispiranja i istisnutih produkata taloženja; flotacija u kemijskoj industriji za uklanjanje tinte iz recikliranog papira i iskorištavanje vlakana iz otpadne tekućine pulpe; ekstrakcija teške sirove nafte iz pijeska rude riječnog korita, odvajanje malih krutih onečišćujućih tvari, koloida, bakterija i uklanjanje nečistoća metala u tragovima iz otpadnih voda tipične su primjene u inženjerstvu zaštite okoliša.
S poboljšanjem procesa i metoda flotacije te pojavom novih i učinkovitih reagensa i opreme za flotaciju, flotacija će se šire koristiti u više industrija i područja. Treba napomenuti da će pri korištenju procesa flotacije reagensi povećati troškove obrade (u usporedbi s magnetskom separacijom i gravitacijskom separacijom); potrebna veličina čestica za obogaćivanje je relativno stroga; postoje mnogi čimbenici koji utječu na proces flotacije, s visokim tehnološkim zahtjevima; a otpadne vode koje sadrže rezidualne reagense štetne su za okoliš.
3. Sadržaj istraživanja flotacije
Proces flotacije uključuje čvrste minerale i separacijske medije (voda, plin). Glavni sadržaj istraživanja uključuje osnovne principe flotacije, flotacijske reagense, flotacijske strojeve, procese flotacije itd.
Osnovna teorija flotacije uključuje flotabilnost minerala, svojstva separacijskih granica itd., proučavanje svojstava faznih granica, interakciju između faza, mehanizam mineralizacije mjehurića itd.; istraživanje flotacijskih reagensa uključuje vrste, strukture, svojstva, mehanizme djelovanja, metode pripreme i upotrebe reagensa; istraživanje flotacijskih strojeva uključuje strukturu, princip rada i prilike primjene flotacijskih strojeva; istraživanje procesa flotacije odnosi se na strukturu procesa, utjecaj i kontrolu procesnih faktora te sustav reagensa; osim toga, postoje istraživanja o praktičnoj primjeni različitih ruda.
Teorijski sustav istraživanja flotacije uključuje discipline kao što su procesna mineralogija, organska kemija, anorganska kemija, fizikalna kemija (kemija graničnih površina, koloidna kemija), mehanika fluida, strojarstvo, automatsko otkrivanje te tehnička i ekonomska analiza.
Vrijeme objave: 09. veljače 2026.