1. A lebegés fogalma
A flotáció, más néven flotációs dúsítás, egy ásványfeldolgozási technológia, amely a gáz-folyadék-szilárd fázis határfelületén elválasztja a hasznos ásványokat a meddő ásványoktól az ércekben található különböző ásványok felületi tulajdonságainak különbségeit kihasználva, és ezt „határfelület-elválasztásnak” is nevezik. Minden olyan technológiai folyamatot, amely közvetlenül vagy közvetve fázishatárfelületeket használ a részecskék szétválasztására a különböző ásványi részecskék határfelületi tulajdonságainak különbségei alapján, flotációnak nevezünk.
Az ásványi felület tulajdonságai az ásványi részecskék felületének fizikai, kémiai és egyéb tulajdonságaira utalnak, mint például a felületi nedvesíthetőség, a felületi elektromos tulajdonságok, a felületi atomok kémiai kötéseinek típusa, telítettsége és aktivitása stb. A különböző ásványi részecskék felületi tulajdonságaiban bizonyos különbségek vannak. A részecskék felületi tulajdonságainak ezen különbségeinek kihasználásával ásványi anyagok elválasztása és dúsítása érhető el fázishatárok segítségével. Ezért a flotációs folyamat gáz-folyadék-szilárd háromfázisú határfelületeket foglal magában.
Az ásványi felület tulajdonságai mesterséges beavatkozással megváltoztathatók, azzal a céllal, hogy növeljék a hasznos ásványok és a meddő ásványi részecskék közötti felületi különbségeket, megkönnyítve azok elválasztását. A flotáció során a flotációs reagenseket általában az ásványi felületi tulajdonságok mesterséges megváltoztatására, az ásványok közötti felületi tulajdonságok közötti különbségek kiterjesztésére, az ásványi felületek hidrofobicitásának növelésére vagy csökkentésére használják, így beállítva és szabályozva az ásványok flotációs viselkedését, és jobb elválasztási eredményeket érve el. Ezért a flotációs technológia alkalmazása és fejlesztése szorosan összefügg a flotációs reagensekkel.
Mivel az ásványi részecskék felületi tulajdonságai eltérnek az ásványi fizikai paraméterektől, például a sűrűségtől és a mágneses szuszceptibilitástól, amelyeket nehéz megváltoztatni, az ásványi részecskék felületi tulajdonságai alapvetően mesterségesen beavatkozhatók, hogy az ásványok közötti elválasztáshoz szükséges felületi tulajdonságkülönbségek létrejöjjenek. Ezért a flotációt széles körben alkalmazzák az ásványok elválasztásában, és univerzális ásványfeldolgozási módszerként ismert. Ez különösen a legszélesebb körben használt és leghatékonyabb ásványfeldolgozási módszer a finom és ultrafinom anyagok szétválasztásában.
2. A flotáció alkalmazásai
Az ásványi feldolgozás egy olyan termelési művelet, amely nyersanyagokat készít elő a fémkohászat és a vegyipar számára, és a habosított flotáció az egyik legfontosabb ásványi feldolgozási módszerré vált. Szinte minden ásványi erőforrás elválasztható flotációval.
Jelenleg a flotációt széles körben alkalmazzák vasércek feldolgozásában, főként vas és mangán, például hematit, smithsonit, ilmenit és más ásványok kinyerésére; nemesfémércek feldolgozásában, főként arany és ezüst kinyerésére; színesfémércek feldolgozásában, mint például réz, ólom, cink, kobalt, nikkel, molibdén, antimon, beleértve a szulfidásványokat, mint például a galenit, szfalerit, kalkopirit, kalkocit, molibdenit, pentlandit, és oxidásványok, mint például a malachit, cerusszit, hemimorfit, kassziterit, wolframit; nemfémes sóásványok, például fluorit, apatit, barit és oldható sóásványok, például kálisó és kősó elválasztására; valamint nemfémes és szilikátásványok, például szén, grafit, kén, gyémánt, kvarc, csillám, földpát, berill, spodumen elválasztására.
A flotáció gazdag tapasztalattal rendelkezik az ásványfeldolgozás területén, folyamatos technológiai fejlődésnek köszönhetően. Az alacsony minőségű és szerkezetileg összetett ásványokat, amelyeket korábban ipari hasznosítási értékkel nem rendelkezőnek tekintettek, ma már flotációval újrahasznosítják (másodlagos erőforrások).
Ahogy az ásványi erőforrások egyre szűkösebbek lesznek, a hasznos ásványok finomabban oszlanak el és keverednek az ércekben, ami megnehezíti az elválasztást; a termelési költségek csökkentése érdekében az olyan iparágak, mint a kohászati anyagok és a vegyipar, magasabb követelményeket támasztanak a feldolgozott nyersanyagok, azaz az elválasztott termékek minőségi szabványaival és pontosságával szemben.
Egyrészt javítani kell a minőséget; másrészt, tekintettel arra a problémára, hogy az ásványokat a finom szemcseméret miatt nehéz elválasztani, a flotáció egyre inkább előnyöket mutat más módszerekkel szemben, és jelenleg a legszélesebb körben használt és legígéretesebb ásványfeldolgozási módszerré válik. A flotációs módszerek fokozatosan fejlődtek, a kezdeti szulfidásványoknál alkalmazott módszerektől az oxidásványokig és a nemfémes ásványokig. Napjainkban a flotációval feldolgozott ásványok teljes mennyisége világszerte eléri az évi több milliárd tonnát.
Az elmúlt évtizedekben a flotációs technológia alkalmazása már nem korlátozódik az ásványi feldolgozás mérnöki területére, hanem kiterjedt a környezetvédelemre, a kohászatra, a papírgyártásra, a mezőgazdaságra, a vegyiparra, az élelmiszeriparra, az anyagiparra, az orvostudományra, a biológiára és más területekre is.
Például a környezetmérnöki tudományokban tipikus alkalmazások a hasznos komponensek flotációs kinyerése a köztes termékekben, illékony anyagokban és pirometallurgiai salakokban; a hidrometallurgiai kioldási maradványok és kiszorított csapadéktermékek flotációs kinyerése; a flotáció a vegyiparban az újrahasznosított papír festékmentesítésére és a rost kinyerésére a cellulózhulladékból; a nehéz nyersolaj kinyerése a folyómeder érchomokból, a kis szilárd szennyező anyagok, kolloidok, baktériumok elválasztása, valamint a nyomokban előforduló fémszennyeződések eltávolítása a szennyvízből.
A flotációs eljárások és módszerek fejlődésével, valamint az új és hatékony flotációs reagensek és berendezések megjelenésével a flotáció egyre szélesebb körben fog elterjedni több iparágban és területen. Meg kell jegyezni, hogy a flotációs eljárások alkalmazásakor a reagensek magasabb feldolgozási költségeket eredményeznek (a mágneses elválasztáshoz és a gravitációs elválasztáshoz képest); a dúsításhoz szükséges részecskeméret viszonylag szigorú; számos tényező befolyásolja a flotációs folyamatot, magas technológiai követelményekkel; és a maradék reagenseket tartalmazó szennyvíz káros a környezetre.
3. A flotációs kutatás tartalma
A flotációs eljárás szilárd ásványokat és elválasztási közegeket (víz, gáz) használ. A kutatás főbb tartalmai közé tartoznak a flotáció alapelvei, a flotációs reagensek, a flotációs berendezések, a flotációs folyamatok stb.
A flotáció alapelmélete magában foglalja az ásványok floatbilitását, az elválasztási határfelületek tulajdonságait stb., vizsgálva a fázishatárfelületek tulajdonságait, a fázisok közötti kölcsönhatást, a buborékok ércesedési mechanizmusát stb.; a flotációs reagensekkel kapcsolatos kutatások magukban foglalják a reagensek típusait, szerkezetét, tulajdonságait, hatásmechanizmusait, előkészítési és felhasználási módjait; a flotációs gépekkel kapcsolatos kutatások magukban foglalják a flotációs gépek szerkezetét, működési elvét és alkalmazási lehetőségeit; a flotációs folyamatokkal kapcsolatos kutatások a folyamat szerkezetére, a folyamattényezők befolyásolására és szabályozására, valamint a reagensrendszerre vonatkoznak; emellett kutatások folynak a különböző ércek gyakorlati alkalmazásáról.
A flotációs kutatás elméleti rendszere olyan tudományágakat foglal magában, mint a folyamatásványtan, a szerves kémia, a szervetlen kémia, a fizikai kémia (határfelületi kémia, kolloidkémia), a folyadékmechanika, a gépészet, az automatikus detektálás, valamint a műszaki és gazdasági elemzés.
Közzététel ideje: 2026. február 9.