1. Hugmyndin um flot
Flot, einnig þekkt sem flotunarbæting, er steinefnavinnslutækni sem aðskilur gagnleg steinefni frá gangsteindum á tengifleti gas-vökva-fasts fasa með því að nýta mismunandi yfirborðseiginleika mismunandi steinefna í málmgrýti og er einnig kallað „viðmótsaðskilnaður“. Öll tæknileg ferli sem nota beint eða óbeint fasaviðmót til að ná fram agnaaðskilnaði byggðum á mismunandi viðmótseiginleikum mismunandi steinefnaagna eru kölluð flot.
Yfirborðseiginleikar steinda vísa til eðlisfræðilegra, efnafræðilegra og annarra eiginleika yfirborðs steindaeinda, svo sem rakaþol yfirborðs, rafmagnseiginleika yfirborðs, gerðir, mettunar og virkni efnatengja yfirborðsatóma o.s.frv. Mismunandi steindaeindir hafa ákveðinn mismunandi yfirborðseiginleika. Með því að nýta þennan mismunandi eiginleika agna er hægt að ná fram aðskilnaði og auðgun steinda með hjálp fasaviðmóta. Þess vegna felur flotferlið í sér þriggja fasa viðmót gas-vökva-fasts efnis.
Yfirborðseiginleikar steinefna er hægt að breyta með gerviíhlutun, með það að markmiði að auka yfirborðsmuninn á milli gagnlegra steinefna og agna af gangsteinum til að auðvelda aðskilnað þeirra. Í floti eru flotunarhvarfefni venjulega notuð til að breyta yfirborðseiginleikum steinefna gervigreindar, auka muninn á yfirborðseiginleikum milli steinefna, auka eða minnka vatnsfælni yfirborða steinefna, til að aðlaga og stjórna flothegðun steinefna og fá betri aðskilnaðarniðurstöður. Þess vegna er notkun og þróun flotunartækni nátengd flotunarhvarfefnum.
Þar sem yfirborðseiginleikar steinefnaagna eru frábrugðnir eðlisfræðilegum breytum steinefna eins og eðlisþyngd og segulnæmi, sem erfitt er að breyta, er í grundvallaratriðum hægt að breyta yfirborðseiginleikum steinefnaagna með gervigreind til að fá þann mun á yfirborðseiginleikum sem þarf til aðskilja steinefni. Þess vegna er flotað efni mikið notað í steinefnaaðskilnaði og er þekkt sem alhliða steinefnavinnsluaðferð. Það er sérstaklega algengasta og áhrifaríkasta steinefnavinnsluaðferðin við aðskilnað fíngerðra og ultrafínna efna.
2. Notkun flotunar
Vinnsla steinefna er framleiðsluferli sem undirbýr hráefni fyrir málmbræðslu og efnaiðnað, og froðufljótun hefur orðið ein mikilvægasta aðferðin við vinnslu steinefna. Næstum allar steinefnaauðlindir er hægt að aðskilja með fljótun.
Sem stendur er flotunaraðferð mikið notuð í járnmálmgrýti, aðallega til að bæta járn og mangan, svo sem hematít, smithsonít, ilmenít og önnur steinefni; eðalmálmgrýti aðallega til að bæta gull og silfur; málmgrýti sem ekki eru járn eins og kopar, blý, sink, kóbalt, nikkel, mólýbden, antimon, þar á meðal súlfíð steinefni eins og galena, sfalerít, kalkópórít, kalkósít, mólýbdenít, pentlandít og oxíð steinefni eins og malakít, serussít, hemímorfít, kassíterít, úlframít; aðskilnaður á ómálmum salt steinefnum eins og flúorít, apatít, barít og leysanlegum salt steinefnum eins og kalíumsalti og bergsalt; sem og aðskilnaður á ómálmum steinefnum og kísil steinefnum eins og kolum, grafíti, brennisteini, demöntum, kvarsi, glimmeri, feldspat, berýl, spódúmeni.
Flótun hefur safnast upp mikil reynsla á sviði steinefnavinnslu, með stöðugum tækniframförum. Fyrir lággæða og flókin steinefni sem áður voru talin hafa ekkert iðnaðarnýtingargildi, eru þau nú endurunnin (aukaauðlindir) með flótun.
Þar sem steinefnaauðlindir verða sífellt af skornum skammti eru gagnleg steinefni dreifð fínni og blandað saman í málmgrýti, sem gerir aðskilnað erfiðari; til að lækka framleiðslukostnað hafa atvinnugreinar eins og málmframleiðsla og efnaiðnaður gert meiri kröfur um gæðastaðla og nákvæmni unninna hráefna, þ.e. aðskildra vara.
Annars vegar er nauðsynlegt að bæta gæði; hins vegar, hvað varðar það vandamál að erfitt er að aðskilja steinefni vegna fínni agnastærðar, hefur flotun í auknum mæli sýnt fram á kosti umfram aðrar aðferðir og er orðin mest notaða og efnilegasta aðferðin við steinefnavinnslu í dag. Flotunaraðferðir hafa smám saman þróast frá því að vera upphaflega notaðar fyrir súlfíðsteinefni yfir í oxíðsteinefni og málmlaus steinefni. Nú nær heildarmagn steinefna sem unnin eru með flotun um allan heim milljörðum tonna á ári hverju.
Á undanförnum áratugum hefur notkun flottækni ekki lengur takmarkast við steinefnavinnslu, heldur hefur hún einnig stækkað til umhverfisverndar, málmvinnslu, pappírsframleiðslu, landbúnaðar, efnaiðnaðar, matvæla, efnisframleiðslu, læknisfræði, líffræði og annarra sviða.
Til dæmis eru flot endurheimt gagnlegra efnisþátta í milliafurðum, rokgjörnum efnum og gjall úr hitameðferð; flot endurheimt útskolunarleifa og úrkomuafurða frá vatnsmálmvinnslu; flot í efnaiðnaði til að fjarlægja blek úr endurunnum pappír og endurheimta trefjar úr vökva úr trjákvoðu; útdráttur þungrar hráolíu úr málmgrýtissandi í árfarvegi, aðskilnaður lítilla fastra mengunarefna, kolloíða, baktería og fjarlæging snefilefna úr skólpi dæmigerð notkun í umhverfisverkfræði.
Með framförum í flotunarferlum og -aðferðum, og tilkomu nýrra og skilvirkra flotunarhvarfefna og búnaðar, mun flotun verða víðar notuð í fleiri atvinnugreinum og sviðum. Það skal tekið fram að þegar flotunarferlar eru notaðir munu hvarfefnin auka vinnslukostnaðinn (samanborið við segulmagnaða aðskilnað og þyngdaraflsaðskilnað); krafist er tiltölulega strangur agnastærðar fyrir vinnslu; margir þættir hafa áhrif á flotunarferlið, með háum tæknilegum kröfum; og skólp sem inniheldur leifar af hvarfefnum er skaðlegt umhverfinu.
3. Efni flotunarrannsókna
Flotunarferlið felur í sér notkun fastra steinefna og aðskilnaðarmiðla (vatn, gas). Helstu rannsóknarefni eru grunnatriði flotunar, flotunarhvarfefni, flotunarvélar, flotunarferli o.s.frv.
Grunnkenningin um flot felur í sér fljótandi eiginleika steinefna, eiginleika aðskilnaðarviðmóta o.s.frv., rannsóknir á eiginleikum fasaviðmóta, víxlverkun milli fasa, steinefnamyndunarferli loftbóla o.s.frv.; rannsóknir á flotunarhvarfefnum fela í sér gerðir, uppbyggingu, eiginleika, verkunarferli, undirbúning og notkunaraðferðir hvarfefna; rannsóknir á flotunarvélum fela í sér uppbyggingu, virkni og notkunartilvik flotunarvéla; rannsóknir á flotunarferlum vísa til ferlisbyggingar, áhrifa og stjórnun ferlisþátta og hvarfefnakerfisins; að auki eru rannsóknir á hagnýtri notkun ýmissa málmgrýta.
Fræðilegt kerfi flotunarrannsókna felur í sér fræðigreinar eins og ferli steinefnafræði, lífræna efnafræði, ólífræna efnafræði, eðlisefnafræði (viðmótsefnafræði, kolloidefnafræði), vökvamekaník, vélaverkfræði, sjálfvirka greiningu og tæknilega og efnahagslega greiningu.
Birtingartími: 9. febrúar 2026