Hversu mikla þekkingu veistu um flot?

01 Hugmyndin umFlot

Flot, einnig þekkt sem fljótandi steinefnavinnsla, er steinefnaaðskilnaðartækni sem aðskilur verðmæt steinefni frá gangsteindum á tengifleti gas-vökva-fösts efnis með því að nýta sér mismunandi yfirborðseiginleika ýmissa steinefna sem eru í málmgrýti, og það er einnig nefnt „viðmótsaðskilnaður“. Öll tæknileg ferli sem aðskilja steinefnaagnir beint eða óbeint með því að reiða sig á fasaviðmót byggt á mismunandi viðmótseiginleikum ólíkra steinefnaagna falla undir skilgreininguna á flot.

Yfirborðseiginleikar steinda vísa til eðlisfræðilegra, efnafræðilegra og annarra eiginleika á yfirborði steindaeinda, svo sem rakaþol yfirborðs, rafmagnseiginleika yfirborðs, sem og gerð, mettun og virkni efnatengja yfirborðsatóma. Mismunur er á yfirborðseiginleikum mismunandi steindaeinda. Slíkur eigindamunur gerir kleift að aðskilja og auðga steinda með hjálp fasaviðmóta, og þess vegna felur flotferlið í sér þriggja fasa viðmót á milli gas-, vökva- og fastra efna.

Gervibreytingar geta breytt yfirborðseiginleikum steinefna til að auka bilið á yfirborðseiginleikum verðmætra steinefnaagna og gangsteinaagna til að auðvelda aðskilnað. Í flotunaraðgerðum,flotunarhvarfefnieru almennt notaðar til að breyta yfirborðseiginleikum steinefna með tilbúnum hætti, auka frávik í eiginleikum mismunandi steinefna, auka eða draga úr vatnsfælni yfirborðs steinefna, stjórna og hafa stjórn á flothæfni steinefna og að lokum ná framúrskarandi aðskilnaðarárangri. Þar af leiðandi eru notkun og framfarir flottækni nátengdar flotunarefnum.

Ólíkt eðlisfræðilegum breytum steinefna eins og eðlisþyngd og segulnæmi, sem erfitt er að aðlaga, er hægt að breyta nánast öllum yfirborðseiginleikum steinefnaagna tilbúnum til að skapa markvissan mun á yfirborðseiginleikum milli steinefna til að aðskilja þær. Þess vegna nýtur flotun mikillar notkunar í vinnslu steinefna og er kölluð alhliða aðferð til að vinna steinefni; hún stendur upp úr sem mest notaða og áhrifaríkasta aðskilnaðaraðferðin, sérstaklega fyrir fín og mjög fínkornuð efni.

02 Notkun flotunar

Vinnsla steinefna er framleiðsluferli til að undirbúa hráefni fyrir málmbræðslu og efnaiðnað, og froðufljótun hefur þróast í eina mikilvægustu aðferðina við vinnslu steinefna. Nánast allar gerðir steinefnaauðlinda er hægt að aðskilja með flotun.

Nú á dögum er flotunaraðferð almennt notuð til að vinna járnmálma sem eru aðallega járn og mangan, svo sem hematít, siderít og ilmenít; eðalmálma sem innihalda aðallega gull og silfur; málmlaus málma, þar á meðal kopar, blý, sink, kóbalt, nikkel, mólýbden og antimon, sem nær yfir súlfíð steinefni eins og galenu, sfalerít, kalkópórít, kalkósít og mólýbdenít, pentlandít, sem og oxíð steinefni eins og malakít, serussít, hemímorfít, kassíterít og úlframít. Hún er einnig notuð til að aðskilja ómálmlaus salt steinefni, þar á meðal flúorít, apatít og barít, leysanleg salt steinefni eins og sylvít og bergsalt, ásamt ómálmlausum og kísilöt steinefnum eins og kolum, grafíti, brennisteini, demöntum, kvarsi, glimmeri, feldspat og berýl, spódúmeni.

Mikil reynsla hefur safnast upp og tengd tækni heldur áfram að þróast í steinefnavinnslu með þróun flotunar. Léttgrónar og flóknar steinefni sem áður voru talin verðlaus í viðskiptum er nú hægt að endurheimta og endurnýta sem aukaauðlindir með flotun.

Þar sem steinefnaauðlindir eru smám saman að minnka eru verðmæt steinefni dreift í fínni og flóknari formum innan málmgrýtis, sem leiðir til vaxandi aðskilnaðarerfiðleika. Á sama tíma, til að lækka framleiðslukostnað, setja iðnaður, þar á meðal málmvinnslu og efnaverkfræði, sífellt strangari kröfur um gæði og nákvæmni aðskilins steinefnaþykknis sem notaður er sem vinnsluhráefni.

Frammi fyrir tvíþættum kröfum um að bæta gæði þykknis og takast á við erfiðleikana við að aðskilja fínmalaðar steinefni, stendur flotun upp úr með áberandi kosti umfram aðrar aðskilnaðartækni og hefur orðið mest notaða og efnilegasta aðferðin til að vinna steinefni. Í upphafi var flotun aðeins notuð til aðskilnaðar súlfíðsteinda en hefur smám saman verið útvíkkuð til oxíðsteinda og málmlausra steinda, og milljarðar tonna af steinefnum eru unnin með flotun um allan heim á hverju ári nú til dags.

Á undanförnum áratugum hefur flotunartækni brotið mörk steinefnavinnslu og fundið vaxandi notkun í umhverfisvernd, málmvinnslu, pappírsframleiðslu, landbúnaði, efnaverkfræði, matvælaframleiðslu, efnisfræði, lyfjaiðnaði og líftæknigeiranum.

Dæmigert iðnaðarlegt notkunarsvið felur í sér endurheimt verðmætra efnisþátta úr milliafurðum, rokgjörnum efnum og gjalls í hitameðferð með flotun; útdráttur gagnlegra efnisþátta úr útskolunarleifum og sementsútfellingum úr vatnsmálmvinnslu; afsverkun úrgangspappírs og endurheimt trefja úr úrgangsvökva frá trjákvoðuframleiðslu innan efnaiðnaðarins; sem og umhverfisverkfræðiaðferðir eins og útdráttur þungrar hráolíu úr árfarvegssandi, fjarlæging fínna fastra mengunarefna, kolloíða, baktería og snefilefna af málmum úr frárennslisvatni.

Með stöðugum uppfærslum á flotferlum og tilkomu nýstárlegra og skilvirkra flotefna og búnaðar mun flot ná víðtækari notkun í fleiri iðnaðargeirum. Engu að síður eru gallar við innleiðingu flotunar: samanborið við segulmagnaða aðskilnað og þyngdaraflsaðskilnað notar flotun fleiri efnafræðileg hvarfefni og hefur í för með sér hærri framleiðslukostnað; hún setur strangar takmarkanir á agnastærð fóðurs; fjölmargir breytur hafa áhrif á afköst flotunar og hækka staðla fyrir ferlisstjórnun; frárennslisvatn sem inniheldur leifar flotefna skapar einnig umhverfisáhættu.

03 Rannsóknarefni flotunar

Flotferlið felur í sér víxlverkun milli fastra steinefnaagna og aðskilnaðarmiðla (vatns og gass). Kjarnarannsóknarefni fjalla um grundvallarreglur flotunar, flothvarfefni, flotvélar og flotferla.

Grundvallarkenningar um flot snúast um fljótandi eiginleika steinefna og eiginleika þeirra við aðskilnað, þar á meðal rannsóknir á eiginleikum þeirra, víxlverkunum milli fasa og steinefnamyndunarferli loftbóla. Rannsóknir á flotprófunarefnum beinast að flokkun hvarfefna, sameindabyggingu, efnafræðilegum eiginleikum, virkni, undirbúningstækni og verkunarháttum á vettvangi. Rannsóknir á flotvélum fela í sér uppsetningu búnaðar, vinnureglur og viðeigandi aðstæður. Rannsóknir á flotferlum ná yfir uppsetningu ferlarása, áhrif og stjórnun tæknilegra breyta sem og viðbættingarferli hvarfefna, ásamt hagnýtum rannsóknum á ýmsum gerðum málmgrýtis.

Fræðilegt ramma flotunarrannsókna nær yfir margar fræðigreinar eins og ferli steinefnafræði, lífræna efnafræði, ólífræna efnafræði, eðlisefnafræði (viðmótsefnafræði og kolloidefnafræði), vökvamekaník, vélaverkfræði, sjálfvirka greiningartækni og tækni- og hagfræðilega greiningu.