რამდენად კარგად იცნობთ ფლოტაციის ცოდნას?

01 კონცეფციაფლოტაცია

ფლოტაცია, ასევე ცნობილი როგორც ფლოტაციური მინერალური დამუშავება, არის მინერალების გამოყოფის ტექნოლოგია, რომელიც გამოყოფს ძვირფას მინერალებს განგის მინერალებისგან აირადი-სითხე-მყარი ინტერფეისებზე, მადნებში შემავალი სხვადასხვა მინერალების ზედაპირული თვისებების განსხვავებების გამოყენებით და მას ასევე მოიხსენიებენ, როგორც „ინტერფაზურ გამოყოფას“. ყველა ტექნოლოგიური პროცესი, რომელიც გამოყოფს მინერალურ ნაწილაკებს პირდაპირ ან ირიბად ფაზურ ინტერფეისებზე დაყრდნობით, სხვადასხვა მინერალური ნაწილაკების განსხვავებული ინტერფაზური თვისებების საფუძველზე, ხვდება ფლოტაციის განმარტებაში.

მინერალური ზედაპირის თვისებები გულისხმობს მინერალური ნაწილაკების ზედაპირზე არსებულ ფიზიკურ, ქიმიურ და სხვა მახასიათებლებს, როგორიცაა ზედაპირის დასველებადობა, ზედაპირის ელექტრული თვისებები, ასევე ზედაპირული ატომების ქიმიური ბმების ტიპი, გაჯერება და აქტივობა. სხვადასხვა მინერალური ნაწილაკების ზედაპირულ თვისებებში არსებობს განსხვავებები. ასეთი თვისებების განსხვავებები საშუალებას იძლევა მინერალების გამოყოფისა და გამდიდრების ფაზური ინტერფეისების დახმარებით, რის გამოც ფლოტაციის პროცესი მოიცავს აირისებრ, თხევად და მყარ სამფაზიან ინტერფეისებს.

ხელოვნურ მოდიფიკაციას შეუძლია შეცვალოს მინერალის ზედაპირის თვისებები, რათა გააფართოვოს ღირებული მინერალური ნაწილაკებისა და განგის მინერალური ნაწილაკების ზედაპირის თვისებების ხარვეზი უფრო ადვილი გამოყოფისთვის. ფლოტაციის ოპერაციებში,ფლოტაციის რეაგენტებიფართოდ გამოიყენება მინერალური ზედაპირის მახასიათებლების ხელოვნურად შესაცვლელად, სხვადასხვა მინერალებს შორის თვისებების შეუსაბამობის გასაზრდელად, მინერალური ზედაპირის ჰიდროფობიურობის გასაზრდელად ან შესამცირებლად, მინერალების ფლოტაციური მახასიათებლების რეგულირებისა და კონტროლისთვის და საბოლოო ჯამში, უკეთესი გამოყოფის შედეგების მისაღწევად. შესაბამისად, ფლოტაციის ტექნოლოგიის გამოყენება და განვითარება მჭიდრო კავშირშია ფლოტაციის რეაგენტებთან.

მინერალური ფიზიკური პარამეტრებისგან განსხვავებით, როგორიცაა სიმკვრივე და მაგნიტური მგრძნობელობა, რომელთა რეგულირებაც რთულია, მინერალური ნაწილაკების თითქმის ყველა ზედაპირული თვისება შეიძლება ხელოვნურად შეიცვალოს, რათა შეიქმნას მიზნობრივი ზედაპირული თვისებების განსხვავებები მინერალებს შორის გამოყოფის მოთხოვნების შესაბამისად. ამ მიზეზით, ფლოტაცია ფართოდ გამოიყენება მინერალების გამდიდრებაში და მას უნივერსალურ მინერალურ დამუშავების მეთოდს უწოდებენ; ის გამოირჩევა, როგორც ყველაზე ფართოდ გამოყენებული და ყველაზე ეფექტური გამოყოფის ტექნიკა, განსაკუთრებით წვრილი და ულტრაწვრილმარცვლოვანი მასალებისთვის.

02 ფლოტაციის გამოყენება

მინერალური რესურსების გადამუშავება არის ლითონის დნობისა და ქიმიური მრეწველობისთვის ნედლეულის მომზადების საწარმოო ოპერაცია, ხოლო ქაფიანი ფლოტაცია მინერალური რესურსების გადამუშავების ერთ-ერთ უმნიშვნელოვანეს ტექნიკად განვითარდა. ფლოტაციის გზით პრაქტიკულად ყველა სახის მინერალური რესურსის გამოყოფაა შესაძლებელი.

ამჟამად, ფლოტაცია ფართოდ გამოიყენება რკინისა და მანგანუმის დომინირებული შავი ლითონების მადნების, როგორიცაა ჰემატიტი, სიდერიტი და ილმენიტი, გასამდიდრებლად; ძვირფასი ლითონების მადნები, რომლებიც ძირითადად შეიცავს ოქროსა და ვერცხლის შემცველობას; ფერადი ლითონების მადნები, მათ შორის სპილენძი, ტყვია, თუთია, კობალტი, ნიკელი, მოლიბდენი და სტიბიუმი, რომლებიც მოიცავს სულფიდურ მინერალებს, როგორიცაა გალენი, სფალერიტი, ქალკოპირიტი, ქალკოციტი და მოლიბდენიტი, პენტლანდიტი, ასევე ოქსიდურ მინერალებს, როგორიცაა მალაქიტი, ცერუსიტი, ჰემიმორფიტი, კასიტერიტი და ვოლფრამიტი. ის ასევე გამოიყენება არამეტალური მარილის მინერალების, მათ შორის ფტორიტის, აპატიტისა და ბარიტის, ხსნადი მარილის მინერალების, როგორიცაა სილვიტი და ქვის მარილი, გამოყოფაში, არამეტალურ და სილიკატურ მინერალებთან ერთად, როგორიცაა ქვანახშირი, გრაფიტი, გოგირდი, ბრილიანტი, კვარცი, ქარსი, ფელდშპატი და ბერილი, სპოდუმენი.

ფლოტაციის განვითარების გზით მინერალების გადამუშავების ინდუსტრიაში დაგროვდა დიდი პრაქტიკული გამოცდილება და მასთან დაკავშირებული ტექნოლოგიები აგრძელებს განვითარებას. დაბალი შემცველობის და სტრუქტურულად რთული მინერალები, რომლებიც ოდესღაც კომერციულად უსარგებლოდ ითვლებოდა, ახლა შესაძლებელია მათი ამოღება და მეორადი რესურსების სახით გამოყენება ფლოტაციის გზით.

მინერალური რესურსების თანდათანობით მწირობის გამო, ძვირფასი მინერალები მადნებში უფრო წვრილი და რთული ფორმებით ნაწილდება, რაც გამოყოფის მზარდ სირთულეებს იწვევს. ამასობაში, წარმოების ხარჯების შესამცირებლად, მეტალურგიული მასალებისა და ქიმიური ინჟინერიის ჩათვლით, ინდუსტრიები სულ უფრო მკაცრ მოთხოვნებს აწესებენ გადამუშავების ნედლეულად გამოყენებული გამოყოფილი მინერალური კონცენტრატების ხარისხსა და სიზუსტეზე.

კონცენტრატის ხარისხის გაუმჯობესებისა და წვრილი ზომის მინერალების გამოყოფის სირთულის გადაჭრის ორმაგი მოთხოვნის წინაშე, ფლოტაცია გამოირჩევა მნიშვნელოვანი უპირატესობებით ალტერნატიულ გამოყოფის ტექნოლოგიებთან შედარებით და გახდა მინერალების გადამუშავების ყველაზე ფართოდ გამოყენებადი და პერსპექტიული მეთოდი. თავდაპირველად, მხოლოდ სულფიდური მინერალების გამოყოფისთვის გამოიყენებოდა, ფლოტაცია თანდათან გაფართოვდა ოქსიდურ მინერალებსა და არამეტალურ მინერალებზე, დღესდღეობით კი მსოფლიოში ფლოტაციის გზით მილიარდობით ტონა მინერალი მუშავდება.

ბოლო ათწლეულების განმავლობაში, ფლოტაციის ტექნოლოგიამ გაარღვია მინერალური გადამუშავების ინჟინერიის საზღვრები და ფართო გამოყენება ჰპოვა გარემოს დაცვის, მეტალურგიის, ქაღალდის წარმოების, სოფლის მეურნეობის, ქიმიური ინჟინერიის, კვების პროდუქტების წარმოების, მასალათმცოდნეობის, ფარმაცევტული და ბიოტექნოლოგიის სექტორებში.

ტიპური სამრეწველო გამოყენება მოიცავს ძვირფასი კომპონენტების ამოღებას შუალედური პროდუქტებიდან, აქროლადი ნივთიერებებიდან და წიდებიდან პირომეტალურგიაში ფლოტაციის გზით; სასარგებლო კომპონენტების ამოღებას ჰიდრომეტალურგიის გამორეცხვის ნარჩენებიდან და ცემენტაციის ნალექებიდან; მაკულატურის დეინთრალიზაციას და ბოჭკოების აღდგენას ქიმიური მრეწველობის ფარგლებში ნარჩენების დამუშავების სითხეებიდან; ასევე გარემოსდაცვითი ინჟინერიის პრაქტიკას, როგორიცაა მდინარის კალაპოტის ქვიშიდან მძიმე ნედლი წყლის ამოღება, წვრილი მყარი დამაბინძურებლების, კოლოიდების, ბაქტერიების და ჩამდინარე წყლებიდან მეტალის მინარევების მოცილება.

ფლოტაციის პროცესების უწყვეტი განახლების და ინოვაციური, მაღალეფექტური ფლოტაციის რეაგენტებისა და აღჭურვილობის გაჩენის შედეგად, ფლოტაცია უფრო ფართო გამოყენებას მოიპოვებს სამრეწველო სექტორების უმეტესობაში. მიუხედავად ამისა, ფლოტაციის განხორციელების ნაკლოვანებები არსებობს: მაგნიტურ და გრავიტაციულ გამოყოფასთან შედარებით, ფლოტაცია მოიხმარს მეტ ქიმიურ რეაგენტს და იწვევს წარმოების უფრო მაღალ ხარჯებს; ის მკაცრ შეზღუდვებს აწესებს საკვები ნაწილაკების ზომაზე; მრავალი ცვლადი გავლენას ახდენს ფლოტაციის მუშაობაზე და ამაღლებს პროცესის კონტროლის სტანდარტებს; ნარჩენი ფლოტაციის რეაგენტების შემცველი ჩამდინარე წყლები ასევე საფრთხეს უქმნის გარემოს.

03 ფლოტაციის კვლევის შინაარსი

ფლოტაციის პროცესი მოიცავს მყარი მინერალური ნაწილაკებისა და გამყოფი საშუალებების (წყალი და აირი) ურთიერთქმედებას. ძირითადი კვლევის თემები მოიცავს ფლოტაციის ფუნდამენტურ პრინციპებს, ფლოტაციის რეაგენტებს, ფლოტაციის მექანიზმებსა და ფლოტაციის პროცესებს.

ფლოტაციის ფუნდამენტური თეორიები ფოკუსირებულია მინერალების ტივტივადობასა და ფაზათაშორის მახასიათებლებზე გამოყოფის დროს, მათ შორის ფაზათაშორისი თვისებების, ფაზათაშორისი ურთიერთქმედებებისა და ჰაერის ბუშტების მინერალიზაციის მექანიზმის კვლევაზე. ფლოტაციის რეაგენტების კვლევა ფოკუსირებულია რეაგენტების კლასიფიკაციაზე, მოლეკულურ სტრუქტურაზე, ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებზე, ფუნქციურ მექანიზმებზე, მომზადების ტექნიკასა და საველე გამოყენების პროტოკოლებზე. ფლოტაციის დანადგარების კვლევები მოიცავს აღჭურვილობის კონფიგურაციას, მუშაობის პრინციპებსა და გამოყენებულ სცენარებს. ფლოტაციის პროცესის კვლევა მოიცავს პროცესის წრედის განლაგებას, ტექნოლოგიური პარამეტრების გავლენასა და რეგულირებას, ასევე რეაგენტების დამატების რეჟიმებს, რასაც ემატება სხვადასხვა ტიპის მადნის პრაქტიკული გამოყენების კვლევა.

ფლოტაციის კვლევის თეორიული ჩარჩო მოიცავს მრავალ დისციპლინას, როგორიცაა პროცესების მინერალოგია, ორგანული ქიმია, არაორგანული ქიმია, ფიზიკური ქიმია (სიღრმისეული ქიმია და კოლოიდური ქიმია), სითხეების მექანიკა, მექანიკური ინჟინერია, ავტომატური აღმოჩენის ტექნოლოგია და ტექნო-ეკონომიკური ანალიზი.