01 ТұжырымдамасыФлотация
Флотация, сондай-ақ флотациялық минералды өңдеу деп те аталады, бұл кендердегі әртүрлі минералдардың беттік қасиеттеріндегі айырмашылықтарды пайдалану арқылы газ-сұйықтық-қатты шекараларындағы бағалы минералдарды ганг минералдарынан бөлетін минералды бөлу технологиясы және ол «қабатаралық бөлу» деп те аталады. Әртүрлі минералды бөлшектердің әртүрлі шекаралық қасиеттеріне негізделген фазалық шекараларға тікелей немесе жанама түрде минералды бөлшектерді бөлетін барлық технологиялық процестер флотация анықтамасына жатады.
Минералды беттік қасиеттер минералды бөлшектердің бетіндегі физикалық, химиялық және басқа да сипаттамаларды, мысалы, беттің ылғалдануы, беттік электрлік қасиеттерін, сондай-ақ беттік атомдардың химиялық байланыстарының түрін, қанығуын және белсенділігін білдіреді. Әртүрлі минералды бөлшектердің беттік қасиеттерінде айырмашылықтар бар. Мұндай қасиеттердегі айырмашылықтар фазалық интерфейстердің көмегімен минералды бөлуге және байытуға мүмкіндік береді, сондықтан флотация процесі газ, сұйық және қатты үш фазалы интерфейстерді қамтиды.
Жасанды модификация минерал бетінің қасиеттерін өзгертіп, бағалы минералды бөлшектер мен ганг минералды бөлшектері арасындағы беттік қасиеттер алшақтығын кеңейтіп, оңай бөлінуі мүмкін. Флотация операцияларында,флотациялық реагенттерминералды беттің ерекшеліктерін жасанды түрде өзгерту, әртүрлі минералдар арасындағы қасиеттердің сәйкессіздігін кеңейту, минералды беттің гидрофобтығын арттыру немесе азайту, минералдардың флотациялық өнімділігін реттеу және бақылау, және сайып келгенде, жоғары бөлу нәтижелеріне қол жеткізу үшін кеңінен қолданылады. Тиісінше, флотация технологиясын қолдану және жетілдіру флотациялық реагенттермен тығыз байланысты.
Тығыздық және магниттік сезімталдық сияқты минералды физикалық параметрлерді реттеу қиын болғандықтан, минералды бөлшектердің барлық дерлік беттік қасиеттерін бөлу талаптары үшін минералдар арасында мақсатты беттік қасиеттер айырмашылықтарын жасау үшін жасанды түрде өзгертуге болады. Осы себепті флотация минералды байытуда кеңінен қолданылады және әмбебап минералды өңдеу әдісі деп аталады; ол, әсіресе ұсақ және аса ұсақ түйіршікті материалдар үшін ең кең таралған және ең тиімді бөлу әдісі ретінде ерекшеленеді.
02 Флотацияның қолданылуы
Минералды өңдеу - металл балқыту және химия өнеркәсібіне шикізат дайындауға арналған өндірістік операция, ал көбікті флотация минералды өңдеудің ең маңызды әдістерінің біріне айналды. Минералды ресурстардың барлық түрлерін флотация арқылы бөлуге болады.
Қазіргі уақытта флотация темір мен марганец басым болатын гематит, сидерит және ильменит сияқты қара металл кендерін; негізінен алтын мен күмістен тұратын бағалы металл кендерін; галенит, сфалерит, халькопирит, халькоцит және молибденит, пентландит сияқты сульфидті минералдарды, сондай-ақ малахит, церуссит, гемиморфит, касситерит және вольфрамит сияқты оксидті минералдарды қамтитын мыс, қорғасын, мырыш, кобальт, никель, молибден және сурьманы қамтитын түсті металл кендерін байыту үшін кеңінен қолданылады. Ол сондай-ақ флюорит, апатит және барит сияқты металл емес тұз минералдарын, сильвит және тас тұзы сияқты еритін тұз минералдарын, сондай-ақ көмір, графит, күкірт, алмас, кварц, слюда, дала шпаты және берилл, сподумен сияқты металл емес және силикат минералдарымен бірге бөлуде қолданылады.
Флотациялық даму арқылы минералды өңдеу өнеркәсібінде мол практикалық тәжірибе жинақталды және онымен байланысты технологиялар дамып келеді. Бұрын коммерциялық тұрғыдан құнды емес деп саналған төмен сапалы және құрылымдық күрделі минералдарды енді флотация арқылы қалпына келтіріп, екінші реттік ресурстар ретінде қайта пайдалануға болады.
Минералды ресурстар біртіндеп азайып бара жатқандықтан, бағалы минералдар кендердің ішінде ұсақ және күрделі формаларда таралады, бұл бөлу қиындықтарының артуына әкеледі. Сонымен қатар, өндіріс шығындарын азайту үшін металлургиялық материалдар мен химиялық машина жасау сияқты салалар өңдеу шикізаты ретінде пайдаланылатын бөлінген минералды концентраттардың сапасы мен дәлдігіне барған сайын қатаң талаптар қояды.
Концентрат сапасын жақсарту және ұсақ өлшемді минералдарды бөлудегі қиындықтарды шешу сияқты қос талаптарға тап болған флотация балама бөлу технологияларымен салыстырғанда айқын артықшылықтарымен ерекшеленеді және ең кең қолданылатын және перспективалы минералды өңдеу әдісіне айналды. Бастапқыда тек сульфидті минералдарды бөлу үшін қолданылған флотация біртіндеп оксидті минералдар мен металл емес минералдарға дейін кеңейтілді, қазіргі уақытта жыл сайын бүкіл әлемде флотация арқылы миллиардтаған тонна минералдар өңделеді.
Соңғы онжылдықтарда флотация технологиясы минералды өңдеу инженериясының шекарасын бұзып, қоршаған ортаны қорғау, металлургия, қағаз өндірісі, ауыл шаруашылығы, химия инженериясы, тамақ өндірісі, материалтану, фармацевтика және биотехнология салаларында кеңінен қолданылуда.
Әдеттегі өнеркәсіптік қолданыстарға пирометаллургиядағы аралық өнімдерден, ұшқыш заттардан және шлактардан флотация арқылы құнды құрамдас бөліктерді алу; гидрометаллургияның сілтілеу қалдықтары мен цементтеу тұнбаларынан пайдалы компоненттерді алу; химиялық өнеркәсібіндегі қалдық сұйықтықты целлюлозалаудан қалдық қағазды тазарту және талшықты қалпына келтіру; сондай-ақ өзен арнасының құмынан ауыр шикі затты алу, ағынды сулардан ұсақ қатты ластаушы заттарды, коллоидтарды, бактерияларды және іздік металл қоспаларын алу сияқты қоршаған ортаны қорғау инженерлік тәжірибелері жатады.
Флотация процестерін үздіксіз жаңарту және инновациялық жоғары тиімді флотациялық реагенттер мен жабдықтардың пайда болуымен флотация өнеркәсіп салаларында кеңінен қолданыла бастайды. Дегенмен, флотацияны енгізудің кемшіліктері де бар: магниттік сепарация және гравитациялық сепарациямен салыстырғанда, флотация көбірек химиялық реагенттерді тұтынады және өндіріс шығындарын арттырады; ол қоректік бөлшектердің мөлшеріне қатаң шектеулер қояды; көптеген айнымалылар флотация өнімділігіне әсер етеді және процесті басқару стандарттарын арттырады; қалдық флотациялық реагенттерді тасымалдайтын ағынды сулар да қоршаған ортаға қауіп төндіреді.
03 Флотацияның мазмұнын зерттеу
Флотация процесі қатты минералды бөлшектер мен бөлу орталары (су және газ) арасындағы өзара әрекеттесуді қамтиды. Негізгі зерттеу тақырыптары флотацияның негізгі принциптерін, флотация реагенттерін, флотация машиналарын және флотация процестерін қамтиды.
Флотацияның негізгі теориялары минералдардың қалқымалылығына және бөлу кезіндегі фазааралық сипаттамаларына, соның ішінде фазааралық қасиеттерге, фазааралық өзара әрекеттесулерге және ауа көпіршіктерінің минералдану механизміне зерттеулерге бағытталған. Флотациялық реагенттерді зерттеу реагенттердің жіктелуіне, молекулалық құрылымға, физика-химиялық қасиеттерге, функционалдық механизмдерге, дайындау әдістеріне және далалық қолдану хаттамаларына бағытталған. Флотациялық машиналарды зерттеу жабдықтардың конфигурациясын, жұмыс принциптерін және қолданылатын сценарийлерді қамтиды. Флотациялық процестерді зерттеу технологиялық схеманың орналасуын, технологиялық параметрлердің әсерін және реттелуін, сондай-ақ реагенттерді қосу режимдерін қамтиды, сонымен қатар әртүрлі кен түрлері үшін практикалық қолдану зерттеулерімен толықтырылады.
Флотациялық зерттеулердің теориялық негізі процесс минералогиясы, органикалық химия, бейорганикалық химия, физикалық химия (бетаралық химия және коллоидтық химия), сұйықтық механикасы, машина жасау, автоматты анықтау технологиясы және техникалық-экономикалық талдау сияқты бірнеше пәндерді қамтиды.
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 4 маусым