1. Flotācijas jēdziens
Flotācija, kas pazīstama arī kā flotācijas bagātināšana, ir minerālu apstrādes tehnoloģija, kurā, izmantojot dažādu rūdu minerālu virsmas īpašību atšķirības, gāzes-šķidruma-cietfāzes saskarnē atdala derīgos minerālus no piemaisījumiem, un to sauc arī par “saskarnes atdalīšanu”. Visus tehnoloģiskos procesus, kuros tieši vai netieši tiek izmantotas fāžu saskarnes, lai panāktu daļiņu atdalīšanu, pamatojoties uz dažādu minerālu daļiņu saskarnes īpašību atšķirībām, sauc par flotāciju.
Minerālu virsmas īpašības attiecas uz minerālu daļiņu virsmas fizikālajām, ķīmiskajām un citām īpašībām, piemēram, virsmas mitrināmību, virsmas elektriskās īpašības, virsmas atomu ķīmisko saišu veidus, piesātinājumu un aktivitāti utt. Dažādām minerālu daļiņām ir noteiktas atšķirības virsmas īpašībās. Izmantojot šīs daļiņu virsmas īpašību atšķirības, minerālu atdalīšanu un bagātināšanu var panākt ar fāžu saskarņu palīdzību. Tāpēc flotācijas procesā tiek izmantotas gāzes-šķidruma-cietvielas trīsfāžu saskarnes.
Minerālu virsmas īpašības var mainīt ar mākslīgas iejaukšanās palīdzību, lai palielinātu virsmas atšķirības starp derīgajiem minerāliem un piemaisījumu minerālu daļiņām, lai atvieglotu to atdalīšanu. Flotācijā flotācijas reaģentus parasti izmanto, lai mākslīgi mainītu minerālu virsmas īpašības, palielinātu virsmas īpašību atšķirības starp minerāliem, palielinātu vai samazinātu minerālu virsmu hidrofobitāti, lai pielāgotu un kontrolētu minerālu flotācijas uzvedību un iegūtu labākus atdalīšanas rezultātus. Tāpēc flotācijas tehnoloģijas pielietošana un attīstība ir cieši saistīta ar flotācijas reaģentiem.
Tā kā minerālu daļiņu virsmas īpašības atšķiras no minerālu fizikālajiem parametriem, piemēram, blīvuma un magnētiskās jutības, kurus ir grūti mainīt, minerālu daļiņu virsmas īpašības būtībā var mākslīgi mainīt, lai panāktu nepieciešamās virsmas īpašību atšķirības starp minerāliem atdalīšanai. Tāpēc flotācija tiek plaši izmantota minerālu atdalīšanā un ir pazīstama kā universāla minerālu apstrādes metode. Tā ir īpaši visplašāk izmantotā un efektīvākā minerālu apstrādes metode smalku un īpaši smalku materiālu atdalīšanā.
2. Flotācijas pielietojumi
Derīgo izrakteņu pārstrāde ir ražošanas darbība, kurā tiek sagatavotas izejvielas metālu kausēšanai un ķīmiskajai rūpniecībai, un putu flotācija ir kļuvusi par vienu no svarīgākajām minerālu pārstrādes metodēm. Gandrīz visus minerālresursus var atdalīt ar flotāciju.
Pašlaik flotāciju plaši izmanto melno metālu rūdās, galvenokārt dzelzs un mangāna, piemēram, hematīta, smitsonīta, ilmenīta un citu minerālu, bagātināšanai; dārgmetālu rūdās, galvenokārt zelta un sudraba bagātināšanai; krāsaino metālu rūdās, piemēram, vara, svina, cinka, kobalta, niķeļa, molibdēna, antimona, tostarp sulfīdu minerālu, piemēram, galenīta, sfalerīta, halkopirīta, halkocītu, molibdenīta, pentlandīta, un oksīdu minerālu, piemēram, malahīta, cerusīta, hemimorfīta, kasiterīta, volframīta, atdalīšanai; nemetālisku sāls minerālu, piemēram, fluorīta, apatīta, barīta, un šķīstošu sāls minerālu, piemēram, potaša sāls un akmens sāls, atdalīšanai; kā arī nemetālisku minerālu un silikātu minerālu, piemēram, ogļu, grafīta, sēra, dimanta, kvarca, vizlas, laukšpata, berila, spodumēna, atdalīšanai.
Flotācijas nozarē ir uzkrāta bagātīga pieredze minerālu apstrādes jomā, pateicoties nepārtrauktai tehnoloģiskajai attīstībai. Zemas kvalitātes un strukturāli sarežģīti minerāli, kuriem iepriekš netika uzskatīta rūpnieciski izmantojama vērtība, tagad tiek pārstrādāti (otrreizējie resursi), izmantojot flotāciju.
Tā kā minerālu resursi kļūst arvien mazāki, derīgie minerāli tiek sadalīti smalkāk un sajaukti rūdās, apgrūtinot atdalīšanu; lai samazinātu ražošanas izmaksas, tādām nozarēm kā metalurģisko materiālu un ķīmisko vielu ražošana ir augstākas prasības attiecībā uz apstrādāto izejvielu, t. i., atdalīto produktu, kvalitātes standartiem un precizitāti.
No vienas puses, ir jāuzlabo kvalitāte; no otras puses, attiecībā uz problēmu, ka minerālus ir grūti atdalīt to smalko daļiņu izmēra dēļ, flotācija arvien vairāk uzrāda priekšrocības salīdzinājumā ar citām metodēm, kļūstot par visplašāk izmantoto un daudzsološāko minerālu apstrādes metodi pašlaik. Flotācijas metodes ir pakāpeniski attīstījušās no sākotnēji sulfīdu minerāliem līdz oksīdu minerāliem un nemetāliskiem minerāliem. Tagad kopējais ar flotāciju apstrādāto minerālu apjoms visā pasaulē sasniedz miljardus tonnu katru gadu.
Pēdējās desmitgadēs flotācijas tehnoloģijas pielietojums vairs neaprobežojas tikai ar minerālu apstrādes inženierijas jomu, bet ir paplašinājies uz vides aizsardzību, metalurģiju, papīra ražošanu, lauksaimniecību, ķīmijas rūpniecību, pārtikas, materiālu, medicīnas, bioloģijas un citām jomām.
Piemēram, tipiski vides inženierijas pielietojumi ir noderīgu komponentu, pirometalurģijas starpproduktu, gaistošo vielu un izdedžu flotācijas atgūšana; hidrometalurģisko izskalošanas atlikumu un pārvietoto nogulšņu produktu flotācijas atgūšana; flotācija ķīmiskajā rūpniecībā pārstrādāta papīra attīrīšanai no krāsas un šķiedru atgūšanai no celulozes atkritumu šķidruma; smagās jēlnaftas ieguve no upes gultnes rūdas smiltīm, mazu cieto piesārņotāju, koloīdu, baktēriju atdalīšana un metālu piemaisījumu noņemšana no notekūdeņiem.
Uzlabojoties flotācijas procesiem un metodēm, kā arī parādoties jauniem un efektīviem flotācijas reaģentiem un iekārtām, flotācija tiks plašāk izmantota arvien vairākās nozarēs un jomās. Jāatzīmē, ka, izmantojot flotācijas procesus, reaģenti palielinās apstrādes izmaksas (salīdzinājumā ar magnētisko atdalīšanu un gravitācijas atdalīšanu); bagātināšanai nepieciešamais daļiņu izmērs ir samērā stingrs; flotācijas procesu ietekmē daudzi faktori ar augstām tehnoloģiskajām prasībām; un notekūdeņi, kas satur atlikušos reaģentus, ir kaitīgi videi.
3. Flotācijas pētījumu saturs
Flotācijas procesā tiek izmantoti cietie minerāli un atdalīšanas līdzekļi (ūdens, gāze). Pētījuma galvenais saturs ietver flotācijas pamatprincipus, flotācijas reaģentus, flotācijas iekārtas, flotācijas procesus utt.
Flotācijas pamatteorija ietver minerālu peldspēju, atdalīšanas saskarvirsmu īpašības utt., pētot fāžu saskarvirsmu īpašības, fāžu mijiedarbību, burbuļu mineralizācijas mehānismu utt.; flotācijas reaģentu pētījumi ietver reaģentu veidus, struktūras, īpašības, darbības mehānismus, sagatavošanas un lietošanas metodes; flotācijas iekārtu pētījumi ietver flotācijas iekārtu struktūru, darbības principu un pielietojuma gadījumus; flotācijas procesu pētījumi attiecas uz procesa struktūru, procesa faktoru ietekmi un kontroli, kā arī reaģentu sistēmu; papildus tiek veikti pētījumi par dažādu rūdu praktisko pielietojumu.
Flotācijas pētījumu teorētiskā sistēma ietver tādas disciplīnas kā procesu mineraloģija, organiskā ķīmija, neorganiskā ķīmija, fizikālā ķīmija (saskarnes ķīmija, koloīdu ķīmija), šķidrumu mehānika, mašīnbūve, automātiskā noteikšana un tehniski ekonomiskā analīze.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 9. februāris