Cik daudz jūs zināt par flotācijas zināšanām?

01 KoncepcijaFlotācija

Flotācija, kas pazīstama arī kā flotācijas minerālu apstrāde, ir minerālu atdalīšanas tehnoloģija, kas atdala vērtīgus minerālus no piemaisījumiem gāzes-šķidruma-cietvielu saskarnēs, izmantojot rūdās esošo dažādo minerālu virsmas īpašību atšķirības, un to sauc arī par "starpfāžu atdalīšanu". Visi tehnoloģiskie procesi, kuros minerālu daļiņas tieši vai netieši atdala, balstoties uz fāžu saskarnēm, pamatojoties uz dažādu minerālu daļiņu atšķirīgajām starpfāžu īpašībām, ietilpst flotācijas definīcijā.

Minerālu virsmas īpašības attiecas uz fizikālām, ķīmiskām un citām īpašībām uz minerālu daļiņu virsmas, piemēram, virsmas mitrināmību, virsmas elektriskās īpašības, kā arī virsmas atomu ķīmisko saišu veidu, piesātinājumu un aktivitāti. Dažādu minerālu daļiņu virsmas īpašībās pastāv atšķirības. Šādas īpašību atšķirības ļauj atdalīt un bagātināt minerālus ar fāžu saskarņu palīdzību, tāpēc flotācijas procesā tiek izmantotas gāzes, šķidruma un cietvielu trīsfāžu saskarnes.

Mākslīga modifikācija var mainīt minerālu virsmas īpašības, lai palielinātu virsmas īpašību atšķirību starp vērtīgām minerālu daļiņām un piemaisījumu minerālu daļiņām, lai atvieglotu atdalīšanu. Flotācijas operācijāsflotācijas reaģentiparasti tiek izmantoti, lai mākslīgi modificētu minerālu virsmas īpašības, palielinātu īpašību atšķirības starp dažādiem minerāliem, palielinātu vai samazinātu minerālu virsmas hidrofobitāti, regulētu un kontrolētu minerālu flotācijas veiktspēju un galu galā sasniegtu labākus atdalīšanas rezultātus. Attiecīgi flotācijas tehnoloģijas pielietojums un attīstība ir cieši saistīta ar flotācijas reaģentiem.

Atšķirībā no minerālu fizikālajiem parametriem, piemēram, blīvuma un magnētiskās jutības, kurus ir grūti regulēt, gandrīz visas minerālu daļiņu virsmas īpašības var mākslīgi modificēt, lai radītu mērķtiecīgas virsmas īpašību atšķirības starp minerāliem atdalīšanas prasībām. Šī iemesla dēļ flotācija tiek plaši pielietota minerālu bagātināšanā un tiek dēvēta par universālu minerālu apstrādes metodi; tā izceļas kā visplašāk izmantotā un visefektīvākā atdalīšanas metode, īpaši smalkiem un īpaši smalkiem granulētiem materiāliem.

02 Flotācijas pielietojumi

Derīgo izrakteņu pārstrāde ir ražošanas darbība, lai sagatavotu izejvielas metālu kausēšanai un ķīmiskajai rūpniecībai, un putu flotācija ir attīstījusies par vienu no svarīgākajām minerālu pārstrādes metodēm. Ar flotācijas palīdzību var atdalīt praktiski visu veidu minerālresursus.

Pašlaik flotācija tiek plaši izmantota melno metālu rūdu, kurās dominē dzelzs un mangāns, piemēram, hematīta, siderīta un ilmenīta, bagātināšanai; dārgmetālu rūdām, kas galvenokārt satur zeltu un sudrabu; krāsaino metālu rūdām, tostarp vara, svina, cinka, kobalta, niķeļa, molibdēna un antimona, tostarp sulfīdu minerāliem, piemēram, galenītu, sfalerītu, halkopirītu, halkocītu un molibdenītu, pentlandītu, kā arī oksīdu minerāliem, piemēram, malahītu, cerusītu, hemimorfītu, kasiterītu un volframītu. To izmanto arī nemetālisku sāls minerālu, tostarp fluorīta, apatīta un barīta, šķīstošu sāls minerālu, piemēram, silvīta un akmeņsāļa, kā arī nemetālisku un silikātu minerālu, piemēram, ogļu, grafīta, sēra, dimanta, kvarca, vizlas, laukšpata un berila, spodumēna, atdalīšanai.

Ir uzkrāta bagātīga praktiskā pieredze, un saistītās tehnoloģijas minerālu pārstrādes nozarē turpina attīstīties, izmantojot flotācijas tehnoloģiju. Zemas kvalitātes un strukturāli sarežģītus minerālus, kas kādreiz tika uzskatīti par komerciāli bezvērtīgiem, tagad var atgūt un atkārtoti izmantot kā sekundārus resursus, izmantojot flotāciju.

Tā kā minerālu resursi pakāpeniski samazinās, vērtīgie minerāli rūdās tiek sadalīti smalkākās un sarežģītākās formās, kas rada arvien lielākas atdalīšanas grūtības. Tikmēr, lai samazinātu ražošanas izmaksas, tādas nozares kā metalurģisko materiālu un ķīmiskās inženierijas ražošana izvirza arvien stingrākas prasības attiecībā uz atdalīto minerālu koncentrātu, ko izmanto kā pārstrādes izejvielas, kvalitāti un precizitāti.

Saskaroties ar divējādām prasībām uzlabot koncentrāta kvalitāti un risināt grūtības, kas saistītas ar smalki sadalītu minerālu atdalīšanu, flotācija izceļas ar ievērojamām priekšrocībām salīdzinājumā ar alternatīvām atdalīšanas tehnoloģijām un ir kļuvusi par visplašāk izmantoto un daudzsološāko pieejamo minerālu apstrādes metodi. Sākotnēji flotācija, kas tika izmantota tikai sulfīdu minerālu atdalīšanai, ir pakāpeniski paplašināta, iekļaujot arī oksīdu minerālus un nemetāliskos minerālus, un mūsdienās katru gadu ar flotācijas palīdzību tiek pārstrādāti miljardi tonnu minerālu visā pasaulē.

Pēdējās desmitgadēs flotācijas tehnoloģija ir pārkāpusi minerālu apstrādes inženierijas robežas un atradusi arvien plašāku pielietojumu vides aizsardzības, metalurģijas, papīra ražošanas, lauksaimniecības, ķīmijas inženierijas, pārtikas ražošanas, materiālzinātnes, farmācijas un biotehnoloģijas nozarēs.

Tipiski rūpnieciskie pielietojumi ietver vērtīgu sastāvdaļu atgūšanu no starpproduktiem, gaistošām vielām un izdedžiem pirometalurģijā, izmantojot flotāciju; noderīgu komponentu ekstrakciju no hidrometalurģijas izskalošanas atlikumiem un cementēšanas nogulsnēm; makulatūras attīrīšanu un šķiedru atgūšanu no celulozes ražošanas atkritumu šķidruma ķīmiskajā rūpniecībā; kā arī vides inženierijas praksi, piemēram, smagās jēlnaftas ieguvi no upes gultnes smiltīm, smalku cietvielu piesārņotāju, koloīdu, baktēriju un metālu piemaisījumu pēdu atdalīšanu no notekūdeņiem.

Līdz ar nepārtrauktu flotācijas procesu modernizāciju un inovatīvu augstas efektivitātes flotācijas reaģentu un iekārtu parādīšanos, flotācija iegūs plašāku pielietojumu arvien vairākās rūpniecības nozarēs. Tomēr flotācijas ieviešanai pastāv trūkumi: salīdzinot ar magnētisko atdalīšanu un gravitācijas atdalīšanu, flotācija patērē vairāk ķīmisko reaģentu un rada augstākas ražošanas izmaksas; tā nosaka stingrus ierobežojumus izejvielu daļiņu izmēram; daudzi mainīgie lielumi ietekmē flotācijas veiktspēju un paaugstina procesa kontroles standartus; notekūdeņi, kas satur atlikušos flotācijas reaģentus, rada arī vides apdraudējumus.

03 Flotācijas pētījuma saturs

Flotācijas process ietver cietu minerālu daļiņu un atdalīšanas vides (ūdens un gāzes) mijiedarbību. Galvenie pētījumu temati aptver flotācijas pamatprincipus, flotācijas reaģentus, flotācijas iekārtas un flotācijas procesus.

Fundamentālās flotācijas teorijas koncentrējas uz minerālu peldspēju un starpfāžu īpašībām atdalīšanas laikā, tostarp pētījumi par starpfāžu īpašībām, starpfāžu mijiedarbību un gaisa burbuļu mineralizācijas mehānismu. Flotācijas reaģentu pētījumi koncentrējas uz reaģentu klasifikāciju, molekulāro struktūru, fizikāli ķīmiskajām īpašībām, funkcionālajiem mehānismiem, sagatavošanas metodēm un lauka pielietojuma protokoliem. Flotācijas iekārtu pētījumi ietver iekārtu konfigurāciju, darbības principus un piemērojamos scenārijus. Flotācijas procesa pētījumi aptver procesa ķēdes izkārtojumu, tehnoloģisko parametru ietekmi un regulēšanu, kā arī reaģentu pievienošanas režīmus, ko papildina praktiski pielietojuma pētījumi dažādiem rūdu veidiem.

Flotācijas pētījumu teorētiskais ietvars ietver vairākas disciplīnas, piemēram, procesu mineraloģiju, organisko ķīmiju, neorganisko ķīmiju, fizikālo ķīmiju (starpfāžu ķīmiju un koloīdu ķīmiju), šķidrumu mehāniku, mašīnbūvi, automātiskās noteikšanas tehnoloģijas un tehniski ekonomisko analīzi.