०१ संकल्पनातरंगणे
फ्लोटेशन, ज्याला फ्लोटेशन खनिज प्रक्रिया असेही म्हणतात, हे एक खनिज विलगीकरण तंत्रज्ञान आहे. यामध्ये धातुकांमध्ये असलेल्या विविध खनिजांच्या पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांमधील फरकाचा फायदा घेऊन, वायू-द्रव-घन आंतरपृष्ठांवर मौल्यवान खनिजांना निरुपयोगी खनिजांपासून वेगळे केले जाते आणि याला “आंतरपृष्ठीय विलगीकरण” असेही म्हटले जाते. विविध खनिज कणांच्या भिन्न आंतरपृष्ठीय गुणधर्मांवर आधारित, प्रावस्था आंतरपृष्ठांवर प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षपणे खनिज कणांना वेगळे करणाऱ्या सर्व तांत्रिक प्रक्रिया फ्लोटेशनच्या व्याख्येअंतर्गत येतात.
खनिजांच्या पृष्ठभागाचे गुणधर्म म्हणजे खनिज कणांच्या पृष्ठभागावरील भौतिक, रासायनिक आणि इतर वैशिष्ट्ये, जसे की पृष्ठभागाची ओलेपणाची क्षमता, पृष्ठभागाचे विद्युत गुणधर्म, तसेच पृष्ठभागावरील अणूंच्या रासायनिक बंधांचा प्रकार, संपृक्तता आणि क्रियाशीलता. वेगवेगळ्या खनिज कणांच्या पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांमध्ये भिन्नता आढळते. अशा गुणधर्मांमधील फरकांमुळे प्रावस्था आंतरपृष्ठांच्या साहाय्याने खनिजांचे विलगीकरण आणि संवर्धन शक्य होते, म्हणूनच प्लवन प्रक्रियेमध्ये वायू, द्रव आणि घन या तीन प्रावस्था आंतरपृष्ठांचा समावेश असतो.
कृत्रिम फेरबदलामुळे खनिजांच्या पृष्ठभागाचे गुणधर्म बदलता येतात, ज्यामुळे मौल्यवान खनिज कण आणि निरुपयोगी खनिज कण यांच्या पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांमधील तफावत वाढून त्यांचे विलगीकरण अधिक सुलभ होते. प्लवन प्रक्रियेमध्ये,फ्लोटेशन अभिकर्मकखनिजांच्या पृष्ठभागाची वैशिष्ट्ये कृत्रिमरित्या बदलण्यासाठी, वेगवेगळ्या खनिजांमधील गुणधर्मांमधील तफावत वाढवण्यासाठी, खनिजांच्या पृष्ठभागाची जलविरोधीता वाढवण्यासाठी किंवा कमी करण्यासाठी, खनिजांच्या प्लवन कामगिरीचे नियमन व नियंत्रण करण्यासाठी आणि अंतिमतः उत्कृष्ट विलगीकरण परिणाम मिळवण्यासाठी सामान्यतः यांचा अवलंब केला जातो. त्यानुसार, प्लवन तंत्रज्ञानाचा वापर आणि प्रगती ही प्लवन अभिकर्मकांशी जवळून निगडित आहे.
घनता आणि चुंबकीय संवेदनशीलता यांसारख्या खनिजांच्या भौतिक मापदंडांमध्ये बदल करणे कठीण असते, याउलट, विलगीकरणाच्या गरजेनुसार खनिजांमध्ये पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांमध्ये अपेक्षित फरक निर्माण करण्यासाठी, खनिज कणांचे जवळजवळ सर्व पृष्ठभागीय गुणधर्म कृत्रिमरित्या बदलता येतात. याच कारणामुळे, खनिज शुद्धीकरणामध्ये प्लवन पद्धतीचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो आणि तिला सार्वत्रिक खनिज प्रक्रिया पद्धत म्हटले जाते; विशेषतः सूक्ष्म आणि अतिसूक्ष्म कणीय पदार्थांसाठी, ही सर्वात जास्त वापरली जाणारी आणि सर्वात प्रभावी विलगीकरण पद्धत म्हणून ओळखली जाते.
०२ प्लवनाचे उपयोग
खनिज प्रक्रिया ही धातू प्रगलन आणि रासायनिक उद्योगांसाठी कच्चा माल तयार करण्याची एक उत्पादन प्रक्रिया आहे, आणि फ्रॉथ फ्लोटेशन हे सर्वात महत्त्वाच्या खनिज प्रक्रिया तंत्रांपैकी एक म्हणून विकसित झाले आहे. फ्लोटेशनद्वारे व्यावहारिकदृष्ट्या सर्व प्रकारची खनिज संसाधने वेगळी केली जाऊ शकतात.
सध्या, फ्लोटेशन पद्धत लोह आणि मॅंगनीजचे प्राबल्य असलेल्या हेमॅटाइट, सिडेराइट आणि इल्मेनाइट यांसारख्या लोहयुक्त धातूंच्या खनिजांच्या शुद्धीकरणासाठी; प्रामुख्याने सोने आणि चांदी असलेल्या मौल्यवान धातूंच्या खनिजांसाठी; तसेच तांबे, शिसे, जस्त, कोबाल्ट, निकेल, मॉलिब्डेनम आणि अँटिमनी यांसारख्या अलौह धातूंच्या खनिजांसाठी, ज्यात गॅलेना, स्फॅलेराइट, चालकोपायराइट, चालकोसाइट आणि मॉलिब्डेनाइट, पेंटलँडाइट यांसारखी सल्फाइड खनिजे, आणि मॅलाकाइट, सेरुसाइट, हेमिमॉर्फाइट, कॅसिटेराइट आणि वुल्फ्रामाइट यांसारखी ऑक्साइड खनिजे समाविष्ट आहेत, यांच्या शुद्धीकरणासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. याचा उपयोग फ्लोराइट, ॲपेटाइट आणि बॅराइट यांसारख्या अधातू क्षार खनिजांच्या, तसेच सिल्वाइट आणि सैंधव मीठ यांसारख्या विद्राव्य क्षार खनिजांच्या विलगीकरणासाठी, आणि कोळसा, ग्रॅफाइट, गंधक, हिरा, क्वार्ट्ज, अभ्रक, फेल्डस्पार आणि बेरिल, स्पोड्युमेन यांसारख्या अधातू आणि सिलिकेट खनिजांच्या विलगीकरणासाठी देखील केला जातो.
फ्लोटेशनच्या विकासामुळे खनिज प्रक्रिया उद्योगात विपुल व्यावहारिक अनुभव जमा झाला आहे आणि संबंधित तंत्रज्ञान सतत प्रगत होत आहे. एकेकाळी व्यावसायिकदृष्ट्या निरुपयोगी मानली जाणारी कमी प्रतीची आणि संरचनात्मकदृष्ट्या गुंतागुंतीची खनिजे आता फ्लोटेशनच्या माध्यमातून दुय्यम संसाधने म्हणून पुनर्प्राप्त करून पुन्हा वापरली जाऊ शकतात.
खनिज संसाधने हळूहळू कमी होत असल्यामुळे, मौल्यवान खनिजे धातुकांमध्ये अधिक बारीक आणि गुंतागुंतीच्या स्वरूपात वितरित होत आहेत, ज्यामुळे त्यांच्या विलगीकरणात वाढत्या अडचणी येत आहेत. त्याच वेळी, उत्पादन खर्च कमी करण्यासाठी, धातुशास्त्रीय साहित्य आणि रासायनिक अभियांत्रिकी यांसारखे उद्योग, प्रक्रियेसाठी कच्चा माल म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या विलगीकृत खनिज सांद्रकांच्या गुणवत्तेवर आणि अचूकतेवर अधिकाधिक कठोर आवश्यकता लादत आहेत.
सांद्रित खनिजांची गुणवत्ता सुधारणे आणि सूक्ष्म खनिजे वेगळे करण्यातील अडचण दूर करणे या दुहेरी मागण्यांमुळे, प्लवन प्रक्रिया (फ्लोटेशन) पर्यायी विलगीकरण तंत्रज्ञानापेक्षा आपले प्रमुख फायदे दाखवून देते आणि उपलब्ध असलेल्या खनिज प्रक्रिया पद्धतींपैकी सर्वात जास्त वापरली जाणारी व आश्वासक पद्धत बनली आहे. सुरुवातीला केवळ सल्फाइड खनिजे वेगळे करण्यासाठी वापरली जाणारी ही पद्धत, हळूहळू ऑक्साइड खनिजे आणि अधातू खनिजांपर्यंत विस्तारली आहे, आणि आजकाल जगभरात दरवर्षी अब्जावधी टन खनिजांवर प्लवन प्रक्रियेद्वारे प्रक्रिया केली जाते.
अलिकडच्या दशकांमध्ये, फ्लोटेशन तंत्रज्ञानाने खनिज प्रक्रिया अभियांत्रिकीच्या सीमा ओलांडल्या आहेत आणि पर्यावरण संरक्षण, धातुशास्त्र, कागदनिर्मिती, कृषी, रासायनिक अभियांत्रिकी, अन्न उत्पादन, पदार्थ विज्ञान, औषधनिर्माण आणि जैवतंत्रज्ञान या क्षेत्रांमध्ये त्याचा वाढता वापर आढळून आला आहे.
ठराविक औद्योगिक उपयोगांमध्ये पायरोमेटलर्जीमध्ये फ्लोटेशनद्वारे मध्यवर्ती उत्पादने, बाष्पशील पदार्थ आणि स्लॅगमधून मौल्यवान घटकांची पुनर्प्राप्ती; हायड्रोमेटलर्जीमधील लीचिंग अवशेष आणि सिमेंटेशन अवक्षेपांमधून उपयुक्त घटकांचे निष्कर्षण; रासायनिक उद्योगात टाकाऊ कागदाचे डीइंकिंग आणि पल्पिंग वेस्ट लिकरमधून फायबरची पुनर्प्राप्ती; तसेच नदीपात्रातील वाळूतून जड कच्चे तेल काढणे, सांडपाण्यातून बारीक घन प्रदूषक, कोलाइड्स, जीवाणू आणि सूक्ष्म धातूंच्या अशुद्धी काढून टाकणे यांसारख्या पर्यावरणीय अभियांत्रिकी पद्धतींचा समावेश होतो.
फ्लोटेशन प्रक्रियांमधील सततच्या सुधारणांमुळे आणि नाविन्यपूर्ण, उच्च-कार्यक्षम फ्लोटेशन अभिकर्मक व उपकरणांच्या उदयानंतर, फ्लोटेशनला अधिक औद्योगिक क्षेत्रांमध्ये व्यापक उपयोग मिळेल. तथापि, फ्लोटेशनच्या अंमलबजावणीमध्ये काही तोटे आहेत: चुंबकीय विलगीकरण आणि गुरुत्वाकर्षण विलगीकरणाच्या तुलनेत, फ्लोटेशनमध्ये अधिक रासायनिक अभिकर्मकांचा वापर होतो आणि उत्पादन खर्च वाढतो; यामुळे फीड कणांच्या आकारावर कठोर निर्बंध येतात; अनेक घटक फ्लोटेशनच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करतात आणि प्रक्रिया नियंत्रणाचे निकष वाढवतात; तसेच, फ्लोटेशन अभिकर्मकांचे अवशेष असलेले सांडपाणी पर्यावरणासाठी धोकादायक ठरते.
०३ प्लवनाचा संशोधन विषय
प्लवन प्रक्रियेमध्ये घन खनिज कण आणि विलगीकरण माध्यम (पाणी आणि वायू) यांच्यात आंतरक्रिया होते. मुख्य संशोधन विषयांमध्ये प्लवनाची मूलभूत तत्त्वे, प्लवन अभिकर्मक, प्लवन यंत्रसामग्री आणि प्लवन प्रक्रिया यांचा समावेश होतो.
प्लवनाचे मूलभूत सिद्धांत हे खनिजांची प्लवनक्षमता आणि विलगीकरणादरम्यानची आंतरपृष्ठीय वैशिष्ट्ये यांवर केंद्रित असतात, ज्यात आंतरपृष्ठीय गुणधर्म, आंतरप्रावस्था आंतरक्रिया आणि हवेच्या बुडबुड्यांच्या खनिजीकरण यंत्रणेवरील संशोधनाचा समावेश होतो. प्लवन अभिकर्मकांवरील संशोधन अभिकर्मकांचे वर्गीकरण, आण्विक संरचना, भौतिक-रासायनिक गुणधर्म, कार्यप्रणाली, तयारीची तंत्रे आणि क्षेत्रीय वापराच्या पद्धती यांवर लक्ष केंद्रित करते. प्लवन यंत्रसामग्रीवरील अभ्यासात उपकरणांची रचना, कार्यतत्त्वे आणि लागू होणाऱ्या परिस्थितींचा समावेश असतो. प्लवन प्रक्रियेच्या संशोधनात प्रक्रिया परिपथाची मांडणी, तांत्रिक मापदंडांचा प्रभाव व नियमन, तसेच अभिकर्मक जोडण्याच्या पद्धती यांचा समावेश होतो, ज्याला विविध प्रकारच्या धातुकांसाठीच्या व्यावहारिक उपयोजन संशोधनाची जोड दिली जाते.
फ्लोटेशन संशोधनाच्या सैद्धांतिक चौकटीमध्ये प्रक्रिया खनिजशास्त्र, सेंद्रिय रसायनशास्त्र, असेंद्रिय रसायनशास्त्र, भौतिक रसायनशास्त्र (आंतरपृष्ठीय रसायनशास्त्र आणि कलिल रसायनशास्त्र), द्रव यांत्रिकी, यांत्रिक अभियांत्रिकी, स्वयंचलित शोध तंत्रज्ञान आणि तंत्र-आर्थिक विश्लेषण यांसारख्या अनेक विषयांचा समावेश होतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: जून-०४-२०२६