१. तरंगण्याची संकल्पना
फ्लोटेशन, ज्याला फ्लोटेशन बेनिफिशिएशन असेही म्हणतात, हे एक खनिज प्रक्रिया तंत्रज्ञान आहे. यामध्ये धातुकांमधील वेगवेगळ्या खनिजांच्या पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांमधील फरकाचा उपयोग करून वायू-द्रव-घन प्रावस्था आंतरपृष्ठावर उपयुक्त खनिजांना निरुपयोगी खनिजांपासून वेगळे केले जाते आणि याला “आंतरपृष्ठ विलगीकरण” असेही म्हटले जाते. वेगवेगळ्या खनिज कणांच्या आंतरपृष्ठ गुणधर्मांमधील फरकाच्या आधारावर कण विलगीकरण साधण्यासाठी, प्रावस्था आंतरपृष्ठांचा प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षपणे वापर करणाऱ्या सर्व तांत्रिक प्रक्रिया फ्लोटेशन म्हणून ओळखल्या जातात.
खनिजांच्या पृष्ठभागाचे गुणधर्म म्हणजे खनिज कणांच्या पृष्ठभागाचे भौतिक, रासायनिक आणि इतर गुणधर्म, जसे की पृष्ठभागाची ओलेपणाची क्षमता, पृष्ठभागाचे विद्युत गुणधर्म, पृष्ठभागावरील अणूंच्या रासायनिक बंधांचे प्रकार, संपृक्तता आणि क्रियाशीलता इत्यादी. वेगवेगळ्या खनिज कणांच्या पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांमध्ये काही विशिष्ट फरक असतात. कणांच्या पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांमधील या फरकांचा उपयोग करून, प्रावस्था आंतरपृष्ठांच्या मदतीने खनिजांचे विलगीकरण आणि संवर्धन साधता येते. म्हणूनच, प्लवन प्रक्रियेमध्ये वायू-द्रव-घन या तीन प्रावस्था आंतरपृष्ठांचा समावेश असतो.
उपयुक्त खनिजे आणि निरुपयोगी खनिज कणांमधील पृष्ठभागातील फरक वाढवून त्यांचे विलगीकरण सुलभ करण्याच्या उद्देशाने, कृत्रिम हस्तक्षेपाद्वारे खनिजांच्या पृष्ठभागाचे गुणधर्म बदलले जाऊ शकतात. प्लवन प्रक्रियेत, खनिजांच्या पृष्ठभागाचे गुणधर्म कृत्रिमरित्या बदलण्यासाठी, खनिजांमधील पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांमधील फरक वाढवण्यासाठी, खनिजांच्या पृष्ठभागाची जलविरोधीता वाढवण्यासाठी किंवा कमी करण्यासाठी सामान्यतः प्लवन अभिकर्मकांचा वापर केला जातो, जेणेकरून खनिजांच्या प्लवन वर्तनाचे समायोजन व नियंत्रण करता येईल आणि विलगीकरणाचे चांगले परिणाम मिळवता येतील. त्यामुळे, प्लवन तंत्रज्ञानाचा वापर आणि विकास हे प्लवन अभिकर्मकांशी जवळून संबंधित आहेत.
खनिज कणांचे पृष्ठभागीय गुणधर्म हे घनता आणि चुंबकीय संवेदनशीलता यांसारख्या खनिजांच्या भौतिक मापदंडांपेक्षा वेगळे असल्यामुळे, आणि हे मापदंड बदलणे कठीण असल्यामुळे, खनिजांच्या विलगिकरणासाठी त्यांच्या पृष्ठभागीय गुणधर्मांमध्ये आवश्यक असलेला फरक निर्माण करण्याकरिता, मुळात कृत्रिमरित्या हस्तक्षेप केला जाऊ शकतो. त्यामुळे, प्लवन पद्धतीचा वापर खनिज विलगिकरणात मोठ्या प्रमाणावर केला जातो आणि ती एक सार्वत्रिक खनिज प्रक्रिया पद्धत म्हणून ओळखली जाते. विशेषतः सूक्ष्म आणि अतिसूक्ष्म पदार्थांच्या विलगिकरणासाठी ही सर्वात जास्त वापरली जाणारी आणि प्रभावी खनिज प्रक्रिया पद्धत आहे.
२. प्लवन प्रक्रियेचे उपयोग
खनिज प्रक्रिया ही धातू प्रगलन आणि रासायनिक उद्योगासाठी कच्चा माल तयार करणारी एक उत्पादन प्रक्रिया आहे, आणि फ्रॉथ फ्लोटेशन ही सर्वात महत्त्वाच्या खनिज प्रक्रिया पद्धतींपैकी एक बनली आहे. फ्लोटेशनद्वारे जवळजवळ सर्व खनिज संसाधने वेगळी केली जाऊ शकतात.
सध्या, प्लवन पद्धतीचा वापर प्रामुख्याने लोह आणि मॅंगनीजचे शुद्धीकरण करण्यासाठी लोहयुक्त धातूंच्या खनिजांमध्ये, जसे की हेमॅटाइट, स्मिथसोनाइट, इल्मेनाइट आणि इतर खनिजे; सोने आणि चांदीचे शुद्धीकरण करण्यासाठी मौल्यवान धातूंच्या खनिजांमध्ये; तांबे, शिसे, जस्त, कोबाल्ट, निकेल, मॉलिब्डेनम, अँटिमनी यांसारख्या अलौह धातूंच्या खनिजांमध्ये, तसेच गॅलेना, स्फॅलेराइट, चालकोपायराइट, चालकोसाइट, मॉलिब्डेनाइट, पेंटलँडाइट यांसारख्या सल्फाइड खनिजांमध्ये आणि मॅलाकाइट, सेरुसाइट, हेमिमॉर्फाइट, कॅसिटेराइट, वुल्फ्रामाइट यांसारख्या ऑक्साइड खनिजांमध्ये; आणि फ्लुओराइट, ॲपेटाइट, बॅराइट यांसारख्या अधातू क्षार खनिजांच्या आणि पोटॅश क्षार व सैंधव क्षार यांसारख्या विद्राव्य क्षार खनिजांच्या विलगीकरणासाठी मोठ्या प्रमाणावर केला जातो; तसेच कोळसा, ग्रॅफाइट, गंधक, हिरा, क्वार्ट्ज, अभ्रक, फेल्डस्पार, बेरिल, स्पोड्युमेन यांसारख्या अधातू खनिजे आणि सिलिकेट खनिजांचे विलगीकरण.
सतत होणाऱ्या तांत्रिक प्रगतीमुळे, प्लवन प्रक्रियेने खनिज प्रक्रियेच्या क्षेत्रात समृद्ध अनुभव मिळवला आहे. कमी प्रतीच्या आणि संरचनात्मकदृष्ट्या गुंतागुंतीच्या खनिजांना, ज्यांना पूर्वी औद्योगिक उपयोगाचे कोणतेही मूल्य नाही असे मानले जात होते, आता प्लवन प्रक्रियेद्वारे त्यांचे पुनर्चक्रीकरण (दुय्यम संसाधने) केले जात आहे.
खनिज संसाधने अधिकाधिक दुर्मिळ होत असल्याने, उपयुक्त खनिजे अधिक बारीक कणांमध्ये आणि धातुकांमध्ये मिसळली जातात, ज्यामुळे त्यांचे विलगीकरण अधिक कठीण होते; उत्पादन खर्च कमी करण्यासाठी, धातुशास्त्रीय साहित्य आणि रसायने यांसारख्या उद्योगांना प्रक्रिया केलेल्या कच्च्या मालाच्या, म्हणजेच विलगीकृत उत्पादनांच्या, गुणवत्ता मानकांवर आणि अचूकतेवर उच्च आवश्यकता असतात.
एकीकडे गुणवत्ता सुधारणे आवश्यक आहे; तर दुसरीकडे, सूक्ष्म कणांच्या आकारामुळे खनिजे वेगळी करणे कठीण होते या समस्येमुळे, प्लवन पद्धतीचे इतर पद्धतींपेक्षा फायदे वाढत गेले आहेत आणि सध्या ती सर्वात जास्त वापरली जाणारी व आश्वासक खनिज प्रक्रिया पद्धत बनली आहे. प्लवन पद्धती सुरुवातीला सल्फाइड खनिजांसाठी वापरल्या जात होत्या, पण हळूहळू त्यांचा विकास होऊन आता त्यांचा वापर ऑक्साइड खनिजे आणि अधातू खनिजांपर्यंत झाला आहे. आता, जगभरात प्लवन पद्धतीने प्रक्रिया केलेल्या खनिजांचे एकूण प्रमाण दरवर्षी अब्जावधी टनांपर्यंत पोहोचले आहे.
अलिकडच्या दशकांमध्ये, फ्लोटेशन तंत्रज्ञानाचा वापर आता केवळ खनिज प्रक्रिया अभियांत्रिकी क्षेत्रापुरता मर्यादित राहिलेला नाही, तर तो पर्यावरण संरक्षण, धातुशास्त्र, कागदनिर्मिती, कृषी, रासायनिक उद्योग, अन्न, साहित्य, औषध, जीवशास्त्र आणि इतर क्षेत्रांपर्यंत विस्तारला आहे.
उदाहरणार्थ, पायरोमेटलर्जीमधील मध्यवर्ती उत्पादने, बाष्पशील पदार्थ आणि स्लगमधील उपयुक्त घटकांची फ्लोटेशनद्वारे पुनर्प्राप्ती; हायड्रोमेटलर्जिकल लीचिंगचे अवशेष आणि विस्थापित अवक्षेपण उत्पादनांची फ्लोटेशनद्वारे पुनर्प्राप्ती; रासायनिक उद्योगात पुनर्वापर केलेल्या कागदातील शाई काढण्यासाठी आणि लगद्याच्या टाकाऊ द्रवातून तंतू पुनर्प्राप्त करण्यासाठी फ्लोटेशन; नदीपात्रातील धातूच्या वाळूतून जड कच्चे तेल काढणे, लहान घन प्रदूषक, कलिल, जीवाणू यांचे विलगीकरण आणि सांडपाण्यातील सूक्ष्म धातूंच्या अशुद्धी काढून टाकणे, ही पर्यावरण अभियांत्रिकीमधील ठराविक उपयोजने आहेत.
फ्लोटेशन प्रक्रिया आणि पद्धतींमध्ये सुधारणा झाल्यामुळे, तसेच नवीन आणि कार्यक्षम फ्लोटेशन अभिकर्मक आणि उपकरणे उपलब्ध झाल्यामुळे, फ्लोटेशनचा वापर अधिक उद्योग आणि क्षेत्रांमध्ये अधिक व्यापकपणे केला जाईल. हे लक्षात घेतले पाहिजे की फ्लोटेशन प्रक्रिया वापरताना, अभिकर्मकांमुळे प्रक्रियेचा खर्च वाढतो (चुंबकीय विलगीकरण आणि गुरुत्वाकर्षण विलगीकरणाच्या तुलनेत); शुद्धीकरणासाठी आवश्यक कणांच्या आकाराचे निकष तुलनेने कठोर असतात; फ्लोटेशन प्रक्रियेवर परिणाम करणारे अनेक घटक असून, त्यासाठी उच्च तांत्रिक आवश्यकता असतात; आणि अवशिष्ट अभिकर्मक असलेले सांडपाणी पर्यावरणासाठी हानिकारक असते.
३. प्लवन संशोधनाचा आशय
प्लवन प्रक्रियेमध्ये घन खनिजे आणि विलगीकरण माध्यम (पाणी, वायू) यांचा समावेश असतो. या संशोधनाच्या मुख्य सामग्रीमध्ये प्लवनाची मूलभूत तत्त्वे, प्लवन अभिकर्मक, प्लवन यंत्रसामग्री, प्लवन प्रक्रिया इत्यादींचा समावेश आहे.
प्लवनाच्या मूलभूत सिद्धांतामध्ये खनिजांची प्लवनक्षमता, विलगीकरण आंतरपृष्ठांचे गुणधर्म, प्रावस्था आंतरपृष्ठांचे गुणधर्म, प्रावस्थांमधील आंतरक्रिया, बुडबुड्यांची खनिजीकरण यंत्रणा इत्यादींचा अभ्यास समाविष्ट आहे; प्लवन अभिकर्मकांवरील संशोधनामध्ये अभिकर्मकांचे प्रकार, संरचना, गुणधर्म, कार्यप्रणाली, तयारी आणि वापरण्याच्या पद्धती यांचा समावेश आहे; प्लवन यंत्रसामग्रीवरील संशोधनामध्ये प्लवन यंत्रांची संरचना, कार्यतत्त्व आणि वापराची ठिकाणे यांचा समावेश आहे; प्लवन प्रक्रियेवरील संशोधनामध्ये प्रक्रियेची संरचना, प्रक्रिया घटकांचा प्रभाव आणि नियंत्रण, आणि अभिकर्मक प्रणाली यांचा संदर्भ असतो; याव्यतिरिक्त, विविध खनिजांच्या व्यावहारिक उपयोगावरही संशोधन केले जाते.
फ्लोटेशन संशोधनाच्या सैद्धांतिक प्रणालीमध्ये प्रक्रिया खनिजशास्त्र, सेंद्रिय रसायनशास्त्र, असेंद्रिय रसायनशास्त्र, भौतिक रसायनशास्त्र (इंटरफेस रसायनशास्त्र, कलिल रसायनशास्त्र), द्रव यांत्रिकी, यांत्रिक अभियांत्रिकी, स्वयंचलित शोधन आणि तांत्रिक व आर्थिक विश्लेषण यांसारख्या विषयांचा समावेश होतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०९-फेब्रुवारी-२०२६