1. Konsep pengapungan
Pengapungan, juga dikenali sebagai benefisiasi pengapungan, ialah teknologi pemprosesan mineral yang memisahkan mineral berguna daripada mineral gangue pada antara muka fasa gas-cecair-pepejal dengan menggunakan perbezaan sifat permukaan mineral yang berbeza dalam bijih, dan juga dipanggil "pemisahan antara muka". Semua proses teknologi yang secara langsung atau tidak langsung menggunakan antara muka fasa untuk mencapai pemisahan zarah berdasarkan perbezaan sifat antara muka zarah mineral yang berbeza dirujuk sebagai pengapungan.
Sifat permukaan mineral merujuk kepada sifat fizikal, kimia dan sifat-sifat lain permukaan zarah mineral, seperti kebolehbasahan permukaan, sifat elektrik permukaan, jenis, ketepuan dan aktiviti ikatan kimia atom permukaan, dan sebagainya. Zarah mineral yang berbeza mempunyai perbezaan tertentu dalam sifat permukaan. Dengan menggunakan perbezaan dalam sifat permukaan zarah ini, pemisahan dan pengayaan mineral boleh dicapai dengan bantuan antara muka fasa. Oleh itu, proses pengapungan melibatkan antara muka tiga fasa gas-cecair-pepejal.
Sifat permukaan mineral boleh diubah melalui intervensi buatan, dengan tujuan untuk meningkatkan perbezaan permukaan antara mineral berguna dan zarah mineral gangue bagi memudahkan pemisahannya. Dalam pengapungan, reagen pengapungan biasanya digunakan untuk mengubah sifat permukaan mineral secara buatan, mengembangkan perbezaan sifat permukaan antara mineral, meningkatkan atau mengurangkan hidrofobisiti permukaan mineral, untuk melaraskan dan mengawal kelakuan pengapungan mineral dan mendapatkan hasil pemisahan yang lebih baik. Oleh itu, aplikasi dan pembangunan teknologi pengapungan berkait rapat dengan reagen pengapungan.
Oleh kerana sifat permukaan zarah mineral berbeza daripada parameter fizikal mineral seperti ketumpatan dan kerentanan magnet, yang sukar diubah, sifat permukaan zarah mineral pada asasnya boleh diintervensi secara buatan untuk mempunyai perbezaan yang diperlukan dalam sifat permukaan antara mineral untuk pemisahan. Oleh itu, pengapungan digunakan secara meluas dalam pemisahan mineral dan dikenali sebagai kaedah pemprosesan mineral universal. Ia merupakan kaedah pemprosesan mineral yang paling banyak digunakan dan berkesan dalam pemisahan bahan halus dan ultra halus.
2. Aplikasi Pengapungan
Pemprosesan mineral merupakan operasi pengeluaran yang menyediakan bahan mentah untuk peleburan logam dan industri kimia, dan pengapungan buih telah menjadi salah satu kaedah pemprosesan mineral yang paling penting. Hampir semua sumber mineral boleh diasingkan melalui pengapungan.
Pada masa ini, pengapungan digunakan secara meluas dalam bijih logam ferus terutamanya untuk memanfaatkan besi dan mangan, seperti hematit, smithsonite, ilmenit dan mineral lain; bijih logam berharga terutamanya untuk memanfaatkan emas dan perak; bijih logam bukan ferus seperti kuprum, plumbum, zink, kobalt, nikel, molibdenum, antimoni, termasuk mineral sulfida seperti galena, sfalerit, kalkopirit, kalkosit, molibdenit, pentlandit, dan mineral oksida seperti malakit, cerussit, hemimorfit, kasiterit, wolframit; pemisahan mineral garam bukan logam seperti fluorit, apatit, barit, dan mineral garam larut seperti garam potash dan garam batu; serta pemisahan mineral bukan logam dan mineral silikat seperti arang batu, grafit, sulfur, berlian, kuarza, mika, feldspar, beril, spodumene.
Pengapungan telah mengumpul pengalaman yang kaya dalam bidang pemprosesan mineral, dengan kemajuan teknologi yang berterusan. Bagi mineral gred rendah dan kompleks dari segi struktur yang sebelum ini dianggap tidak mempunyai nilai penggunaan perindustrian, ia kini dikitar semula (sumber sekunder) melalui pengapungan.
Apabila sumber mineral menjadi semakin berkurangan, mineral berguna diagihkan dengan lebih halus dan dicampurkan dalam bijih, menjadikan pemisahan lebih sukar; untuk mengurangkan kos pengeluaran, industri seperti bahan metalurgi dan bahan kimia mempunyai keperluan yang lebih tinggi terhadap piawaian kualiti dan ketepatan bahan mentah yang diproses, iaitu produk yang diasingkan.
Di satu pihak, adalah perlu untuk meningkatkan kualiti; di pihak yang lain, mengenai masalah mineral yang sukar diasingkan disebabkan oleh saiz zarah yang halus, pengapungan semakin menunjukkan kelebihan berbanding kaedah lain, menjadi kaedah pemprosesan mineral yang paling banyak digunakan dan menjanjikan pada masa ini. Kaedah pengapungan telah berkembang secara beransur-ansur daripada pada mulanya digunakan untuk mineral sulfida kepada mineral oksida dan mineral bukan logam. Kini, jumlah mineral yang diproses melalui pengapungan di seluruh dunia mencecah berbilion tan setiap tahun.
Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, aplikasi teknologi pengapungan tidak lagi terhad kepada bidang kejuruteraan pemprosesan mineral, tetapi telah berkembang kepada perlindungan alam sekitar, metalurgi, pembuatan kertas, pertanian, industri kimia, makanan, bahan, perubatan, biologi dan bidang-bidang lain.
Contohnya, pemulihan pengapungan komponen berguna dalam produk perantaraan, bahan meruap dan sanga pirometalurgi; pemulihan pengapungan sisa larut lesap hidrometalurgi dan produk pemendakan yang disesarkan; pengapungan dalam industri kimia untuk penyahtinjaan kertas kitar semula dan pemulihan gentian daripada cecair sisa pulpa; pengekstrakan minyak mentah berat daripada pasir bijih dasar sungai, pemisahan bahan pencemar pepejal kecil, koloid, bakteria dan penyingkiran surih bendasing logam daripada kumbahan adalah aplikasi biasa dalam kejuruteraan alam sekitar.
Dengan peningkatan proses dan kaedah pengapungan, serta kemunculan reagen dan peralatan pengapungan yang baharu dan cekap, pengapungan akan digunakan secara lebih meluas dalam lebih banyak industri dan bidang. Perlu diingatkan bahawa apabila menggunakan proses pengapungan, reagen akan menjadikan kos pemprosesan lebih tinggi (berbanding pemisahan magnetik dan pemisahan graviti); saiz zarah yang diperlukan untuk pemanfaatan agak ketat; terdapat banyak faktor yang mempengaruhi proses pengapungan, dengan keperluan teknologi yang tinggi; dan air sisa yang mengandungi reagen sisa berbahaya kepada alam sekitar.
3. Kandungan penyelidikan pengapungan
Proses pengapungan melibatkan mineral pepejal dan media pemisahan (air, gas). Kandungan utama penyelidikan ini merangkumi prinsip asas pengapungan, reagen pengapungan, jentera pengapungan, proses pengapungan, dan sebagainya.
Teori asas pengapungan merangkumi kebolehapungan mineral, sifat-sifat antara muka pemisahan, dan sebagainya, mengkaji sifat-sifat antara muka fasa, interaksi antara fasa, mekanisme mineralisasi gelembung, dan sebagainya; penyelidikan mengenai reagen pengapungan merangkumi jenis, struktur, sifat, mekanisme tindakan, kaedah penyediaan dan penggunaan reagen; penyelidikan mengenai jentera pengapungan merangkumi struktur, prinsip kerja dan masa aplikasi mesin pengapungan; penyelidikan mengenai proses pengapungan merujuk kepada struktur proses, pengaruh dan kawalan faktor proses, dan sistem reagen; di samping itu, terdapat penyelidikan mengenai aplikasi praktikal pelbagai bijih.
Sistem teori penyelidikan pengapungan melibatkan disiplin seperti mineralogi proses, kimia organik, kimia tak organik, kimia fizikal (kimia antara muka, kimia koloid), mekanik bendalir, kejuruteraan mekanikal, pengesanan automatik dan analisis teknikal dan ekonomi.
Masa siaran: 9-Feb-2026