01 KonsepPengapungan
Pengapungan, juga dikenali sebagai pemprosesan mineral pengapungan, ialah teknologi pemisahan mineral yang memisahkan mineral berharga daripada mineral gangue pada antara muka gas-cecair-pepejal dengan memanfaatkan perbezaan sifat permukaan pelbagai mineral yang terkandung dalam bijih, dan ia juga dirujuk sebagai "pemisahan antara muka". Semua proses teknologi yang memisahkan zarah mineral secara langsung atau tidak langsung bergantung pada antara muka fasa berdasarkan sifat antara muka zarah mineral yang berbeza berada di bawah definisi pengapungan.
Sifat permukaan mineral merujuk kepada ciri-ciri fizikal, kimia dan ciri-ciri lain pada permukaan zarah mineral, seperti kebolehbasahan permukaan, sifat elektrik permukaan, serta jenis, tepu dan aktiviti ikatan kimia atom permukaan. Perbezaan wujud dalam sifat permukaan zarah mineral yang berbeza. Perbezaan sifat sedemikian membolehkan pemisahan dan pengayaan mineral dengan bantuan antara muka fasa, itulah sebabnya proses pengapungan melibatkan antara muka tiga fasa gas, cecair dan pepejal.
Pengubahsuaian buatan boleh mengubah sifat permukaan mineral untuk meluaskan jurang sifat permukaan antara zarah mineral berharga dan zarah mineral gangue untuk pemisahan yang lebih mudah. Dalam operasi pengapungan,reagen pengapunganbiasanya digunakan untuk mengubah suai ciri permukaan mineral secara buatan, mengembangkan perbezaan sifat antara mineral yang berbeza, meningkatkan atau mengurangkan hidrofobisiti permukaan mineral, mengawal dan mengawal prestasi pengapungan mineral, dan akhirnya mencapai hasil pemisahan yang unggul. Sehubungan itu, aplikasi dan kemajuan teknologi pengapungan berkait rapat dengan reagen pengapungan.
Tidak seperti parameter fizikal mineral seperti ketumpatan dan kerentanan magnet yang sukar diselaraskan, hampir semua sifat permukaan zarah mineral boleh diubah suai secara buatan untuk mewujudkan perbezaan sifat permukaan yang disasarkan antara mineral untuk keperluan pemisahan. Atas sebab ini, pengapungan menikmati aplikasi yang meluas dalam pemanfaatan mineral dan digelar kaedah pemprosesan mineral universal; ia menonjol sebagai teknik pemisahan yang paling banyak digunakan dan paling berkesan terutamanya untuk bahan berbutir halus dan ultra halus.
02 Aplikasi Pengapungan
Pemprosesan mineral merupakan operasi pengeluaran untuk menyediakan bahan mentah bagi peleburan logam dan industri kimia, dan pengapungan buih telah berkembang menjadi salah satu teknik pemprosesan mineral yang paling penting. Secara praktikalnya semua jenis sumber mineral boleh diasingkan melalui pengapungan.
Pada masa ini, pengapungan digunakan secara meluas untuk pemanfaatan bijih logam ferus yang didominasi oleh besi dan mangan, seperti hematit, siderit dan ilmenit; bijih logam berharga yang kebanyakannya mengandungi emas dan perak; bijih logam bukan ferus termasuk kuprum, plumbum, zink, kobalt, nikel, molibdenum dan antimoni, meliputi mineral sulfida seperti galena, sfalerit, kalkopirit, kalkosit dan molibdenit, pentlandit, serta mineral oksida seperti malakit, cerussit, hemimorfit, kasiterit dan wolframit. Ia juga digunakan dalam pemisahan mineral garam bukan logam termasuk fluorit, apatit dan barit, mineral garam larut seperti silvit dan garam batu, di samping mineral bukan logam dan silikat seperti arang batu, grafit, sulfur, berlian, kuarza, mika, feldspar dan beril, spodumene.
Pengalaman praktikal yang banyak telah dikumpulkan dan teknologi berkaitan terus maju dalam industri pemprosesan mineral melalui pembangunan pengapungan. Mineral gred rendah dan kompleks dari segi struktur yang dahulunya dianggap tidak bernilai secara komersial kini boleh dipulihkan dan digunakan semula sebagai sumber sekunder melalui pengapungan.
Memandangkan sumber mineral secara beransur-ansur menjadi semakin berkurangan, mineral berharga diagihkan dalam bentuk yang lebih halus dan lebih rumit dalam bijih, yang membawa kepada kesukaran pemisahan yang semakin meningkat. Sementara itu, untuk mengurangkan kos pengeluaran, industri termasuk bahan metalurgi dan kejuruteraan kimia mengenakan keperluan yang semakin ketat terhadap kualiti dan ketepatan pekatan mineral yang diasingkan yang digunakan sebagai bahan mentah pemprosesan.
Berhadapan dengan dua tuntutan untuk meningkatkan kualiti konsentrat dan menangani kesukaran dalam memisahkan mineral bersaiz halus, pengapungan menonjol dengan kelebihan yang ketara berbanding teknologi pemisahan alternatif dan telah menjadi kaedah pemprosesan mineral yang paling banyak digunakan dan menjanjikan. Pada mulanya hanya digunakan untuk pemisahan mineral sulfida, pengapungan telah diperluaskan secara progresif kepada mineral oksida dan mineral bukan logam, dengan berbilion tan mineral diproses di seluruh dunia melalui pengapungan setiap tahun pada masa kini.
Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, teknologi pengapungan telah menembusi sempadan kejuruteraan pemprosesan mineral dan menemui aplikasi yang semakin berkembang merentasi sektor perlindungan alam sekitar, metalurgi, pembuatan kertas, pertanian, kejuruteraan kimia, pengeluaran makanan, sains bahan, farmaseutikal dan bioteknologi.
Aplikasi perindustrian yang biasa termasuk pemulihan juzuk berharga daripada produk perantaraan, bahan meruap dan sanga dalam pirometalurgi melalui pengapungan; pengekstrakan komponen berguna daripada sisa larut lesap dan mendakan penyimenan hidrometalurgi; penyahtinjaan kertas buangan dan pemulihan gentian daripada cecair sisa pulpa dalam industri kimia; serta amalan kejuruteraan alam sekitar seperti pengekstrakan mentah berat daripada pasir dasar sungai, penyingkiran bahan cemar pepejal halus, koloid, bakteria dan surih bendasing logam daripada air sisa.
Dengan penaiktarafan berterusan proses pengapungan dan kemunculan reagen dan peralatan pengapungan berkecekapan tinggi yang inovatif, pengapungan akan mendapat aplikasi yang lebih luas merentasi lebih banyak sektor perindustrian. Walau bagaimanapun, terdapat kelemahan untuk pelaksanaan pengapungan: berbanding dengan pemisahan magnetik dan pemisahan graviti, pengapungan menggunakan lebih banyak reagen kimia dan membawa kos pengeluaran yang lebih tinggi; ia mengenakan sekatan ketat pada saiz zarah suapan; pelbagai pembolehubah mempengaruhi prestasi pengapungan dan meningkatkan piawaian kawalan proses; air sisa yang membawa reagen pengapungan sisa juga menimbulkan bahaya alam sekitar.
03 Kandungan Penyelidikan Pengapungan
Proses pengapungan melibatkan interaksi antara zarah mineral pepejal dan media pemisahan (air dan gas). Subjek penyelidikan teras merangkumi prinsip asas pengapungan, reagen pengapungan, jentera pengapungan dan proses pengapungan.
Teori pengapungan asas tertumpu pada kebolehapungan mineral dan ciri-ciri antara muka semasa pemisahan, termasuk penyelidikan tentang sifat antara muka, interaksi antara fasa dan mekanisme mineralisasi gelembung udara. Penyelidikan tentang reagen pengapungan memberi tumpuan kepada pengelasan reagen, struktur molekul, sifat fizikokimia, mekanisme berfungsi, teknik penyediaan dan protokol aplikasi lapangan. Kajian tentang jentera pengapungan melibatkan konfigurasi peralatan, prinsip kerja dan senario yang berkenaan. Penyelidikan proses pengapungan merangkumi susun atur litar proses, pengaruh dan pengawalaturan parameter teknologi serta rejim penambahan reagen, ditambah dengan penyelidikan aplikasi praktikal untuk pelbagai jenis bijih.
Kerangka teori penyelidikan pengapungan menggabungkan pelbagai disiplin seperti mineralogi proses, kimia organik, kimia tak organik, kimia fizikal (kimia antara muka dan kimia koloid), mekanik bendalir, kejuruteraan mekanikal, teknologi pengesanan automatik dan analisis tekno-ekonomi.
Masa siaran: 04 Jun 2026