1. Conceptul de flotație
Flotația, cunoscută și sub denumirea de flotație prin întărire, este o tehnologie de procesare a mineralelor care separă mineralele utile de mineralele de gangă la interfața fazei gaz-lichid-solidă, utilizând diferențele de proprietăți de suprafață ale diferitelor minerale din minereuri și este numită și „separare la interfață”. Toate procesele tehnologice care utilizează direct sau indirect interfețele de fază pentru a realiza separarea particulelor pe baza diferențelor de proprietăți de interfață ale diferitelor particule minerale sunt denumite flotație.
Proprietățile suprafeței minerale se referă la proprietățile fizice, chimice și de altă natură ale suprafeței particulelor minerale, cum ar fi umectabilitatea suprafeței, proprietățile electrice ale suprafeței, tipurile, saturația și activitatea legăturilor chimice ale atomilor de suprafață etc. Diferite particule minerale au anumite diferențe în ceea ce privește proprietățile suprafeței. Prin utilizarea acestor diferențe în proprietățile suprafeței particulelor, separarea și îmbogățirea mineralelor pot fi realizate cu ajutorul interfețelor de fază. Prin urmare, procesul de flotație implică interfețe trifazice gaz-lichid-solid.
Proprietățile suprafeței mineralelor pot fi modificate prin intervenție artificială, cu scopul de a crește diferențele de suprafață dintre mineralele utile și particulele minerale de gangă pentru a facilita separarea acestora. În flotație, reactivii de flotație sunt de obicei utilizați pentru a modifica artificial proprietățile suprafeței mineralelor, a extinde diferențele de proprietăți de suprafață dintre minerale, a crește sau a reduce hidrofobicitatea suprafețelor minerale, astfel încât să se ajusteze și să se controleze comportamentul de flotație al mineralelor și să se obțină rezultate mai bune de separare. Prin urmare, aplicarea și dezvoltarea tehnologiei de flotație sunt strâns legate de reactivii de flotație.
Întrucât proprietățile de suprafață ale particulelor minerale sunt diferite de parametrii fizici ai mineralelor, cum ar fi densitatea și susceptibilitatea magnetică, care sunt dificil de modificat, proprietățile de suprafață ale particulelor minerale pot fi practic modificate artificial pentru a obține diferențele necesare în proprietățile de suprafață ale mineralelor pentru separare. Prin urmare, flotația este utilizată pe scară largă în separarea mineralelor și este cunoscută ca metoda universală de procesare a mineralelor. Este în special cea mai utilizată și eficientă metodă de procesare a mineralelor în separarea materialelor fine și ultrafine.
2. Aplicații ale flotației
Prelucrarea mineralelor este o operațiune de producție care pregătește materii prime pentru topirea metalelor și industria chimică, iar flotația cu spumă a devenit una dintre cele mai importante metode de prelucrare a mineralelor. Aproape toate resursele minerale pot fi separate prin flotație.
În prezent, flotația este utilizată pe scară largă în minereurile metalice feroase, în principal pentru extragerea fierului și manganului, cum ar fi hematitul, smithsonitul, ilmenitul și alte minerale; minereuri metalice prețioase, în principal pentru extragerea aurului și argintului; minereuri metalice neferoase, cum ar fi cuprul, plumbul, zincul, cobaltul, nichelul, molibdenul, antimoniul, inclusiv minerale sulfurate, cum ar fi galena, sfalerita, calcopirita, calcocita, molibdenita, pentlandita, și minerale oxidice, cum ar fi malachitul, cerusita, hemimorfita, casiterita, wolframita; separarea mineralelor sărate nemetalice, cum ar fi fluorita, apatita, baritina, și a mineralelor sărate solubile, cum ar fi sarea de potasiu și sarea gemă; precum și separarea mineralelor nemetalice și a mineralelor silicate, cum ar fi cărbunele, grafitul, sulful, diamantul, cuarțul, mica, feldspatul, berilul, spodumenul.
Flotația a acumulat o experiență bogată în domeniul prelucrării mineralelor, cu progres tehnologic continuu. Mineralele de grad scăzut și complexe din punct de vedere structural, considerate anterior ca neavând valoare utilizabilă industrial, sunt acum reciclate (resurse secundare) prin flotație.
Pe măsură ce resursele minerale devin din ce în ce mai sărace, mineralele utile sunt distribuite mai fin și amestecate în minereuri, ceea ce face separarea mai dificilă; pentru a reduce costurile de producție, industriile precum cea a materialelor metalurgice și a substanțelor chimice au cerințe mai mari privind standardele de calitate și precizia materiilor prime prelucrate, adică a produselor separate.
Pe de o parte, este necesară îmbunătățirea calității; pe de altă parte, în ceea ce privește problema greutății de separare a mineralelor din cauza dimensiunii fine a particulelor, flotația a demonstrat din ce în ce mai multe avantaje față de alte metode, devenind cea mai utilizată și promițătoare metodă de prelucrare a mineralelor în prezent. Metodele de flotație s-au dezvoltat treptat, de la utilizarea inițială pentru minerale sulfurate la minerale oxidice și minerale nemetalice. În prezent, cantitatea totală de minerale procesate prin flotație la nivel mondial ajunge la miliarde de tone în fiecare an.
În ultimele decenii, aplicarea tehnologiei de flotație nu se mai limitează la domeniul ingineriei de prelucrare a mineralelor, ci s-a extins la protecția mediului, metalurgie, fabricarea hârtiei, agricultură, industria chimică, alimente, materiale, medicină, biologie și alte domenii.
De exemplu, recuperarea prin flotație a componentelor utile din produsele intermediare, substanțele volatile și zgura pirometalurgiei; recuperarea prin flotație a reziduurilor de levigare hidrometalurgică și a produselor de precipitare dislocate; flotația în industria chimică pentru decernealizarea hârtiei reciclate și recuperarea fibrelor din lichidul rezidual de celuloză; extracția țițeiului greu din nisipul din albia râurilor, separarea poluanților solizi mici, a coloizilor, a bacteriilor și îndepărtarea impurităților metalice din apele uzate sunt aplicații tipice în ingineria mediului.
Odată cu îmbunătățirea proceselor și metodelor de flotație și cu apariția unor reactivi și echipamente de flotație noi și eficiente, flotația va fi utilizată pe scară largă în mai multe industrii și domenii. Trebuie menționat că, atunci când se utilizează procese de flotație, reactivii vor crește costul de procesare (în comparație cu separarea magnetică și separarea gravitațională); dimensiunea necesară a particulelor pentru valorificare este relativ strictă; există mulți factori care afectează procesul de flotație, cu cerințe tehnologice ridicate; iar apele uzate care conțin reactivi reziduali sunt dăunătoare mediului.
3. Conținutul cercetării privind flotația
Procesul de flotație implică minerale solide și medii de separare (apă, gaz). Conținutul principal al cercetării include principiile de bază ale flotației, reactivii de flotație, utilajele de flotație, procesele de flotație etc.
Teoria de bază a flotației include flotabilitatea mineralelor, proprietățile interfețelor de separare etc., studiind proprietățile interfețelor de fază, interacțiunea dintre faze, mecanismul de mineralizare al bulelor etc.; cercetarea reactivilor de flotație include tipurile, structurile, proprietățile, mecanismele de acțiune, metodele de preparare și utilizare a reactivilor; cercetarea mașinilor de flotație include structura, principiul de funcționare și ocaziile de aplicare ale mașinilor de flotație; cercetarea proceselor de flotație se referă la structura procesului, influența și controlul factorilor de proces și sistemul de reactivi; în plus, există cercetări privind aplicarea practică a diferitelor minereuri.
Sistemul teoretic al cercetării în flotație implică discipline precum mineralogia proceselor, chimia organică, chimia anorganică, chimia fizică (chimia interfeței, chimia coloizilor), mecanica fluidelor, ingineria mecanică, detecția automată și analiza tehnică și economică.
Data publicării: 09 februarie 2026