1. Begreppet flotation
Flotation, även känd som flotationsanrikning, är en mineralbearbetningsteknik som separerar användbara mineraler från gångartsmineraler vid gränssnittet mellan gas-vätska-fast fas genom att utnyttja skillnaderna i ytegenskaper hos olika mineraler i malmer, och kallas även "gränssnittsseparation". Alla tekniska processer som direkt eller indirekt använder fasgränssnitt för att uppnå partikelseparation baserat på skillnaderna i gränssnittsegenskaper hos olika mineralpartiklar kallas flotation.
Mineralytegenskaper avser de fysikaliska, kemiska och andra egenskaperna hos mineralpartiklarnas yta, såsom ytvätbarhet, ytelektriska egenskaper, typer, mättnad och aktivitet hos kemiska bindningar mellan ytatomer etc. Olika mineralpartiklar har vissa skillnader i ytegenskaper. Genom att utnyttja dessa skillnader i partikelytegenskaper kan mineralseparation och anrikning uppnås med hjälp av fasgränssnitt. Därför involverar flotationsprocessen trefasgränssnitt mellan gas-vätska-fast substans.
Mineralytans egenskaper kan förändras genom artificiell intervention, i syfte att öka ytskillnaderna mellan användbara mineral och gångartsmineralpartiklar för att underlätta deras separation. Vid flotation används flotationsreagens vanligtvis för att artificiellt ändra mineralytans egenskaper, utöka skillnaderna i ytegenskaper mellan mineral, öka eller minska hydrofobiciteten hos mineralytor, för att justera och kontrollera mineralens flotationsbeteende och uppnå bättre separationsresultat. Därför är tillämpningen och utvecklingen av flotationsteknik nära besläktad med flotationsreagens.
Eftersom mineralpartiklarnas ytegenskaper skiljer sig från mineralfysikaliska parametrar som densitet och magnetisk susceptibilitet, vilka är svåra att ändra, kan mineralpartiklarnas ytegenskaper i princip påverkas artificiellt för att uppnå de skillnader i ytegenskaper mellan mineraler som krävs för separation. Därför används flotation i stor utsträckning vid mineralseparation och är känd som den universella mineralbearbetningsmetoden. Det är särskilt den mest använda och effektiva mineralbearbetningsmetoden vid separation av fina och ultrafina material.
2. Tillämpningar av flotation
Mineralbearbetning är en produktionsprocess som förbereder råvaror för metallsmältning och kemisk industri, och skumflotation har blivit en av de viktigaste mineralbearbetningsmetoderna. Nästan alla mineralresurser kan separeras genom flotation.
För närvarande används flotation i stor utsträckning i järnmalmer, främst för att anrika järn och mangan, såsom hematit, smithsonit, ilmenit och andra mineraler; ädelmetallmalmer främst för att anrika guld och silver; icke-järnmalmer såsom koppar, bly, zink, kobolt, nickel, molybden, antimon, inklusive sulfidmineraler som galena, sfalerit, kopparkis, kopkocit, molybdenit, pentlandit och oxidmineraler som malakit, cerussit, hemimorfit, kassiterit, wolframit; separation av icke-metalliska saltmineraler såsom fluorit, apatit, baryt och lösliga saltmineraler som potashsalt och bergsalt; samt separation av icke-metalliska mineraler och silikatmineraler såsom kol, grafit, svavel, diamant, kvarts, glimmer, fältspat, beryl, spodumen.
Flotation har samlat på sig rik erfarenhet inom mineralbearbetning, med kontinuerliga tekniska framsteg. För låghaltiga och strukturellt komplexa mineraler som tidigare ansågs sakna industriellt nyttjandevärde, återvinns de nu (sekundära resurser) genom flotation.
I takt med att mineralresurserna blir alltmer magra fördelas användbara mineraler finare och blandas i malmer, vilket gör separationen svårare. För att minska produktionskostnaderna har industrier som metallurgiska material och kemikalier högre krav på kvalitetsstandarder och precision hos bearbetade råvaror, dvs. separerade produkter.
Å ena sidan är det nödvändigt att förbättra kvaliteten; å andra sidan, när det gäller problemet att mineraler är svåra att separera på grund av fin partikelstorlek, har flotation alltmer visat fördelar jämfört med andra metoder och blivit den mest använda och lovande mineralbearbetningsmetoden för närvarande. Flotationsmetoder har gradvis utvecklats från att initialt användas för sulfidmineraler till oxidmineraler och icke-metalliska mineraler. Nu når den totala mängden mineraler som bearbetas genom flotation världen över miljarder ton varje år.
Under de senaste decennierna är tillämpningen av flotationsteknik inte längre begränsad till mineralbearbetningsteknik, utan har expanderat till miljöskydd, metallurgi, papperstillverkning, jordbruk, kemisk industri, livsmedel, material, medicin, biologi och andra områden.
Till exempel flotationsåtervinning av användbara komponenter i mellanprodukter, flyktiga ämnen och slagg från pyrometallurgi; flotationsåtervinning av hydrometallurgiska urlakningsrester och förträngda utfällningsprodukter; flotation inom kemisk industri för avsvärtning av återvunnet papper och fiberåtervinning från massaavfallsvätska; utvinning av tung råolja från flodbäddsmalmsand, separation av små fasta föroreningar, kolloider, bakterier och avlägsnande av spårmetallföroreningar från avloppsvatten är typiska tillämpningar inom miljöteknik.
Med förbättringen av flotationsprocesser och -metoder, och framväxten av nya och effektiva flotationsreagens och -utrustning, kommer flotation att användas i allt större utsträckning inom fler industrier och områden. Det bör noteras att vid användning av flotationsprocesser kommer reagens att göra bearbetningskostnaden högre (jämfört med magnetisk separation och gravitationsseparation); den erforderliga partikelstorleken för anrikning är relativt strikt; det finns många faktorer som påverkar flotationsprocessen, med höga tekniska krav; och avloppsvatten som innehåller restreagens är skadligt för miljön.
3. Innehåll i flotationsforskning
Flotationsprocessen involverar fasta mineraler och separationsmedier (vatten, gas). Huvudämnet i forskningen inkluderar de grundläggande principerna för flotation, flotationsreagens, flotationsmaskineri, flotationsprocesser etc.
Den grundläggande teorin om flotation inkluderar mineralers flytbarhet, egenskaper hos separationsgränssnitt, etc., studier av egenskaper hos fasgränssnitt, interaktionen mellan faser, mineraliseringsmekanismen för bubblor, etc.; forskningen om flotationsreagens inkluderar typer, strukturer, egenskaper, verkningsmekanismer, beredning och användningsmetoder för reagens; forskningen om flotationsmaskiner inkluderar struktur, arbetsprincip och tillämpningstillfällen för flotationsmaskiner; forskningen om flotationsprocesser avser processstrukturen, inverkan och kontroll av processfaktorer samt reagenssystemet; dessutom finns det forskning om praktisk tillämpning av olika malmer.
Det teoretiska systemet för flotationsforskning omfattar discipliner som processmineralogi, organisk kemi, oorganisk kemi, fysikalisk kemi (gränssnittskemi, kolloidkemi), strömningsmekanik, maskinteknik, automatisk detektion samt teknisk och ekonomisk analys.
Publiceringstid: 9 februari 2026