การแต่งแร่เป็นกระบวนการผลิตที่เตรียมวัตถุดิบสำหรับการถลุงโลหะและอุตสาหกรรมเคมี การลอยตัวด้วยฟองอากาศได้กลายเป็นหนึ่งในวิธีการแปรรูปแร่ที่สำคัญที่สุด เกือบทุกทรัพยากรแร่สามารถแยกได้โดยใช้การลอยตัวด้วยฟองอากาศ
ปัจจุบัน กระบวนการลอยตัว (Flotation) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปแร่โลหะเหล็ก โดยเฉพาะแร่เหล็กและแมงกานีส เช่น ฮีมาไทต์ สมิธโซไนต์ และอิลเมไนต์ แร่โลหะมีค่า เช่น ทองคำและเงิน แร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ได้แก่ ทองแดง ตะกั่ว สังกะสี โคบอลต์ นิกเกล โมลิบเดนัม และแอนติมอนี เช่น แร่ซัลไฟด์ เช่น กาลีนา สฟาเลอไรต์ แชลโคไพไรต์ แชลโคไซต์ โมลิบดีไนต์ และเพนท์แลนไดต์ รวมถึงแร่ออกไซด์ เช่น มาลาไคต์ เซรัสไซต์ เฮมิโมร์ไฟต์ แคสซิเทอไรต์ และวุลแฟรมไมต์ แร่เกลือที่ไม่ใช่โลหะ เช่น ฟลูออไรต์ อะพาไทต์ และแบไรต์ และแร่เกลือที่ละลายน้ำได้ เช่น ซิลไวต์ และเกลือหิน นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการแยกแร่ที่ไม่ใช่โลหะและซิลิเกต รวมถึงถ่านหิน กราไฟต์ กำมะถัน เพชร ควอตซ์ ไมกา เฟลด์สปาร์ เบริล และสปอดูมีน
กระบวนการลอยตัวได้สั่งสมประสบการณ์มากมายในด้านการแปรรูปแร่ โดยมีการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง แม้แต่แร่คุณภาพต่ำและมีโครงสร้างซับซ้อนซึ่งก่อนหน้านี้ถือว่าไม่สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ ก็สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ (ในฐานะทรัพยากรทุติยภูมิ) ผ่านกระบวนการลอยตัวแล้ว
เมื่อทรัพยากรแร่เริ่มเหลือน้อยลง และแร่ธาตุที่มีประโยชน์กระจายตัวละเอียดและไม่สม่ำเสมอมากขึ้นในแร่ ทำให้การแยกแร่ทำได้ยากขึ้น เพื่อลดต้นทุนการผลิต อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โลหะวิทยาและเคมีภัณฑ์ จึงต้องการมาตรฐานคุณภาพและความแม่นยำที่สูงขึ้นสำหรับวัตถุดิบแปรรูป หรือก็คือผลิตภัณฑ์ที่แยกแล้ว
ในด้านหนึ่ง จำเป็นต้องปรับปรุงคุณภาพ ในอีกด้านหนึ่ง กระบวนการลอยตัวแสดงให้เห็นถึงข้อดีเหนือกว่าวิธีการอื่นๆ ในการแก้ปัญหาแร่ธาตุขนาดเล็กที่แยกได้ยาก ปัจจุบันกระบวนการลอยตัวกลายเป็นวิธีการแปรรูปแร่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีศักยภาพมากที่สุด เดิมทีใช้กับแร่ซัลไฟด์ แต่ค่อยๆ ขยายไปสู่แร่ออกไซด์ แร่ที่ไม่ใช่โลหะ และอื่นๆ ปัจจุบันทั่วโลกมีการแปรรูปแร่ด้วยกระบวนการลอยตัวหลายพันล้านตันต่อปี
ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการลอยตัวไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่ในวิศวกรรมการแปรรูปแร่เท่านั้น แต่ได้ขยายไปสู่การรักษาสิ่งแวดล้อม โลหะวิทยา การผลิตกระดาษ การเกษตร เคมีภัณฑ์ อาหาร วัสดุ การแพทย์ และชีววิทยา
ตัวอย่างเช่น การลอยตัวถูกนำมาใช้เพื่อกู้คืนส่วนประกอบที่มีประโยชน์จากผลิตภัณฑ์ขั้นกลางของกระบวนการถลุงโลหะด้วยความร้อน สารระเหย และตะกรัน เพื่อกู้คืนกากที่เหลือจากการชะล้างและผลิตภัณฑ์ตกตะกอนจากกระบวนการถลุงโลหะด้วยน้ำ เพื่อกำจัดหมึกออกจากกระดาษรีไซเคิลและกู้คืนเส้นใยจากของเหลวเหลือทิ้งจากเยื่อกระดาษในอุตสาหกรรมเคมี และเพื่อสกัดน้ำมันดิบหนักจากทรายก้นแม่น้ำ แยกสารมลพิษของแข็งขนาดเล็ก คอลลอยด์ แบคทีเรีย และสิ่งเจือปนโลหะหนักจากน้ำเสีย ซึ่งเป็นการประยุกต์ใช้ทั่วไปในวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม
ด้วยการพัฒนาปรับปรุงกระบวนการและวิธีการลอยตัว รวมถึงการเกิดขึ้นของสารเคมีและอุปกรณ์ลอยตัวที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น กระบวนการลอยตัวจึงจะถูกนำไปประยุกต์ใช้ในวงกว้างมากขึ้นในอุตสาหกรรมและสาขาต่างๆ อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ การใช้กระบวนการลอยตัวนั้นมีต้นทุนการผลิตที่สูงกว่าเนื่องจากต้องใช้สารเคมี (เมื่อเทียบกับการแยกด้วยแม่เหล็กและแรงโน้มถ่วง) มีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับขนาดอนุภาคของวัตถุดิบ มีปัจจัยหลายอย่างที่ส่งผลต่อกระบวนการลอยตัว ซึ่งต้องการความแม่นยำสูง และน้ำเสียที่มีสารเคมีตกค้างซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
วันที่เผยแพร่: 26 สิงหาคม 2568