Διαδικασία επίπλευσης αφρού

Η επίπλευση αφρού είναι μια από τις πιο δημοφιλείς τεχνικές κατεργασίας μετάλλων, που χρησιμοποιείται στην επεξεργασία ορυκτών, την επεξεργασία λυμάτων και πολλά άλλα. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην επεξεργασία ορυκτών στις αρχές του 20ου αιώνα.

Μια διαδικασία που ονομάζεται γένεση μεταλλεύματος αποδίδει μεταλλεύματα μετάλλων. Η εξόρυξη και ο εξευγενισμός βασικών μετάλλων από μεταλλεύματα είναι γνωστή ως εξορυκτική μεταλλουργία. Η διαδικασία επίπλευσης αφρού είναι σημαντική από πολλές απόψεις, για τους οποίους θα μελετήσουμε σε αυτό το άρθρο.

Σημασία της διαδικασίας επίπλευσης αφρού

Η επίπλευση αφρού είναι απαραίτητη για τον διαχωρισμό των πολύτιμων ορυκτών από τα υδρόφιλα απόβλητα. Η επίπλευση αφρού είναι μια διαδικασία κατά την οποία τα ορυκτά μπορούν να αφαιρεθούν από την επιφάνεια ενός πολτού που σχηματίζεται αφρό με τη βοήθεια χημικών, νερού και φυσαλίδων αέρα.

Όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα, η παγωμένη επίπλευση είναι ένα παράδειγμα του πώς λειτουργεί.

• Απελευθέρωση:Σύνθλιψη και άλεση πετρωμάτων για μεγαλύτερη επιφάνεια και ελεύθερα σωματίδια ορυκτών.
• Κλιματισμός:Καθιστώντας τα ορυκτά σωματίδια που θέλετε να κάνετε υδρόφοβα προσθέτοντας τασιενεργά ή χημικές ουσίες συλλογής όπως ξανθικά, διθειοφωσφορικά και θειοκαρβαμικά στο νερό.
• Flotation:Εάν θέλετε να κάνετε φυσαλίδες σε ένα λουτρό νερού (όπως ένα κελί επίπλευσης), προσθέστε έναν αφρό επίπλευσης και έναν πολτό από λεπτή σκόνη και νερό. Στη συνέχεια, το λουτρό νερού αερίζεται, έτσι οι φυσαλίδες μετακινούνται και διευκολύνουν τον διαχωρισμό της λεπτής σκόνης από το νερό.
• Αφρισμός:Τα κύτταρα επίπλευσης γεμίζουν με αέρα, δημιουργώντας έναν αφρό που κολλάει στην επιφάνεια των κυττάρων. Ορυκτά και μέταλλα, που δεν είναι υδατοδιαλυτά, προσκολλώνται στις φυσαλίδες αέρα που ανεβαίνουν στην επιφάνεια. Το υπόλοιπο μετάλλευμα δεν βγαίνει στην επιφάνεια.
• Διαχωρισμός:Ο αφρός γεμάτος με ορυκτά στη συνέχεια διαχωρίζεται από το λουτρό νερού. Το προκύπτον συμπύκνωμα εξευγενίζεται περαιτέρω για να ληφθεί το επιθυμητό ορυκτό ή μέταλλο, όπως ο χρυσός ή το ασήμι. Ο εναπομείνας πολτός μπορεί να γίνει ακόμη περισσότερο αφρός στο επόμενο κελί επίπλευσης. Για λεπτόκοκκα μεταλλεύματα όπως ο χαλκός, το χαλκό-μολυβδαίνιο ή το μέταλλο της ομάδας πλατίνας, η επίπλευση αφρού είναι ο καλύτερος τρόπος διαχωρισμού τους από άλλα ορυκτά. Το αρχικό μετάλλευμα θα μπορούσε να έχει 0,1 έως 0,5% του επιθυμητού ορυκτού ή μετάλλου, αλλά η ποιότητα μπορεί να ανέλθει έως και 20 έως 25% μετά την επίπλευση. Χρησιμοποιείται επίσης για τη λήψη άνθρακα, σιδήρου, χλωριούχου καλίου και φωσφορικών αλάτων. Στη βιομηχανία ανακύκλωσης χαρτιού, χρησιμοποιείται για την αφαίρεση ινών χαρτιού που έχουν απομελανωθεί.

Η διαδικασία επίπλευσης αφρού μπορεί να είναι μια σημαντική επένδυση όταν πρόκειται για εξοπλισμό, χημικά και πολλά άλλα. Ωστόσο, δίνει στο ορυχείο μεγάλη ευελιξία για να κάνει τη διαδικασία να λειτουργήσει για το συγκεκριμένο μετάλλευμά τους. Τα κύρια πράγματα που μπορούν να αλλάξουν είναι ο σχεδιασμός του συλλέκτη, του τροποποιητή, του αφρού και της κυψέλης επίπλευσης.

Λεπτομερής επεξήγηση της επίπλευσης αφρού

Το θειούχο μετάλλευμα και οι ακαθαρσίες (που μπορεί να είναι ή όχι άλλοι τύποι μεταλλεύματος) έχουν διαφορετικές ιδιότητες διαβροχής.

Τα μέρη μιας μηχανής επίπλευσης είναι:

Κυψέλη:Ένα δοχείο με φτερωτή μπορεί να κρατήσει τα στερεά σε αιώρηση. Βοηθά επίσης στον αερισμό όταν υπάρχουν πολλές φυσαλίδες αέρα και σωματίδια στον αέρα.

Τροφοδοσία:Είναι ο σωλήνας που χρησιμοποιείται για να φέρει πράγματα όπως ο πολτός επίπλευσης στο κελί.

Πολτός επίπλευσης:Εάν θέλετε να διαχωρίσετε τα στερεά από το νερό, συνήθως τα βάζετε σε ένα μείγμα με αναλογία στερεού προς νερό περίπου 1:3.

Τασιενεργά:Διαφορετικοί τύποι επιφανειοδραστικών ουσιών, όπως συλλέκτες και αφροποιητές, χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά σημεία αυτής της διαδικασίας.

Ρυθμιστικοί παράγοντες:Τα κατασταλτικά, οι ενεργοποιητές και οι ρυθμιστές του pH είναι παραδείγματα ρυθμιστικών παραγόντων.

Αέρας:Ο αέρας έλκεται από την αναρρόφηση της πτερωτής.

Παράγοντες που επηρεάζουν την επίπλευση αφρού

Η επίπλευση επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες. το πιο σημαντικό είναι το pH. Η αλληλεπίδραση με τους συλλέκτες και ο σχηματισμός υδρόφοβων μεμβρανών στα ορυκτά συμβαίνουν σε ένα συγκεκριμένο εύρος pH. Τα ορυκτά από σουλφίδια δεν επιπλέουν όταν το pH είναι πάνω από ένα ορισμένο σημείο, που ονομάζεται κρίσιμο pH. Για διαφορετικά μέταλλα, το κρίσιμο pH είναι διαφορετικό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον διαχωρισμό ορυκτών από έναν πολτό με περισσότερα από ένα μέταλλα.

Όταν ο συλλέκτης είναι ιονισμένος, το pH μπορεί επίσης να επηρεάσει την κατάσταση. Είναι στην περιοχή του όξινου pH που οι αμίνες είναι κατιονικές. Λόγω του αλκαλικού pH, τα αμινοξέα μακράς αλυσίδας δεν λειτουργούν καλά ως κατιονικά αντιδραστήρια. Οι μονομοριακές ενώσεις, που αποτελούνται τόσο από ιοντικά όσο και από ουδέτερα μόρια, βρίσκονται στη μέση των δύο σειρών. Είναι πολύ δραστήρια στην επιφάνεια σε αυτή τη μορφή. Αυτό ισχύει επίσης για συλλέκτες ασθενούς οξέος όπως το ελαϊκό νάτριο, το οποίο είναι ανιονικό στην περιοχή του αλκαλικού pH αλλά ουδέτερο στην περιοχή pH κάτω από 4. Αυτό συμβαίνει επειδή το ελαϊκό νάτριο είναι ένας συλλέκτης ασθενούς οξέος.

Συμπέρασμα

• Η επιφανειακή χημεία των ορυκτών που διαχωρίζονται είναι ένας σημαντικός παράγοντας στη διαδικασία επίπλευσης.
• Η επίπλευση αφρού είναι ο πιο σημαντικός τρόπος διαχωρισμού σιδηρομεταλλεύματος. Μπορεί να αποδώσει υψηλής ποιότητας σίδηρο από μεταλλεύματα χαμηλής ποιότητας και να απλωθεί σε πολύ χώρο.
• Η διαδικασία κατιονικής αντίστροφης επίπλευσης έχει υψηλότερους ρυθμούς επίπλευσης, απλούστερα συστήματα αντιδραστηρίων και χαμηλή θερμοκρασία λειτουργίας, γεγονός που καθιστά ευκολότερη τη χρήση της.
• Η λάσπη, συνήθως ένας ενεργοποιητής, χρησιμοποιείται με έναν ανιονικό συλλέκτη σε υψηλή τιμή pH για να διευκολύνει την αιώρηση του χαλαζία.