Συλλέκτες Froth Flotation
Η επίπλευση αφρού είναι μια μέθοδος συγκέντρωσης για τον διαχωρισμό υλικών με βάση την πυκνότητα και τη συγγένειά τους για το νερό. Χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον για την αφαίρεση του σωματιδίου γάγγου από τα επιθυμητά σωματίδια. Διαφορετικές χημικές ουσίες επίπλευσης έχουν διαφορετικά φυσικοχημικά χαρακτηριστικά. Ο διαχωρισμός ορυκτών με επίπλευση αφρού επηρεάζει τις ιδιότητες αυτών των αντιδραστηρίων. Οι συλλέκτες στα αντιδραστήρια επίπλευσης αφρού απορροφώνται στην επιφάνεια των επιθυμητών ορυκτών και σχηματίζουν ένα υδρόφοβο στρώμα. Αυτό το στρώμα διαχωρίζει τα ορυκτά από το γκάζι. Η επίπλευση αφρού έχει ένα ευρύ φάσμα πρακτικών εφαρμογών - Ο διαχωρισμός ορυκτών, ο διαχωρισμός πλαστικών, η επεξεργασία λυμάτων και η ανακύκλωση χαρτιού είναι μερικές μόνο από τις εφαρμογές για την επίπλευση αφρού. Η επεξεργασία ορυκτών και η μέγιστη ικανότητα διαχωρισμού είναι δύο πλεονεκτήματα της επίπλευσης αφρού. Έχει επίσης μειονεκτήματα, όπως σημαντικό κόστος και συντήρηση.
Επίπλευση αφρού
Η επίπλευση αφρού είναι μια διαδικασία συγκέντρωσης που διαχωρίζει επιλεκτικά τα ορυκτά με βάση τη σχέση τους με το νερό και την πυκνότητά τους. Είναι ευρέως αποδεκτό έναντι άλλων μεθόδων διαχωρισμού όπως ο μαγνητικός διαχωρισμός και ο διαχωρισμός βαρύτητας. Η μέθοδος επίπλευσης αφρού εξαρτάται από τα αντιδραστήρια επίπλευσης και όχι από τις ιδιότητες των ορυκτών.
Διαδικασία επίπλευσης αφρού
Το μετάλλευμα υφίσταται επεξεργασία μέσω διεργασιών όπως η χονδροποίηση, ο καθαρισμός και ο καθαρισμός για να ληφθεί η πιο συμπυκνωμένη μορφή του επιθυμητού ορυκτού χωρίς ακαθαρσίες.
- Με μια διαδικασία που ονομάζεται "απελευθέρωση", ένα μετάλλευμα διαχωρίζεται σε διάφορα ορυκτά.
- Δημιουργήστε ένα υδρόφοβο περιβάλλον για τα επιθυμητά ορυκτά χρησιμοποιώντας χημικές ουσίες ή επιφανειοδραστικές ουσίες με "ρυθμιστικό"
- Μια μορφή λάσπης ορυκτών με νερό και τον παράγοντα δημιουργίας αφρού προστίθεται στη στήλη επίπλευσης.
- Ο αφρισμός πραγματοποιείται με την ενσωμάτωση αέρα και μόνο τα επιθυμητά ορυκτά ή μέταλλα αιωρούνται στην επιφάνεια με φυσαλίδες αέρα- "Αφρισμός"
- Διαχωρίστε τον αφρό με τη μέγιστη συγκέντρωση του επιθυμητού ορυκτού - «διαχωρισμός»
Λίστα χημικών που χρησιμοποιούνται
Για τη διαδικασία της επίπλευσης αφρού χρησιμοποιούμε διάφορα αντιδραστήρια. Τα περισσότερα από αυτά είναι σε υγρή μορφή. Εάν είναι σε ξηρή μορφή, πρέπει να τρέφεται στεγνό. Χρησιμοποιούμε κανονικά μια λίβρα αντιδραστηρίου για έναν τόνο μεταλλεύματος/λεπτό.
Συλλέκτες
Πρέπει να κάνουμε το επιθυμητό ορυκτό μας υδρόφοβο για να το δεσμεύσουμε με φυσαλίδες αέρα. Οι συλλέκτες λειτουργούν ως βάση για να γίνουν τα ορυκτά υδρόφοβα. Αυξάνει την αιωρούμενη χωρητικότητά τους καθιστώντας τους εύκολο τον διαχωρισμό.
Παραδείγματα:Ξανθικές ενώσεις, θειοκαρβανιλίδη θειουρίας και λιπαρό οξύ.
Ενεργοποιητές
Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι ενεργοποιητές ενθαρρύνουν τη σύνδεση μεταξύ συλλέκτη και επιθυμητού ορυκτού.
Παράδειγμα:Θειικός χαλκός
Frothers
Οι αφροί είναι αντιδραστήρια που δημιουργούν αφρό, τα οποία παράγουν μια μικρή φυσαλίδα αέρα στην οποία συνδέεται το επιθυμητό ορυκτό. Οι αφροί μειώνουν την επιφανειακή τάση του νερού.
Παράδειγμα:λάδι πεύκου, κρεζυλικό οξύ και πολυγλυκόλη.
Τροποποιητές
Η αλληλεπίδραση μεταξύ ορυκτού και συλλέκτη θα πρέπει να λάβει χώρα για την εκτέλεση της επίπλευσης αφρού. Οι τροποποιητές αλλάζουν τα χαρακτηριστικά ενός ορυκτού και επιμένουν να συνδέεται με τον συλλέκτη.
Παράδειγμα:ασβέστης και σόδα (τροποποιητής pH), φωσφορικά άλατα και πυριτικά άλατα (ανιονικός τροποποιητής), άμυλο και δεξτρίνη (κατιονικός τροποποιητής).
Καταθλιπτικά
Αυτά είναι τα αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται για την καταστολή της επίπλευσης ορισμένων ορυκτών εκτός από το επιθυμητό. Αυτό λειτουργεί σαν αναστολέας.
Παράδειγμα:Διχρωμικό, Κυανιούχο νάτριο.
Συλλέκτες
Οι συλλέκτες είναι τα αντιδραστήρια επίπλευσης που χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν ένα λεπτό υδρόφοβο στρώμα πάνω από τα επιθυμητά ορυκτά. Αυτό το υδρόφοβο στρώμα μειώνει τη διαβροχή των ορυκτών, αυξάνοντας τον διαχωρισμό των σωματιδίων γάγγας (βρεγμένα στο νερό) από τα ορυκτά. Οι συλλέκτες μπορούν να συνδεθούν με την επιφάνεια του ορυκτού μέσω χημικής απορρόφησης ή φυσικής απορρόφησης.
Οι συλλέκτες θεωρούνται πιο σημαντικοί στον διαχωρισμό των σιδηρομεταλλευμάτων. Η λειτουργία του αντιδραστηρίου συλλέκτη είναι να προάγει τη συγγένεια μεταξύ ορυκτών σωματιδίων και φυσαλίδων αέρα σχηματίζοντας μια υδρόφοβη επικάλυψη στην επιφάνεια του ορυκτού σωματιδίου.
Οι συλλέκτες μπορεί να είναι ανιονικά, κατιονικά και μη ιονικά Λιπαρά οξέα, ξανθικά, έλαια πεύκου κ.λπ. είναι οι συνήθεις συλλέκτες που χρησιμοποιούνται στην επίπλευση αφρού.
Παραδείγματα συλλεκτών
Οι συλλέκτες μπορεί να είναι ανιονικοί, κατιονικοί και μη ιονικοί.
Κατιονικά – Οι κατιονικοί συλλέκτες ενισχύουν τη χημεία της επιφάνειας του ορυκτού. Αυτά συνδέονται με ορυκτά με ηλεκτροστατική δύναμη. Λόγω αυτής της ηλεκτροστατικής δύναμης έλξης, οι κατιονικοί συλλέκτες βρέθηκε να έχουν χαμηλή ικανότητα συγκόλλησης. Παράγουν θετικά φορτισμένα ιόντα υδρογονάνθρακα
Παράδειγμα:Λιπαρές αμίνες
Ανιονικά – Χρησιμοποιούνται κυρίως για συλλογές μετάλλων αλκαλικών γαιών και αλκαλικών ορυκτών. Οι ομάδες ανιονικών συλλεκτών περιλαμβάνουν κυρίως καρβοξυλικά, ελαϊκό οξύ…
Παράδειγμα:Τα σωματίδια άνθρακα χαμηλής ποιότητας έχουν μικρή γωνία επαφής, γεγονός που καθιστά δύσκολο να επιπλέουν κατά τον διαχωρισμό. Όταν ένα καρβοξυλικό οξύ προστίθεται ως συλλέκτης, διαπιστώνεται ότι ενισχύει την ικανότητα πλεύσης του άνθρακα.
Μη ιοντικά- Πρόκειται για λάδια βασικών υδρογονανθράκων κυρίως-πευκοέλαιο, κηροζίνη…
Παράδειγμα:Όταν διαχωρίσαμε κάρβουνα χαμηλής ποιότητας με μη ιονικούς συλλέκτες (μείγμα κηροζίνης και πευκέλαιου), υπήρχε μια σημαντική ποσότητα τέφρας συμπυκνωμένη μαζί τους. Όταν χρησιμοποιούσαμε ιονικούς συλλέκτες όπως τα λιπαρά οξέα, υπήρξε σημαντική μείωση στη συγκέντρωση της τέφρας.
Μερικοί κοινοί συλλέκτες και ο τρόπος προσθήκης τους
Λιπαρά οξέα
Τα λιπαρά οξέα είναι συλλέκτες για μεταλλεύματα σιδήρου, που κατακρημνίζονται από το σκληρό νερό.
- Ελεϊκό οξύ – προστίθεται στον ορυκτό πολτό ως υγρό γαλάκτωμα
- Ευγενισμένο ελαϊκό οξύ- προστίθεται στον ορυκτό πολτό ως υγρό γαλάκτωμα
- Σαπούνι Na με λιπαρά οξέα – προστίθεται στον ορυκτό πολτό ως διάλυμα 5 έως 20%
θειϊκά και σουλφονικά αλκυλεστέρα
Τα αλκυλοθειικά και σουλφονικά είναι επίσης συλλέκτες για τα μεταλλεύματα σιδήρου.
- Δωδεκύλιο σε κητύλιο – προστίθεται στον ορυκτό πολτό ως διάλυμα 5 έως 20 %. Χρησιμοποιείται για την επίπλευση SiO2
- Οξεικές αμίνες – διάλυμα 5-10%. Χρησιμοποιείται για την επίπλευση χαλαζία, πυριτικά
- Άλατα τεταρτοταγούς αμμωνίου – διάλυμα 5-10%. Χρησιμοποιείται για την επίπλευση χαλαζία, πυριτικά
- Αιθέρα αμίνες και διαμίνες – Αδιάλυτες. Χρησιμοποιείται για την επίπλευση χαλαζία, πυριτικά
Ανιονικοί υποκαταστάτες θείου
Είναι κυρίως ξανθικά-ξανθικό αμυλικό κάλιο, ξανθικό ισοβουτυλικό νάτριο και ξανθικό αιθυλικό κάλιο. Χρησιμοποιείται στην επίπλευση Cu, Mo και Ni.
Συμπέρασμα
Η επίπλευση αφρού διαχωρίζει τα ορυκτά από τα σωματίδια του γάνγκου με βάση τη χημεία της επιφάνειάς τους. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί τα χαρακτηριστικά των χημικών επίπλευσης αφρού για να επιπλέει ορισμένα ορυκτά. Εν ολίγοις, η μέθοδος επίπλευσης αφρού εξαρτάται από τα αντιδραστήρια επίπλευσης και όχι από τις ιδιότητες των ορυκτών.
Οι συλλέκτες σχηματίζουν ένα λεπτό υδρόφοβο στρώμα πάνω από τα επιθυμητά ορυκτά κάνοντάς τα να διαχωρίζονται από τα σωματίδια γάγγας. Αυξάνει την ικανότητα επίπλευσης των ορυκτών αυξάνοντας τη γωνία επαφής. Οι συλλέκτες επίπλευσης αφρού μπορεί να είναι ανιονικοί, κατιονικοί και μη ιονικοί.
