Flotationi välgörenhet
Flotation maximerar värdet av malmer genom att skickligt separera värdefulla mineraler från gångartsmineraler i mineralbearbetning genom de fysiska och kemiska skillnaderna. Oavsett om det handlar om icke-järnmetaller, järnmetaller eller icke-metalliska mineraler, spelar flotation en avgörande roll för att tillhandahålla högkvalitativa råvaror.
1. Flotationsmetoder
(1) Direktflotation
Direkt flotation avser att filtrera värdefulla mineraler från en uppslamning genom att låta dem vidhäfta till luftbubblor och flyta upp till ytan, medan gångartsmineraler stannar kvar i uppslamningen. Denna metod är avgörande vid anrikning av icke-järnmetaller. Till exempel går malmbearbetning till flotationsstadiet efter att ha genomgått krossning och malning i kopparmalmsbearbetning, där specifika anjoniska samlare introduceras för att förändra hydrofobiciteten och låta dem adsorberas på ytan av kopparmineraler. Sedan fäster hydrofoba kopparpartiklar till luftbubblor och stiger, vilket bildar ett skumlager med rik koppar. Detta skum samlas upp i en preliminär koncentration av kopparmineraler, vilket fungerar som ett högkvalitativt råmaterial för vidare förfining.
(2) Omvänd flotation
Omvänd flotation innebär att gångartsmineralerna flyter medan de värdefulla mineralerna stannar kvar i slammet. Till exempel, vid järnmalmsbearbetning med kvartsföroreningar, används anjoniska eller katjoniska samlare för att förändra slammets kemiska miljö. Detta förändrar kvartsens hydrofila natur till hydrofob, vilket gör att den kan fästa vid luftbubblor och flyta.
(3) Förmånlig flotation
När malmer innehåller två eller flera värdefulla komponenter separeras de sekventiellt med hjälp av preferensflotation baserat på faktorer som mineralaktivitet och ekonomiskt värde. Denna stegvisa flotationsprocess säkerställer att varje värdefullt mineral utvinns med hög renhet och höga utvinningsgrader, vilket maximerar resursutnyttjandet.
(4) Bulkflotation
Bulkflotation behandlar flera värdefulla mineraler som en helhet och flyter samman dem för att erhålla ett blandat koncentrat, följt av efterföljande separation. Till exempel, vid anrikning av koppar-nickelmalm, där koppar- och nickelmineraler är nära förknippade, möjliggör bulkflotation med reagens som xantater eller tioler samtidig flotation av sulfidkoppar- och nickelmineraler, vilket bildar ett blandat koncentrat. Efterföljande komplexa separationsprocesser, såsom användning av kalk- och cyanidreagens, isolerar koppar- och nickelkoncentrat med hög renhet. Denna "samla först, separera senare"-metod minimerar förlusten av värdefulla mineraler i de inledande stadierna och förbättrar avsevärt den totala utvinningsgraden för komplexa malmer.
2. Flotationsprocesser: Steg-för-steg-precision
(1) Stegflotationsprocess: Stegvis förfining
Vid flotation styr stegflotation bearbetningen av komplexa malmer genom att dela upp flotationsprocessen i flera steg.
Till exempel, i en tvåstegsflotationsprocess genomgår malmen grovmalning, vilket delvis frigör värdefulla mineraler. Det första flotationssteget återvinner dessa frigjorda mineraler som preliminära koncentrat. De återstående ofrigjorda partiklarna går vidare till ett andra malningssteg för ytterligare storleksreduktion, följt av ett andra flotationssteg. Detta säkerställer att de återstående värdefulla mineralerna separeras noggrant och kombineras med koncentratet från det första steget. Denna metod förhindrar övermalning i det initiala steget, minskar resursslöseri och förbättrar flotationsprecisionen.
För mer komplexa malmer, såsom de som innehåller flera sällsynta metaller med tätt bundna kristallstrukturer, kan en flotationsprocess i tre steg användas. Alternerande malnings- och flotationssteg möjliggör noggrann screening och säkerställer att varje värdefullt mineral utvinns med maximal renhet och utvinningsgrad, vilket lägger en stark grund för vidare bearbetning.
3. Viktiga faktorer vid flotation
(1) pH-värde: Den subtila balansen av slammets surhetsgrad
Slammets pH-värde spelar en avgörande roll i flotationen och påverkar mineralens ytegenskaper och reagensers prestanda djupt. När pH-värdet är över ett minerals isoelektriska punkt blir ytan negativt laddad; under den är ytan positivt laddad. Dessa förändringar i ytladdning dikterar adsorptionsinteraktionerna mellan mineraler och reagenser, ungefär som attraktion eller repulsion av magneter.
Till exempel, under sura förhållanden gynnas sulfidmineraler av förbättrad kollektoraktivitet, vilket gör det lättare att fånga upp målsulfidmineraler. Omvänt underlättar alkaliska förhållanden flotationen av oxidmineraler genom att modifiera deras ytegenskaper för att förbättra reagensaffiniteten.
Olika mineraler kräver specifika pH-nivåer för flotation, vilket kräver exakt kontroll. Till exempel, vid flotation av kvarts- och kalcitblandningar kan kvarts företrädesvis floteras genom att justera uppslamningens pH-värde till 2-3 och använda aminbaserade samlare. Omvänt är kalcitflotation att föredra i alkaliska förhållanden med fettsyrabaserade samlare. Denna exakta pH-justering är nyckeln till att uppnå effektiv mineralseparation.
(2) Reagensregim
Reagensregimen styr flotationsprocessen och omfattar val, dosering, beredning och tillsats av reagenser. Reagenser adsorberar selektivt på målmineralytor och förändrar deras hydrofobicitet.
Skumbildare stabiliserar bubblor i slammet och underlättar flotationen av hydrofoba partiklar. Vanliga skumbildare inkluderar tallolja och kresololja, vilka bildar stabila, väldimensionerade bubblor för partikelfästning.
Modifierare aktiverar eller hämmar mineralytegenskaper och justerar slammets kemiska eller elektrokemiska förhållanden.
Reagensdosering kräver precision – otillräckliga mängder minskar hydrofobiciteten, vilket sänker återvinningsgraden, medan för stora mängder slösar bort reagenser, ökar kostnaderna och äventyrar koncentratkvaliteten. Intelligenta enheter somonline-koncentrationsmätarekan uppnå noggrann kontroll av reagensdoseringar.
Tidpunkten och metoden för reagenstillsats är också avgörande. Justermedel, sänkmedel och vissa uppsamlare tillsätts ofta under malning för att förbereda slammets kemiska miljö tidigt. Samlare och skumbildare tillsätts vanligtvis i den första flotationstanken för att maximera deras effektivitet vid kritiska tillfällen.
(3) Luftningshastighet
Luftningshastigheten skapar optimala förhållanden för mineralernas vidhäftning till bubblor, vilket gör den till en oumbärlig faktor vid flotation. Otillräcklig luftning resulterar i för få bubblor, vilket minskar kollisions- och vidhäftningsmöjligheterna och därigenom försämrar flotationsprestanda. Överluftning leder till överdriven turbulens, vilket gör att bubblor spricker och lossnar fastsittande partiklar, vilket minskar effektiviteten.
Ingenjörer använder metoder som gasinsamling eller anemometerbaserad luftflödesmätning för att finjustera luftningshastigheterna. För grova partiklar förbättrar ökad luftning för att generera större bubblor flotationseffektiviteten. För fina eller lättflytande partiklar säkerställer noggranna justeringar stabil och effektiv flotation.
(4) Flyttid
Flotationstiden är en känslig balans mellan koncentratkvalitet och utvinningsgrad, vilket kräver exakt kalibrering. I tidiga stadier fäster värdefulla mineraler snabbt vid bubblor, vilket leder till höga utvinningsgrader och koncentratkvaliteter.
Med tiden, allt eftersom mer värdefulla mineraler floteras, kan gångartsmineraler också stiga, vilket späder ut koncentratets renhet. För enkla malmer med grovkorniga och lättflytande mineral räcker kortare flotationstider, vilket säkerställer höga utvinningsgrader utan att offra koncentratkvaliteten. För komplexa eller eldfasta malmer är längre flotationstider nödvändiga för att ge finkorniga mineraler tillräcklig interaktionstid med reagens och bubblor. Dynamisk justering av flotationstiden är ett kännetecken för exakt och effektiv flotationsteknik.
Publiceringstid: 22 januari 2025
