Flotațieîn Beneficare
Flotația maximizează valoarea minereurilor prin separarea cu abilitate a mineralelor valoroase de mineralele de gangă în procesarea mineralelor, prin diferențele fizice și chimice. Indiferent dacă este vorba de metale neferoase, metale feroase sau minerale nemetalice, flotația joacă un rol esențial în furnizarea de materii prime de înaltă calitate.
1. Metode de flotație
(1) Flotație directă
Flotația directă se referă la filtrarea mineralelor valoroase dintr-o suspensie, permițându-le să adere la bulele de aer și să plutească la suprafață, în timp ce mineralele de gangă rămân în suspensie. Această metodă este esențială în valorificarea metalelor neferoase. De exemplu, prelucrarea minereului ajunge în etapa de flotație după ce este supusă concasării și măcinării în cadrul procesării minereului de cupru, în care sunt introduși colectori anionici specifici pentru a modifica hidrofobicitatea și a le lăsa să se adsorbă pe suprafața mineralelor de cupru. Apoi, particulele hidrofobe de cupru se atașează de bulele de aer și se ridică, formând un strat de spumă bogat în cupru. Această spumă este colectată într-o concentrație preliminară de minerale de cupru, care servește drept materie primă de înaltă calitate pentru o rafinare ulterioară.
(2) Flotație inversă
Flotația inversă implică plutirea mineralelor de gangă, în timp ce mineralele valoroase rămân în suspensie. De exemplu, în prelucrarea minereului de fier cu impurități de cuarț, se utilizează colectoare anionice sau cationice pentru a modifica mediul chimic al suspensiei. Aceasta schimbă natura hidrofilă a cuarțului în hidrofobă, permițându-i să se atașeze de bulele de aer și să plutească.
(3) Flotație preferențială
Când minereurile conțin două sau mai multe componente valoroase, flotația preferențială le separă secvențial pe baza unor factori precum activitatea minerală și valoarea economică. Acest proces de flotație pas cu pas asigură recuperarea fiecărui mineral valoros cu o puritate și rate de recuperare ridicate, maximizând utilizarea resurselor.
(4) Flotație în vrac
Flotația în vrac tratează mai multe minerale valoroase ca un întreg, plutind împreună pentru a obține un concentrat mixt, urmat de separarea ulterioară. De exemplu, în domeniul îmbogățirii minereurilor de cupru-nichel, unde mineralele de cupru și nichel sunt strâns asociate, flotația în vrac folosind reactivi precum xantați sau tioli permite flotația simultană a mineralelor sulfurate de cupru și nichel, formând un concentrat mixt. Procesele complexe ulterioare de separare, cum ar fi utilizarea reactivilor de var și cianură, izolează concentratele de cupru și nichel de înaltă puritate. Această abordare „colectare mai întâi, separare ulterior” minimizează pierderea mineralelor valoroase în etapele inițiale și îmbunătățește semnificativ ratele generale de recuperare pentru minereurile complexe.
2. Procese de flotație: o precizie pas cu pas
(1) Procesul de flotație în etape: Rafinare incrementală
În flotație, flotația în etape ghidează procesarea minereurilor complexe prin împărțirea procesului de flotație în mai multe etape.
De exemplu, într-un proces de flotație în două etape, minereul este supus unei măcinări grosiere, eliberând parțial minerale valoroase. Prima etapă de flotație recuperează aceste minerale eliberate ca concentrate preliminare. Particulele neeliberate rămase trec la o a doua etapă de măcinare pentru o reducere suplimentară a dimensiunii, urmată de o a doua etapă de flotație. Acest lucru asigură separarea completă a mineralelor valoroase rămase și combinarea acestora cu concentratele din prima etapă. Această metodă previne măcinarea excesivă în etapa inițială, reduce risipa de resurse și îmbunătățește precizia flotației.
Pentru minereuri mai complexe, cum ar fi cele care conțin mai multe metale rare cu structuri cristaline strâns legate, se poate utiliza un proces de flotație în trei etape. Etapele alternante de măcinare și flotație permit o sortare meticuloasă și asigură că fiecare mineral valoros este extras cu o puritate și o rată de recuperare maxime, punând o bază solidă pentru procesarea ulterioară.
3. Factori cheie în flotație
(1) Valoarea pH-ului: Echilibrul subtil al acidității nămolului
Valoarea pH-ului suspensiei joacă un rol esențial în flotație, influențând profund proprietățile suprafeței mineralelor și performanța reactivilor. Când pH-ul este peste punctul izoelectric al unui mineral, suprafața devine încărcată negativ; sub acesta, suprafața este încărcată pozitiv. Aceste modificări ale sarcinii superficiale dictează interacțiunile de adsorbție dintre minerale și reactivi, la fel ca atracția sau repulsia magneților.
De exemplu, în condiții acide, mineralele sulfurate beneficiază de o activitate colectoare îmbunătățită, facilitând captarea mineralelor sulfurate țintă. În schimb, condițiile alcaline facilitează flotația mineralelor oxidice prin modificarea proprietăților lor de suprafață pentru a spori afinitatea reactivilor.
Diferite minerale necesită niveluri specifice de pH pentru flotație, necesitând un control precis. De exemplu, în flotația amestecurilor de cuarț și calcit, cuarțul poate fi flotat preferențial prin ajustarea pH-ului suspensiei la 2-3 și utilizarea colectoarelor pe bază de amină. În schimb, flotația calcitului este favorizată în condiții alcaline cu colectoare pe bază de acizi grași. Această ajustare precisă a pH-ului este esențială pentru obținerea unei separări eficiente a mineralelor.
(2) Regimul de reactivi
Regimul reactivilor guvernează procesul de flotație, cuprinzând selecția, dozarea, prepararea și adăugarea reactivilor. Reactivii se adsorb selectiv pe suprafețele minerale țintă, modificându-le hidrofobicitatea.
Substanțele de spumare stabilizează bulele din suspensie și facilitează flotația particulelor hidrofobe. Printre agenții de spumare comuni se numără uleiul de pin și uleiul de crezol, care formează bule stabile, de dimensiuni adecvate, pentru atașarea particulelor.
Modificatorii activează sau inhibă proprietățile suprafeței minerale și ajustează condițiile chimice sau electrochimice ale suspensiei.
Dozarea reactivilor necesită precizie - cantitățile insuficiente reduc hidrofobicitatea, scăzând ratele de recuperare, în timp ce cantitățile excesive irosesc reactivi, cresc costurile și compromit calitatea concentratului. Dispozitive inteligente precumcontor de concentrație onlinepoate realiza un control precis al dozelor de reactivi.
Momentul și metoda de adăugare a reactivilor sunt, de asemenea, critice. Agenții de ajustare, deprimanții și unii colectori sunt adesea adăugați în timpul măcinării pentru a pregăti din timp mediul chimic al suspensiei. Colectorii și agenții de spumare sunt de obicei adăugați în primul rezervor de flotație pentru a le maximiza eficacitatea în momentele critice.
(3) Rata de aerare
Rata de aerare creează condiții optime pentru atașarea bulelor minerale, ceea ce o face un factor indispensabil în flotație. Aerarea insuficientă are ca rezultat prea puține bule, reducând oportunitățile de coliziune și atașare, afectând astfel performanța flotației. Supraaerarea duce la turbulențe excesive, provocând ruperea bulelor și dislocarea particulelor atașate, reducând eficiența.
Inginerii folosesc metode precum colectarea gazelor sau măsurarea debitului de aer cu anemometru pentru a regla fin ratele de aerare. Pentru particulele grosiere, creșterea aerării pentru a genera bule mai mari îmbunătățește eficiența flotației. Pentru particulele fine sau care plutesc ușor, ajustările atente asigură o flotație stabilă și eficientă.
(4) Timp de flotație
Timpul de flotație este un echilibru delicat între gradul concentratului și rata de recuperare, necesitând o calibrare precisă. În stadiile incipiente, mineralele valoroase se atașează rapid de bule, ducând la rate de recuperare și grade de concentrat ridicate.
În timp, pe măsură ce mineralele mai valoroase sunt aduse la flotație, mineralele de gangă pot crește și ele, diluând puritatea concentratului. Pentru minereurile simple cu minerale cu granulație mai grosieră și ușor de flotat, sunt suficienți timpi de flotație mai scurți, asigurând rate de recuperare ridicate fără a sacrifica gradul de concentrat. Pentru minereurile complexe sau refractare, sunt necesari timpi de flotație mai lungi pentru a permite mineralelor cu granulație fină un timp de interacțiune suficient cu reactivii și bulele. Reglarea dinamică a timpului de flotație este o caracteristică a tehnologiei de flotație precise și eficiente.
Data publicării: 22 ian. 2025
