KelluntaBenficationissa
Vaahdotus maksimoi malmien arvon erottamalla taitavasti mineraalien käsittelyssä arvomineraaleja kuomumineraaleista fysikaalisten ja kemiallisten erojen kautta. Olipa kyseessä ei-rautametallien, rautametallien tai ei-metallisten mineraalien kanssa, vaahdotuksella on ratkaiseva rooli korkealaatuisten raaka-aineiden tarjoamisessa.
1. Vaahdotusmenetelmät
(1) Suora kellunta
Suora vaahdotus tarkoittaa arvokkaiden mineraalien suodattamista lietteestä antamalla niiden tarttua ilmakupliin ja kellua pintaan, kun taas kuomumineraalit jäävät lietteeseen. Tämä menetelmä on kriittinen ei-rautametallien rikastuksessa. Esimerkiksi malmin käsittely siirtyy vaahdotusvaiheeseen murskauksen ja jauhamisen jälkeen kuparimalmin käsittelyssä, jossa erityisiä anionisia keräilijöitä käytetään muuttamaan hydrofobisuutta ja jättämään ne adsorboitumaan kuparimineraalien pinnalle. Sitten hydrofobiset kuparihiukkaset kiinnittyvät ilmakupliin ja nousevat muodostaen vaahtokerroksen, jossa on runsaasti kuparia. Tämä vaahto kerätään alustavaan kuparimineraalien pitoisuuteen, joka toimii korkealaatuisena raaka-aineena jatkojalostukseen.
(2) Käänteinen kellunta
Käänteinen vaahdotus tarkoittaa kuomun mineraalien kelluttamista, kun taas arvokkaat mineraalit jäävät lietteeseen. Esimerkiksi rautamalmin käsittelyssä kvartsiepäpuhtauksilla anionisia tai kationisia keräilijöitä käytetään muuttamaan lietteen kemiallista ympäristöä. Tämä muuttaa kvartsin hydrofiilisen luonteen hydrofobiseksi, jolloin se voi kiinnittyä ilmakupoihin ja kellua.
(3) Etuoikeutettu kellunta
Kun malmit sisältävät kahta tai useampaa arvokasta komponenttia, edullinen vaahdotus erottaa ne peräkkäin perustuen tekijöihin, kuten mineraalitoiminta ja taloudellinen arvo. Tämä vaiheittainen vaahdotusprosessi varmistaa, että jokainen arvokas mineraali otetaan talteen korkealla puhtaudella ja talteenottoasteella, mikä maksimoi resurssien käytön.
(4) Bulkkivaahdotus
Bulkkivaahdotus käsittelee useita arvokkaita mineraaleja kokonaisuutena kelluttamalla ne yhdessä, jolloin saadaan sekoitettu rikaste, jonka jälkeen se erotetaan. Esimerkiksi kupari-nikkeli-malmin rikastuksessa, jossa kupari- ja nikkelimineraalit liittyvät läheisesti, massavaahdotus reagensseja, kuten ksantaateja tai tioleja käyttäen, mahdollistaa sulfidikuparin ja nikkelimineraalien samanaikaisen vaahdottamisen, jolloin muodostuu sekarikaste. Myöhemmät monimutkaiset erotusprosessit, kuten käyttämällä kalkki- ja syanidireagensseja, eristävät erittäin puhtaita kupari- ja nikkelirikasteita. Tämä "kerää ensin, erottele myöhemmin" -lähestymistapa minimoi arvokkaiden mineraalien menetyksen alkuvaiheessa ja parantaa merkittävästi monimutkaisten malmien kokonaishyötynopeutta.
2. Vaahdotusprosessit: Vaiheittainen tarkkuus
(1) Vaiheellinen vaahdotusprosessi: Inkrementaalinen hienosäätö
Vaahdotusvaiheessa vaahdotus ohjaa monimutkaisten malmien käsittelyä jakamalla vaahdotusprosessin useisiin vaiheisiin.
Esimerkiksi kaksivaiheisessa vaahdotusprosessissa malmi jauhetaan karkealla tavalla vapauttaen osittain arvokkaita mineraaleja. Ensimmäisessä vaahdotusvaiheessa nämä vapautuneet mineraalit otetaan talteen alustavina rikasteina. Jäljelle jääneet vapautumattomat hiukkaset etenevät toiseen jauhatusvaiheeseen koon pienentämiseksi edelleen, jota seuraa toinen vaahdotusvaihe. Tämä varmistaa, että jäljellä olevat arvokkaat mineraalit erotetaan perusteellisesti ja yhdistetään ensimmäisen vaiheen rikasteisiin. Tämä menetelmä estää ylihionnan alkuvaiheessa, vähentää resurssien hukkaa ja parantaa vaahdotustarkkuutta.
Monimutkaisemmille malmeille, kuten sellaisille, jotka sisältävät useita harvinaisia metalleja tiukasti sidotuilla kiderakenteilla, voidaan käyttää kolmivaiheista vaahdotusprosessia. Vuorottelevat jauhatus- ja vaahdotusvaiheet mahdollistavat huolellisen seulonnan ja varmistavat, että jokainen arvokas mineraali uutetaan mahdollisimman puhtaana ja talteenottonopeudella, mikä luo vahvan perustan jatkokäsittelylle.
3. Kelluntatekijät
(1) pH-arvo: Lietteen happamuuden hienovarainen tasapaino
Lietteen pH-arvolla on keskeinen rooli vaahdotuksessa, mikä vaikuttaa syvästi mineraalin pinnan ominaisuuksiin ja reagenssin suorituskykyyn. Kun pH on mineraalin isoelektrisen pisteen yläpuolella, pinta varautuu negatiivisesti; sen alapuolella pinta on positiivisesti varautunut. Nämä muutokset pintavarauksessa sanelevat mineraalien ja reagenssien väliset adsorptiovuorovaikutukset, aivan kuten magneettien vetovoima tai hylkiminen.
Esimerkiksi happamissa olosuhteissa sulfidimineraalit hyötyvät lisääntyneestä kerääjäaktiivisuudesta, mikä helpottaa kohdesulfidimineraalien talteenottoa. Sitä vastoin alkaliset olosuhteet helpottavat oksidimineraalien vaahdottamista modifioimalla niiden pintaominaisuuksia reagenssiaffiniteetin lisäämiseksi.
Eri mineraalit vaativat erityisiä pH-tasoja vaahdotukseen, mikä edellyttää tarkkaa säätöä. Esimerkiksi kvartsin ja kalsiittiseosten vaahdotustyössä kvartsia voidaan vaahdottaa ensisijaisesti säätämällä lietteen pH arvoon 2-3 ja käyttämällä amiinipohjaisia kerääjiä. Kalsiitin vaahdotus on sitä vastoin suositeltua emäksissä rasvahappopohjaisilla keräilijöillä. Tämä tarkka pH:n säätö on avain tehokkaan mineraalien erottamisen saavuttamiseksi.
(2) Reagenssijärjestelmä
Reagenssijärjestelmä ohjaa vaahdotusprosessia, joka sisältää reagenssien valinnan, annostuksen, valmistuksen ja lisäämisen. Reagenssit adsorboituvat valikoivasti kohdemineraalien pinnoille muuttaen niiden hydrofobisuutta.
Vaahdottimet stabiloivat lietteen kuplat ja helpottavat hydrofobisten hiukkasten vaahdottamista. Yleisimmät vaahdottimet sisältävät mäntyöljyä ja kresoliöljyä, jotka muodostavat pysyviä, hyvän kokoisia kuplia hiukkasten kiinnittymistä varten.
Modifioijat aktivoivat tai estävät mineraalipinnan ominaisuuksia ja säätävät lietteen kemiallisia tai sähkökemiallisia olosuhteita.
Reagenssin annostelu vaatii tarkkuutta – riittämättömät määrät vähentävät hydrofobisuutta ja alentavat talteenottonopeutta, kun taas liialliset määrät hukkaa reagensseja, lisäävät kustannuksia ja heikentävät konsentraatin laatua. Älykkäät laitteet, kutenonline-pitoisuusmittaripystyy hallitsemaan tarkasti reagenssiannostuksia.
Myös reagenssin lisäämisen ajoitus ja menetelmä ovat kriittisiä. Säätimiä, masennusaineita ja joitakin keräilijöitä lisätään usein jauhamisen aikana lietteen kemiallisen ympäristön valmistelemiseksi ajoissa. Keräimet ja vaahdottimet lisätään tyypillisesti ensimmäiseen vaahdotussäiliöön niiden tehokkuuden maksimoimiseksi kriittisinä hetkinä.
(3) Ilmastusnopeus
Ilmastusnopeus luo optimaaliset olosuhteet mineraalikuplien kiinnittymiselle, mikä tekee siitä välttämättömän vaahdotustekijän. Riittämätön ilmastus aiheuttaa liian vähän kuplia, mikä vähentää törmäys- ja kiinnittymismahdollisuuksia, mikä heikentää kelluntakykyä. Yliilmastus johtaa liialliseen turbulenssiin, jolloin kuplat rikkoutuvat ja irrottavat kiinnittyneet hiukkaset, mikä heikentää tehokkuutta.
Insinöörit käyttävät menetelmiä, kuten kaasunkeräystä tai tuulimittariin perustuvaa ilmavirran mittausta ilmastusnopeuksien hienosäätöön. Karkeiden hiukkasten ilmastuksen lisääminen suurempien kuplien muodostamiseksi parantaa vaahdotustehokkuutta. Pienille tai helposti kelluville hiukkasille huolelliset säädöt varmistavat vakaan ja tehokkaan vaahdon.
(4) Kelluntaaika
Vaahdotusaika on herkkä tasapaino rikasteen laadun ja talteenottonopeuden välillä, mikä vaatii tarkan kalibroinnin. Alkuvaiheessa arvokkaat mineraalit kiinnittyvät nopeasti kupliin, mikä johtaa korkeaan talteenottoasteeseen ja rikasteen laatuun.
Ajan myötä, kun arvokkaampia mineraaleja kellutetaan, myös ryöstömineraalit voivat nousta, mikä laimentaa rikasteen puhtautta. Yksinkertaisille malmeille, joissa on karkeampia ja helposti kelluvia mineraaleja, lyhyemmät vaahdotusajat riittävät, mikä varmistaa korkeat talteenottonopeudet tinkimättä rikastelaadusta. Monimutkaisten tai tulenkestäviä malmeja varten tarvitaan pidemmät vaahdotusajat, jotta hienojakoiset mineraalit voivat vuorovaikuttaa riittävästi reagenssien ja kuplien kanssa. Vaahdotusajan dynaaminen säätö on tarkan ja tehokkaan vaahdotustekniikan tunnusmerkki.
Postitusaika: 22.1.2025
