Osvojte si používání flotačních činidel: zlepšit přesnost detekce minerálního složení

V polích Minerální zpracování a geologické analýzy, správné použití Flotační činidla je rozhodující pro přesnou detekci minerálního složení. Flotace je široce používaný fyzikálně-chemický proces pro separaci a obohacování minerálů, který se opírá o rozdíly ve fyzikálně-chemických vlastnostech minerálních povrchů. Přidáním činidel lze upravit hydrofilitu nebo hydrofobicitu minerálních povrchů, což umožňuje separaci cílových minerálů od hlušiny.

Tento článek představí řadu praktických provozních tipů, které pomohou laboratorním technikům a důlním inženýrům optimalizovat proces flotace a zlepšit přesnost a opakovatelnost výsledků testů.

Nejprve začněme se základními typy flotačních činidel –Sběratelé, Pěnidla, a Modifikátory. Každé činidlo hraje v procesu flotace jedinečnou roli. Kolektory zvyšují hydrofobnost minerálů a podporují jejich přilnavost ke vzduchovým bublinám; pěnidla pomáhají stabilizovat vrstvu pěny a umožňují snadné oddělení obohacených minerálů z kaše; modifikátory se používají k úpravě pH nebo iontové síly suspenze, čímž se vytvářejí optimální podmínky pro flotaci minerálů.

S neustálým technologickým pokrokem se také rozšiřují typy a aplikace flotačních činidel. Správný výběr a použití těchto činidel může nejen zlepšit Obnova minerálů sazby a třídy, ale také přinášejí významné výhody z hlediska ochrany životního prostředí a kontroly nákladů.

Jak správně používat flotační činidla?

Typy činidel

Typy činidel používaných ve flotačních závodech závisí na faktorech, jako jsou vlastnosti rudy, tok procesu a počet požadovaných minerálních produktů. Obecně se určují pomocí zkoušek selektivity rudy nebo poloprůmyslových zkoušek.

Reagencie lze v zásadě rozdělit do tří hlavních typů na základě jejich funkcí:

1. Pěny: Organické povrchově aktivní látky, které se distribuují na rozhraní voda-vzduch. Používají se k vytvoření pěnové vrstvy, která může nadnášet minerály. Mezi běžné pěnidla patří borovicový olej, kyselina kresylová a alkoholy.

2. Sběratelé: Jejich funkcí je zachycovat cílové minerály, měnit hydrofobnost minerálních povrchů, aby se umožnilo plovoucím minerálním částicím přilnout ke vzduchovým bublinám. Podle jejich povahy lze kolektory rozdělit na nepolární kolektory, aniontové kolektory a kationtové kolektory. Mezi běžně používané sběrače patří černá medicína, žlutá medicína, bílá medicína, mastné kyseliny, mastné aminy a minerální oleje.

3. Modifikátory: Mezi modifikátory patří aktivátory a inhibitory, které mění vlastnosti minerálních povrchů a ovlivňují interakci mezi minerály a kolektory. Modifikátory také zahrnují činidla používaná ke změně chemických nebo elektrochemických vlastností vodného média, jako jsou látky upravující pH a stav kolektorů. Mezi typy modifikátorů patří:

• Regulátory pH: Vápno, uhličitan sodný, kyselina sírová, oxid siřičitý.

• Aktivátory: Síran měďnatý, sulfid sodný.

• Inhibitory: Vápno, žlutá krevní sůl, sulfid sodný, oxid siřičitý, kyanid sodný, síran zinečnatý, dichroman draselný, vodní sklo, tanin, rozpustné koloidy, škrob, syntetické polymery atd.

• Ostatní: Smáčedla, flotační činidla, solubilizátory atd.

Dávkování činidla

Dávkování činidel během flotace musí být přesné; nedostatečné nebo nadměrné množství může ovlivnit ukazatele zpracování minerálů. Nadměrné používání může také zvýšit náklady na zpracování.

Vztah mezi dávkováním činidla a indikátory flotace:

• Nedostatečná dávka kolektoru může vést k nedostatečné hydrofobnosti minerálů, což snižuje míru regenerace. Naopak nadměrné množství může snížit kvalitu koncentrátu a zkomplikovat separační flotaci.

• Nedostatečné dávkování napěňovače může vést ke špatné stabilitě pěny, zatímco nadměrné množství může způsobit jev "přetečení".

• Příliš malá dávka aktivátoru může vést ke špatné aktivaci, zatímco příliš mnoho může narušit selektivitu flotačního procesu.

• Nedostatečná dávka inhibitoru může snížit jakost koncentrátu, zatímco nadměrné množství může potlačit minerály, které by měly plavat, čímž se sníží míra regenerace.

Příprava činidla

Pevná činidla se ředí do kapalin pro snadné přidávání. Činidla nerozpustná ve vodě, jako je žlutý lék, aminový černý lék, vodní sklo, uhličitan sodný, síran měďnatý a sulfid sodný, by měly být připraveny jako vodné roztoky s koncentracemi v rozmezí od 2 % do 10 %. Činidla nerozpustná ve vodě je třeba rozpustit v rozpouštědle, než se připraví jako vodný roztok pro přidání, jako jsou některé sběrače aminů, které lze přímo přidat, jako je olej č. 2, černý lék č. 31 a kyselina olejová. Pro vysoce rozpustná činidla, která vyžadují značná množství, se koncentrace přípravku typicky pohybují od 10 % do 20 %, jako je sulfid sodný, který se během použití připravuje v koncentraci 15 %. U špatně rozpustných činidel lze organická rozpouštědla použít k jejich rozpuštění před jejich přípravou jako roztoky s nízkou koncentrací.

Volba Příprava činidla způsob primárně závisí na vlastnostech činidel, způsobu přidávání a jejich funkcích. Stejné činidlo může mít významné rozdíly v dávkování a účincích v důsledku různých metod přípravy. Mezi běžné způsoby přípravy obecně patří:

1. Příprava 2% až 10% vodného roztoku: Většina ve vodě rozpustných činidel se připravuje tímto způsobem (např. žlutý lék, síran měďnatý, vodní sklo).

2. Rozpouštění v rozpouštědle: Některá ve vodě nerozpustná činidla mohou být rozpuštěna ve speciálních rozpouštědlech. Například bílý lék není rozpustný ve vodě, ale může být rozpuštěn v 10% až 20% anilinovém roztoku a musí být použit po přípravě anilinového smíšeného roztoku. Podobně lék anilinové černě není rozpustný ve vodě, ale může se rozpouštět v alkalickém roztoku hydroxidu sodného, ​​takže alkalický roztok hydroxidu sodného musí být připraven před přidáním činidla, aby se vytvořil roztok anilinového černého léku pro flotaci.

3. Příprava jako suspenze nebo emulze: Pro některá málo rozpustná pevná činidla mohou být připravena jako emulze pro použití. Například vápno má velmi nízkou rozpustnost ve vodě, takže jej lze jemně rozemlít na prášek a smíchat s vodou za vzniku mléčné suspenze (např. vápenné mléko), nebo jej lze přímo přidat ve formě suchého prášku do kulového mlýna nebo míchací nádrže.

4. Zmýdelnění: Pro sběrače mastných kyselin je nejběžnější metodou saponifikace. Například při výběru hematitu se jako sběrač používá zmýdelněné mýdlo z parafínu a dehtového oleje. Pro zmýdelnění dehtového oleje by se při přípravě činidla mělo přidat asi 10% uhličitanu sodného a zahřát, aby se vytvořil horký mýdlový roztok pro přidání.

5. Emulgace: Emulgaci lze dosáhnout pomocí ultrazvukové emulgace nebo mechanického míchání. Po emulgaci mohou mastné kyseliny a motorová nafta zvýšit jejich disperzi v suspenzi, čímž se zlepší účinnost činidel. Přidání některých emulgačních činidel může dále zvýšit účinnost.

6. Okyselení: Při použití kationtových kolektorů musí být kvůli jejich špatné rozpustnosti předem upraveny kyselinou chlorovodíkovou nebo octovou, než se mohou rozpustit ve vodě pro flotaci.

7. Aerosolová metoda: Jedná se o novou metodu přípravy, která zlepšuje působení činidel. Zahrnuje použití speciálního rozprašovacího zařízení k aerosolizaci činidel ve vzduchovém médiu před jejich přímým přidáním do flotační nádrže, proto se také nazývá "metoda flotace aerosolem". Tato metoda nejen zlepšuje plovoucí schopnost užitečných minerálů, ale také výrazně snižuje spotřebu činidla. Například dávkování sběračů může být pouze jedna třetina až jedna čtvrtina obvyklého množství, zatímco dávkování napěňovače může být pouze jedna pětina.

8. Elektrochemické ošetření činidel: Stejnosměrný proud prochází roztokem za účelem chemického ošetření flotačních činidel, které mohou změnit stav činidla, hodnotu pH a redoxní potenciál, čímž se zvýší koncentrace nejvíce aktivujících složek činidla, zvýší se kritická koncentrace pro tvorbu koloidů a zlepší se disperze špatně rozpustných činidel ve vodě.

Obecně se sběrače a napěňovače míchají 1-2 minuty, zatímco některá činidla, jako je dichroman draselný používaný k potlačení olova při separaci mědi a olova, mohou vyžadovat delší míchání.

Místo přidání činidla

Aby se maximalizovala účinnost flotačních činidel, obecnou praxí je přidat do kulového mlýna nastavovací činidla, inhibitory a některé sběrače (např. petrolej), aby se co nejdříve vytvořilo vhodné flotační prostředí. Kolektory a napěňovače se většinou přidávají do první míchací nádrže flotačního procesu. Pokud jsou k dispozici dvě míchací nádrže, aktivátor by měl být přidán do první nádrže, zatímco sběrač a napěňovač by měly být přidány do druhé nádrže. Body přidání se liší v závislosti na rolích činidel ve flotačním stroji. Například síran měďnatý, žlutý lék a borovicový olej se obecně přidávají v následujícím pořadí: síran měďnatý se přidává do středu první míchací nádrže, žlutý lék do středu druhé nádrže a borovicový olej na výstupu z druhé míchací nádrže. Obecně platí, že flotační závody nejprve přidávají prostředky na úpravu pH, aby se suspenze upravila na vhodné pH, než se umožní, aby kolektor a inhibitor pracovaly efektivněji. Při přidávání činidel je nezbytné si uvědomit problém určitých škodlivých iontů způsobujících neúčinnost činidel. Například ionty mědi reagující s hydridovými ionty mohou vést k neúčinnosti hydridů. Při separaci mědi a síry, pokud je v míchací nádrži mnoho iontů mědi, by se kyanid neměl přidávat do míchací nádrže, ale měl by být přidáván přímo během procesu separační flotace.

Objednávka přidání činidla

Typické pořadí přidávání činidla ve flotačních závodech je následující: pro flotaci surových rud by to měly být prostředky na úpravu pH, inhibitory nebo aktivátory, napěňovače a sběrače; u minerálů, které byly inhibovány během flotace, je pořadí aktivátory, sběrače a napěňovače.

Způsoby přidávání činidel

Obecně existují dva způsoby přidávání činidel: centralizované přidávání a dispergované přidávání. Volba metody přidávání by měla vzít v úvahu jak typy činidel, tak jejich působení.

1. Centralizované přidávání: Většina činidel se přidává centrálně; například se do míchacích nádrží přidávají kolektory, aktivátory a inhibitory.

2. Dispergovaný přídavek: Některá činidla lze přidat přímo do flotační nádrže, která se často aplikuje na činidla, která jsou těkavá nebo citlivá na jiná činidla. Například, pokud flotační činidla způsobují škodlivé účinky na sebe navzájem (např. negativní vliv přebytečného sulfidu sodného na aktivovanou flotaci), mohou být činidla přímo přidána do flotačního stroje.

Závěr

Správným výběrem, přípravou, dávkováním a přidáním flotačních činidel lze optimalizovat zpracování minerálů a geologickou analýzu, čímž se zvýší přesnost a účinnost testů a analýz. Tyto provozní tipy mají pomoci laboratorním technikům a důlním inženýrům lépe využívat flotační činidla, což vede ke zlepšení provozní účinnosti a spolehlivějším výsledkům.