Dominar o uso de reactivos de flotación: mellorar a precisión na detección da composición mineral

Nos campos de Procesamento de minerais e análise xeolóxica, o uso correcto de Reactivos de flotación é fundamental para detectar con precisión as composicións minerais. A flotación é un proceso fisicoquímico amplamente aplicado para a separación e enriquecemento de minerais, que depende das diferenzas nas propiedades fisicoquímicas das superficies dos minerais. Ao engadir reactivos, pódese axustar a hidrofilicidade ou hidrofobicidade das superficies minerais, permitindo a separación dos minerais obxectivo da ganga.

Este artigo presentará unha serie de consellos operativos prácticos para axudar aos técnicos de laboratorio e enxeñeiros de minas a optimizar o proceso de flotación, mellorando a precisión e repetibilidade dos resultados das probas.

En primeiro lugar, imos comezar cos tipos básicos de reactivos de flotación—Coleccionistas, Espumadorese Modificadores. Cada reactivo desempeña un papel único no proceso de flotación. Os colectores potencian a hidrofobicidade dos minerais, promovendo a súa unión ás burbullas de aire; os espumadores axudan a estabilizar a capa de escuma, permitindo que os minerais enriquecidos sexan facilmente separados da suspensión; utilízanse modificadores para axustar o pH ou a forza iónica da suspensión, creando condicións óptimas para a flotación do mineral.

Cos continuos avances tecnolóxicos, os tipos e aplicacións dos reactivos de flotación tamén se están expandiendo. A correcta selección e uso destes reactivos non só pode mellorar Recuperación de mineral tarifas e calidades, pero tamén aportan importantes beneficios en termos de protección ambiental e control de custos.

Como usar os reactivos de flotación correctamente?

Tipos de reactivos

Os tipos de reactivos utilizados nas plantas de flotación dependen de factores como as propiedades do mineral, o fluxo do proceso e o número de produtos minerais desexados. Polo xeral, determínanse mediante ensaios de selectividade de mineral ou ensaios semiindustriais.

Os reactivos pódense clasificar en tres tipos principais segundo as súas funcións:

1. Espumadores: Tensoactivos orgánicos que se distribúen na interface auga-aire. Utilízanse para xerar unha capa de escuma que pode flotar os minerais. Os espumantes comúns inclúen aceite de piñeiro, ácido cresílico e alcoholes.

2. Coleccionistas: A súa función é capturar minerais obxectivo, alterando a hidrofobicidade das superficies minerais para permitir que as partículas minerais flotantes se adhiran ás burbullas de aire. Segundo a súa natureza, os colectores pódense dividir en colectores non polares, colectores aniónicos e colectores catiónicos. Os colectores de uso común inclúen medicina negra, medicina amarela, medicina branca, ácidos graxos, aminas graxas e aceites minerais.

3. Modificadores: Os modificadores inclúen activadores e inhibidores, que cambian as propiedades das superficies minerais, influíndo na interacción entre minerais e colectores. Os modificadores tamén inclúen axentes utilizados para alterar as propiedades químicas ou electroquímicas do medio acuoso, como os axustes de pH e o estado dos colectores. Os tipos de modificadores inclúen:

• Axustadores de pH: Cal, carbonato de sodio, ácido sulfúrico, dióxido de xofre.

• Activadores: Sulfato de cobre, sulfuro de sodio.

• Inhibidores: Cal, sal amarela de sangue, sulfuro de sodio, dióxido de xofre, cianuro de sodio, sulfato de cinc, dicromato de potasio, vaso de auga, taninos, coloides solubles, amidón, polímeros sintéticos, etc.

• outros: Agentes humectantes, axentes de flotación, solubilizantes, etc.

Dosificación de reactivos

A dosificación dos reactivos durante a flotación debe ser precisa; cantidades insuficientes ou excesivas poden afectar os indicadores de procesamento de minerais. O uso excesivo tamén pode aumentar os custos de procesamento.

Relación entre a dosificación dos reactivos e os indicadores de flotación:

• Dosificación insuficiente do colector pode levar a unha hidrofobicidade inadecuada dos minerais, reducindo as taxas de recuperación. Pola contra, cantidades excesivas poden baixar a calidade do concentrado e complicar a flotación de separación.

• Dosificación insuficiente do espumador pode levar a unha escasa estabilidade da escuma, mentres que cantidades excesivas poden provocar fenómenos de "desbordamento".

• Poca dose de activador pode levar a unha activación deficiente, mentres que un exceso pode perturbar a selectividade do proceso de flotación.

• Dosificación insuficiente do inhibidor pode baixar o grao do concentrado, mentres que cantidades excesivas poden suprimir os minerais que deberían flotar, diminuíndo as taxas de recuperación.

Preparación de reactivos

Os reactivos sólidos dilúense en líquidos para facilitar a súa adición. Os reactivos insolubles en auga como o medicamento amarelo, o medicamento negro de amina, o vaso de auga, o carbonato de sodio, o sulfato de cobre e o sulfuro de sodio deben prepararse como solucións acuosas con concentracións que van do 2% ao 10%. Os reactivos insolubles en auga deben disolverse nun disolvente antes de ser preparados como solución acuosa para a súa adición, como algúns colectores de aminas que se poden engadir directamente, como o aceite número 2, o medicamento negro número 31 e o ácido oleico. Para reactivos altamente solubles que requiren cantidades importantes, as concentracións de preparación normalmente oscilan entre o 10% e o 20%, como o sulfuro de sodio, que se prepara ao 15% durante o uso. Para os reactivos pouco solubles, pódense usar disolventes orgánicos para disolvelos antes de preparalos como solucións de baixa concentración.

A elección de Preparación de reactivos método depende principalmente das propiedades dos reactivos, do método de adición e das súas funcións. Un mesmo reactivo pode ter diferenzas significativas na dosificación e efectos debido a diferentes métodos de preparación. En xeral, os métodos de preparación comúns inclúen:

1. Preparación dunha solución acuosa do 2% ao 10%: A maioría dos reactivos solubles en auga prepáranse deste xeito (por exemplo, medicina amarela, sulfato de cobre, vaso de auga).

2. Disolución nun disolvente: Algúns reactivos insolubles en auga pódense disolver en disolventes especiais. Por exemplo, o medicamento branco non é soluble en auga, pero pódese disolver nunha solución de anilina do 10% ao 20% e debe usarse despois de preparar unha solución mixta de anilina. Do mesmo xeito, o medicamento negro de anilina non é soluble en auga, pero pode disolverse nunha solución alcalina de hidróxido de sodio, polo que primeiro debe prepararse unha solución alcalina de hidróxido de sodio antes de engadir o reactivo para crear unha solución de medicamento negro de anilina para a flotación.

3. Preparación como suspensión ou emulsión: Para algúns reactivos sólidos pouco solubles, pódense preparar como emulsións para o seu uso. Por exemplo, a cal ten unha solubilidade moi baixa en auga, polo que pode moerse finamente en po e mesturarse con auga para crear unha suspensión leitosa (por exemplo, leite de cal), ou pode engadirse directamente en forma de po seco ao molino de bolas ou ao tanque de axitación.

4. Saponificación: Para os colectores de ácidos graxos, a saponificación é o método máis común. Por exemplo, ao seleccionar hematita, úsase xabón saponificado de parafina e aceite de alcatrán como colector. Para saponificar o aceite de alcatrán, debe engadirse aproximadamente un 10% de carbonato de sodio ao preparar o reactivo e quentarse para crear unha solución de xabón quente para a súa adición.

5. Emulsificación: A emulsificación pódese conseguir mediante emulsificación ultrasónica ou axitación mecánica. Despois da emulsificación, os ácidos graxos e o gasóleo poden mellorar a súa dispersión na suspensión, mellorando a eficacia dos reactivos. Engadir algúns axentes emulsionantes pode mellorar aínda máis a eficacia.

6. Acidificación: Cando se utilizan colectores catiónicos, debido á súa escasa solubilidade, deben ser tratados previamente con ácido clorhídrico ou ácido acético antes de que poidan disolverse en auga para a flotación.

7. Método de aerosol: Trátase dun novo método de preparación que potencia a acción dos reactivos. Implica usar un dispositivo especial de pulverización para aerosolizar os reactivos nun medio de aire antes de engadilos directamente ao tanque de flotación, polo que tamén se denomina "método de flotación en aerosol". Este método non só mellora a flotabilidade dos minerais útiles, senón que tamén reduce significativamente o uso de reactivos. Por exemplo, a dosificación dos colectores pode ser só de un terzo a un cuarto da cantidade habitual, mentres que a dosificación do espumador pode ser só dun quinto.

8. Tratamento electroquímico de reactivos: A corrente continua pasa pola solución para tratar químicamente os reactivos de flotación, que poden alterar o estado do reactivo, o valor do pH e o potencial redox, aumentando así a concentración dos compoñentes dos reactivos máis activadores, aumentando a concentración crítica para a formación de coloides e mellorando a dispersión de reactivos pouco solubles na auga.

Xeralmente, os colectores e os espumadores axútanse durante 1-2 minutos, mentres que algúns reactivos, como o dicromato de potasio usado para suprimir o chumbo na separación de cobre e chumbo, poden requirir unha axitación máis longa.

Localización de adición de reactivos

Para maximizar a eficacia dos reactivos de flotación, a práctica xeral é engadir axentes de axuste, inhibidores e algúns colectores (por exemplo, queroseno) no muíño de bolas para crear un ambiente de flotación axeitado o antes posible. Os colectores e os espumadores engádense principalmente no primeiro tanque de axitación do proceso de flotación. Se hai dous tanques de axitación, o activador debe engadirse no primeiro depósito, mentres que o colector e o espumador deben engadirse no segundo. Os puntos de adición varían segundo as funcións dos reactivos na máquina de flotación. Por exemplo, o sulfato de cobre, o medicamento amarelo e o aceite de piñeiro engádense xeralmente na seguinte orde: o sulfato de cobre engádese no centro do primeiro tanque de axitación, o medicamento amarelo no centro do segundo tanque e o aceite de piñeiro na saída do segundo tanque de axitación. En xeral, as plantas de flotación engaden primeiro axustes de pH para levar o lodo a un pH adecuado antes de permitir que o colector e o inhibidor funcionen de forma máis eficaz. Ao engadir reactivos, é esencial ter en conta o problema de certos ións nocivos que provocan a ineficiencia dos reactivos. Por exemplo, os ións de cobre que reaccionan cos ións hidruro poden provocar a ineficiencia dos hidruros. Na separación de cobre e xofre, se hai moitos ións de cobre no tanque de axitación, non se debe engadir cianuro ao tanque de axitación, senón que debe engadirse directamente durante o proceso de flotación de separación.

Orde de adición de reactivos

A orde típica de adición de reactivos nas plantas de flotación é a seguinte: para a flotación de minerais en bruto, deberían ser axustadores de pH, inhibidores ou activadores, espumadores e colectores; para os minerais que foron inhibidos durante a flotación, a orde é activadores, colectores e espumantes.

Métodos de adición de reactivos

Xeralmente hai dous métodos para engadir reactivos: adición centralizada e adición dispersa. A elección do método de adición debe considerar tanto os tipos de reactivos como as accións dos reactivos.

1. Adición centralizada: A maioría dos reactivos engádense centralmente; por exemplo, engádense colectores, activadores e inhibidores aos tanques de axitación.

2. Adición dispersa: Algúns reactivos pódense engadir directamente ao tanque de flotación, que a miúdo se aplica a reactivos volátiles ou sensibles a outros reactivos. Por exemplo, se os reactivos de flotación causan efectos prexudiciais entre si (por exemplo, a influencia negativa do exceso de sulfuro de sodio na flotación activada), os reactivos pódense engadir directamente á máquina de flotación.

Conclusión

Mediante a correcta selección, preparación, dosificación e adición de reactivos de flotación, pódese optimizar o procesamento de minerais e a análise xeolóxica, mellorando a precisión e a eficiencia das probas e análises. Estes consellos operativos teñen como obxectivo axudar aos técnicos de laboratorio e enxeñeiros de minas a utilizar mellor os reactivos de flotación, o que leva a unha mellora da eficiencia operativa e resultados máis fiables.