Primjena natrijevog heksametafosfata u flotaciji minerala

Uvod

Flotacija minerala je široko korištena metoda u rudarskoj industriji za odvajanje vrijednih minerala od jalovine. Oslanja se na razlike u fizičkim i kemijskim svojstvima mineralnih površina. Natrijev heksametafosfat, sa svojom jedinstvenom kemijskom strukturom i svojstvima, pronašao je značajnu primjenu u Flotacija minerala procesi. Ovaj članak istražuje različite aspekte njegove upotrebe u flotaciji minerala.

Svojstva natrijevog heksametafosfata

Natrijev heksametafosfat je anorganski polimerni spoj. Pojavljuje se kao bezbojni prozirni kristal ili bijeli prah. Vrlo je topljiv u vodi, a njegova vodena otopina je alkalna. Na zraku ima određeni stupanj higroskopnosti. Ova fizikalna i kemijska svojstva temelje njegovu funkcionalnost u flotaciji minerala.

Uloge u flotaciji minerala

depresivno

1. Inhibicija silikatnih i karbonatnih minerala

• Natrijev heksametafosfat učinkovit je u inhibiranju kvarcnih i silikatnih minerala. Kod flotacije nekih ruda, poput onih koje sadrže feldspat i tinjac, može se adsorbirati na površini tih silikatnih minerala. Na primjer, kod flotacije cirkonijevih ruda može smanjiti flotabilnost pridruženog feldspata i drugih silikatnih minerala jalovine adsorpcijom na njihovim površinama.

• Također pokazuje inhibitorne učinke na karbonatne minerale poput kalcita i vapnenca. Prilikom flotacije fosfatnih ruda gdje je kalcit uobičajeni mineral jalovine, Natrijev heksametafosfat može reagirati s kalcijevim ionima na površini kalcita. Stvara stabilne spojeve koji povećavaju hidrofilnost površine kalcita, čineći ga manje sklonim vezanju za kolektor, čime se postiže svrha inhibicije.

2. Mehanizam inhibicije

• Jedan od glavnih mehanizama inhibicije povezan je s njegovom reakcijom s metalnim ionima na površini minerala. Kada su u pitanju minerali koji sadrže viševalentne metalne ione, natrijev heksametafosfat može stvarati stabilne spojeve s tim metalnim ionima. Kod flotacije niklove rude, reagira sa specifičnim ionima na površini serpentina, što inhibira flotabilnost serpentina.

• Osim toga, u vodenoj otopini, natrijev heksametafosfat može ionizirati. Može reagirati s kalcijevim ionima na površini minerala i u tekućoj fazi. Prilikom odvajanja kalcita i kasiterita, spoj nastao na površini kalcita ne utječe samo na kalcit, već se može i adsorbirati na površini kasiterita, smanjujući selektivnost inhibicije i smanjujući adsorpciju kolektora na površini minerala.

Disperzant

1. Disperzija mineralne pulpe

• U procesima flotacije, posebno za neke rude s finozrnatim mineralima ili rude s visokim udjelom mulja, disperzija mineralne pulpe je ključna. Natrijev heksametafosfat može igrati važnu ulogu kao disperzant. Na primjer, kod flotacije ruda nikla i pirita povezanih sa serpentinom, dodavanje odgovarajuće količine natrijevog heksametafosfata može dispergirati flotacijsku pulpu. To je zato što smanjuje pokrivenost površine nikla i pirita serpentinom, što je korisno za flotacijsko iskorištavanje nikla i pirita.

2. Mehanizam disperzije

• Natrijev heksametafosfat može smanjiti površinski potencijal minerala. Kao rezultat toga, povećava se elektrostatska odbojna sila između mineralnih čestica. Njegova molekularna struktura, linearni polimerni spoj s duljinom lanca od najmanje 20 - 100 jedinica, kada se adsorbira na površinu minerala, također može povećati sterički učinak zapreke između čestica. Kod flotacije nekih sitnozrnatih fosfatnih ruda, ovaj učinak disperzije može spriječiti agregaciju fosfatnih i jalovinskih minerala, poboljšavajući učinkovitost odvajanja.

Primjena u različitim flotacijama minerala

Flotacija fosfatne rude

1. Selektivno odvajanje

• U flotaciji fosfatnih ruda, natrijev heksametafosfat se često koristi za odvajanje fosfatnih minerala od minerala jalovine. Fosfatne rude često su povezane s raznim mineralima jalovine poput kalcita, dolomita i silikatnih minerala. Natrijev heksametafosfat može selektivno inhibirati ove minerale jalovine. U procesu obrnute flotacije nekih fosfatnih ruda, dodavanje male količine natrijevog heksametafosfata može učinkovito povećati kvalitetu i iskorištenje fosfatnog koncentrata. Može reagirati s nefosfatnim mineralima bez reakcije s fosfatnim mineralima, čime se poboljšava selektivnost flotacije fosfatnih minerala.

2. Učinak na stabilnost pjene

• Također utječe na stabilnost pjene u flotaciji fosfatne rude. Pjena u procesu flotacije igra ulogu u skupljanju fosfatnih minerala. Natrijev heksametafosfat može poboljšati stabilnost pjene. Može generirati veliki broj stabilnih pjena, što pomaže u poboljšanju učinka skupljanja fosfatnih minerala. Stabilna pjena može bolje prenijeti fosfatne minerale na površinu, čime se poboljšava učinkovitost i kvaliteta flotacije.

Flotacija rude obojenih metala

1. Flotacija niklove rude

• Kao što je ranije spomenuto, u flotaciji rude nikla, natrijev heksametafosfat se uglavnom koristi za inhibiciju serpentina. Serpentin je uobičajeni mineral jalovine u rudama nikla, a njegova prisutnost može utjecati na flotaciju minerala koji sadrže nikal. Dodavanjem natrijevog heksametafosfata, on može reagirati s metalnim ionima na površini serpentina, smanjujući njegovu flotabilnost i poboljšavajući odvajanje minerala koji sadrže nikal od serpentina. To je korisno za poboljšanje kvalitete i iskorištenja koncentrata nikla.

2. Flotacija bakrene i olovno-cinkove rude

• U flotaciji bakrenih i olovno-cinkovih ruda, kada su prisutni povezani minerali jalovine koji sadrže kalcij, poput kalcita i dolomita, natrijev heksametafosfat može se koristiti za inhibiranje tih minerala jalovine. U nekim složenim rudama bakra, olova i cinka, podešavanjem količine natrijevog heksametafosfata može se učinkovito kontrolirati flotabilnost minerala jalovine, poboljšavajući selektivnost flotacije i kvalitetu koncentrata bakra, olova i cinka.

Čimbenici koji utječu na učinak primjene

Doziranje

1. Određivanje optimalne doze

• Doziranje natrijevog heksametafosfata ima značajan utjecaj na njegovu učinkovitost u flotaciji minerala. Neodgovarajuća doza može dovesti do suboptimalnih rezultata. Ako je doza preniska, možda neće učinkovito inhibirati minerale jalovine ili dispergirati pulpu. Na primjer, u flotaciji fosfatne rude, ako je dodana količina natrijevog heksametafosfata nedovoljna, minerali jalovine možda neće biti dobro inhibirani, što rezultira nižom razinom koncentrata fosfata.

• S druge strane, ako je doza previsoka, to ne samo da može povećati troškove, već i uzrokovati neke negativne učinke. U nekim slučajevima, prekomjerna količina natrijevog heksametafosfata može također do određene mjere inhibirati ciljane minerale, smanjujući stopu iskorištenja. Stoga je određivanje optimalne doze eksperimentalnim istraživanjem i otklanjanjem pogrešaka na licu mjesta ključno za postizanje najboljih rezultata flotacije.

pH vrijednost pulpe

2. Utjecaj na kemijske reakcije

• pH vrijednost flotacijske pulpe utječe na kemijske reakcije natrijevog heksametafosfata. U različitim pH okruženjima, stupanj ionizacije i kemijski oblik natrijevog heksametafosfata mogu se mijenjati. U kiselom okruženju, njegov inhibitorni učinak na neke minerale može biti oslabljen. U visoko alkalnom okruženju može reagirati s drugim tvarima u pulpi, utječući na njezinu normalnu funkciju. Na primjer, kod flotacije nekih ruda bakra, olova i cinka, održavanje odgovarajuće pH vrijednosti (obično oko 8 - 10) može osigurati da natrijev heksametafosfat učinkovito inhibira minerale jalovine i potiče flotaciju ciljanih minerala.

Zaključak

Natrijev heksametafosfat igra više važnih uloga u flotaciji minerala, uključujući i kao depresivno i disperzant. Njegova primjena u različitim vrstama flotacije minerala, kao što je flotacija fosfatne rude i rude obojenih metala, značajno je poboljšala učinkovitost i kvalitetu odvajanja minerala. Međutim, kako bi se u potpunosti iskoristio njegov potencijal, potrebno je pažljivo kontrolirati čimbenike poput doziranja i pH vrijednosti pulpe. S kontinuiranim razvojem rudarske industrije, daljnja istraživanja primjene natrijevog heksametafosfata u flotaciji minerala mogu dovesti do učinkovitijih i održivijih metoda obrade minerala.