खनिज फ्लोटेशनमध्ये सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटचा वापर

परिचय

खनिज प्लवन ही खाणकाम उद्योगात निरुपयोगी खनिजांपासून मौल्यवान खनिजे वेगळे करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी पद्धत आहे. ही पद्धत खनिजांच्या पृष्ठभागांच्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमधील फरकांवर अवलंबून असते. सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट, त्याच्या अद्वितीय रासायनिक संरचना आणि गुणधर्मांमुळे, खनिज प्लवन प्रक्रियांमध्ये महत्त्वपूर्ण उपयोगात आले आहे. हा लेख खनिज प्लवनमधील त्याच्या वापराच्या विविध पैलूंचा सखोल अभ्यास करतो.

सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटचे गुणधर्म

सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट हे एक अजैविक पॉलिमर संयुग आहे. ते रंगहीन पारदर्शक क्रिस्टल किंवा पांढर्‍या पावडरच्या स्वरूपात दिसते. ते पाण्यात अत्यंत विरघळणारे आहे आणि त्याचे जलीय द्रावण अल्कधर्मी आहे. हवेत, त्याची विशिष्ट प्रमाणात हायग्रोस्कोपिकता असते. हे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म खनिज फ्लोटेशनमध्ये त्याच्या कार्यक्षमतेचा पाया घालतात.

खनिज तरंगण्यातील भूमिका

उदास

१.सिलिकेट आणि कार्बोनेट खनिजांचे प्रतिबंध

• सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट क्वार्ट्ज आणि सिलिकेट खनिजांना रोखण्यात प्रभावी आहे. काही अयस्कांच्या फ्लोटेशनमध्ये, जसे की फेल्डस्पार आणि अभ्रक असलेल्या, ते या सिलिकेट खनिजांच्या पृष्ठभागावर शोषू शकते. उदाहरणार्थ, झिरकोनियम अयस्कांच्या फ्लोटेशनमध्ये, ते संबंधित फेल्डस्पार आणि इतर सिलिकेट गँग्यू खनिजांच्या पृष्ठभागावर शोषून त्यांची फ्लोटॅबिलिटी कमी करू शकते.

• हे कॅल्साइट आणि चुनखडीसारख्या कार्बोनेट खनिजांवर देखील प्रतिबंधात्मक परिणाम दर्शवते . फॉस्फेट धातुकांच्या प्लवन प्रक्रियेत, जिथे कॅल्साइट हे एक सामान्य गँग खनिज आहे, तिथे सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट कॅल्साइटच्या पृष्ठभागावरील कॅल्शियम आयनांशी अभिक्रिया करू शकते. ते स्थिर संयुगे तयार करते, ज्यामुळे कॅल्साइटच्या पृष्ठभागाची जलस्नेहता वाढते. यामुळे संग्राहकाशी (कलेक्टर) जोडले जाण्याची शक्यता कमी होते आणि अशा प्रकारे प्रतिबंधाचा उद्देश साध्य होतो.

२. प्रतिबंध यंत्रणा

• मुख्य प्रतिबंधक यंत्रणेपैकी एक म्हणजे खनिज पृष्ठभागावरील धातू आयनांशी त्याची प्रतिक्रिया. जेव्हा मल्टी-व्हॅलेंट धातू आयन असलेल्या खनिजांचा विचार केला जातो तेव्हा सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट या धातू आयनांसह स्थिर संयुगे तयार करू शकते. निकेल धातूच्या फ्लोटेशनमध्ये, ते सर्पेन्टाइनच्या पृष्ठभागावरील विशिष्ट आयनांसह प्रतिक्रिया देते, जे सर्पेन्टाइनच्या फ्लोटॅबिलिटीला प्रतिबंधित करते.

• याव्यतिरिक्त, जलीय द्रावणात, सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट आयनीकरण करू शकते. ते खनिज पृष्ठभागावर आणि द्रव अवस्थेतील कॅल्शियम आयनांसह प्रतिक्रिया देऊ शकते. कॅल्साइट आणि कॅसिटराइट वेगळे करताना, कॅल्साइट पृष्ठभागावर तयार होणारे संयुग केवळ कॅल्साइटवर परिणाम करत नाही तर कॅसिटराइट पृष्ठभागावर देखील शोषू शकते, ज्यामुळे प्रतिबंधाची निवड कमी होते आणि खनिज पृष्ठभागावर संग्राहकाचे शोषण कमी होते.

विखुरणारा

१. खनिज लगद्याचे विसर्जन

• फ्लोटेशन प्रक्रियेत, विशेषतः बारीक दाणेदार खनिजे किंवा उच्च चिखलाचे प्रमाण असलेल्या काही अयस्कांसाठी, खनिज लगद्याचे विखुरणे अत्यंत महत्वाचे आहे. सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट एक विखुरक म्हणून महत्त्वाची भूमिका बजावू शकते. उदाहरणार्थ, सर्पेन्टाइनशी संबंधित निकेल-पायराइट अयस्कांच्या फ्लोटेशनमध्ये, सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटची योग्य मात्रा जोडल्याने फ्लोटेशन लगदा विखुरला जाऊ शकतो. कारण ते निकेल-पायराइटच्या पृष्ठभागावरील सर्पेन्टाइनचे कव्हरेज कमी करते, जे निकेल-पायराइटच्या फ्लोटेशन पुनर्प्राप्तीसाठी फायदेशीर आहे.

२.पांगापांग यंत्रणा

• सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट खनिजांच्या पृष्ठभागाची क्षमता कमी करू शकते. परिणामी, खनिज कणांमधील इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षण शक्ती वाढते. त्याची आण्विक रचना, किमान 20 - 100 युनिट्सच्या साखळी लांबीसह एक रेषीय पॉलिमर संयुग, जेव्हा खनिज पृष्ठभागावर शोषले जाते तेव्हा, कणांमधील स्टेरिक अडथळा प्रभाव देखील वाढवू शकते. काही बारीक-दाणेदार फॉस्फेट धातूंच्या फ्लोटेशनमध्ये, हा फैलाव प्रभाव फॉस्फेट आणि गँग्यू खनिजांचे एकत्रीकरण रोखू शकतो, ज्यामुळे पृथक्करण कार्यक्षमता सुधारते.

वेगवेगळ्या खनिज फ्लोटेशनमध्ये अनुप्रयोग

फॉस्फेट धातूचे तरंगण

१. निवडक पृथक्करण

• फॉस्फेट अयस्क फ्लोटेशनमध्ये, सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटचा वापर बहुतेकदा गँग्यू खनिजांपासून फॉस्फेट खनिजे वेगळे करण्यासाठी केला जातो. फॉस्फेट अयस्क बहुतेकदा कॅल्साइट, डोलोमाइट आणि सिलिकेट खनिजे सारख्या विविध गँग्यू खनिजांशी संबंधित असतात. सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट या गँग्यू खनिजांना निवडकपणे रोखू शकते. काही फॉस्फेट अयस्कांच्या रिव्हर्स फ्लोटेशन प्रक्रियेत, सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटची थोडीशी मात्रा जोडल्याने फॉस्फेट सांद्रतेची ग्रेड आणि पुनर्प्राप्ती प्रभावीपणे वाढू शकते. ते फॉस्फेट खनिजांशी प्रतिक्रिया न देता नॉन-फॉस्फेट खनिजांसह प्रतिक्रिया देऊ शकते, अशा प्रकारे फॉस्फेट खनिज फ्लोटेशनची निवडकता सुधारते.

२.फोम स्थिरतेवर परिणाम

• फॉस्फेट अयस्क फ्लोटेशनमधील फोम स्थिरतेवर देखील याचा परिणाम होतो. फ्लोटेशन प्रक्रियेतील फोम फॉस्फेट खनिजे गोळा करण्यात भूमिका बजावते. सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट फोमची स्थिरता वाढवू शकते. ते मोठ्या प्रमाणात स्थिर फोम तयार करू शकते, जे फॉस्फेट खनिजांच्या संकलन प्रभावात सुधारणा करण्यास मदत करते. फॉस्फेट खनिजे स्थिर फोमद्वारे पृष्ठभागावर चांगल्या प्रकारे वाहून नेली जाऊ शकतात, ज्यामुळे फ्लोटेशन कार्यक्षमता आणि ग्रेड सुधारते.

नॉन-फेरस मेटल ओर फ्लोटेशन

१.निकेल ओर फ्लोटेशन

• आधी सांगितल्याप्रमाणे, निकेल अयस्क फ्लोटेशनमध्ये, सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटचा वापर प्रामुख्याने सर्पाटाइन रोखण्यासाठी केला जातो. सर्पाटाइन हे निकेल अयस्कांमध्ये एक सामान्य गँग्यू खनिज आहे आणि त्याची उपस्थिती निकेल-वाहक खनिजांच्या फ्लोटेशनवर परिणाम करू शकते. सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट जोडून, ​​ते सर्पाटाइन पृष्ठभागावरील धातूच्या आयनांशी प्रतिक्रिया देऊ शकते, त्याची तरंगण्याची क्षमता कमी करू शकते आणि निकेल-वाहक खनिजांचे सर्पाटाइनपासून वेगळे करणे सुधारू शकते. हे निकेल सांद्रतांचा दर्जा आणि पुनर्प्राप्ती सुधारण्यासाठी फायदेशीर आहे.

२. तांबे आणि शिसे - झिंक ओर फ्लोटेशन

• तांबे आणि शिसे - जस्त धातूच्या फ्लोटेशनमध्ये, जेव्हा कॅल्साइट आणि डोलोमाइट सारख्या संबंधित कॅल्शियमयुक्त गँग्यू खनिजे असतात, तेव्हा सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटचा वापर या गँग्यू खनिजांना रोखण्यासाठी केला जाऊ शकतो. काही जटिल तांबे - शिसे - जस्त धातूंमध्ये, सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटचे प्रमाण समायोजित केल्याने गँग्यू खनिजांच्या फ्लोटेशनक्षमतेवर प्रभावीपणे नियंत्रण ठेवता येते, फ्लोटेशनची निवडकता आणि तांबे, शिसे आणि जस्त सांद्रतांची गुणवत्ता सुधारते.

अनुप्रयोगाच्या परिणामावर परिणाम करणारे घटक

डोस

१. इष्टतम डोस निर्धारण

• सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटच्या डोसचा खनिज फ्लोटेशनमध्ये त्याच्या कामगिरीवर लक्षणीय परिणाम होतो. अयोग्य डोसमुळे कमी-इष्टतम परिणाम होऊ शकतात. जर डोस खूप कमी असेल, तर ते गँग्यू खनिजांना प्रभावीपणे रोखू शकत नाही किंवा लगदा विखुरू शकत नाही. उदाहरणार्थ, फॉस्फेट अयस्क फ्लोटेशनमध्ये, जर सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटचे प्रमाण अपुरे असेल, तर गँग्यू खनिजे चांगल्या प्रकारे रोखली जाऊ शकत नाहीत, परिणामी फॉस्फेट सांद्रतेचा दर्जा कमी होतो.

• दुसरीकडे, जर डोस खूप जास्त असेल तर ते केवळ खर्च वाढवू शकत नाही तर काही नकारात्मक परिणाम देखील निर्माण करू शकते. काही प्रकरणांमध्ये, जास्त सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट लक्ष्य खनिजांना काही प्रमाणात रोखू शकते, ज्यामुळे पुनर्प्राप्ती दर कमी होतो. म्हणून, सर्वोत्तम फ्लोटेशन परिणाम साध्य करण्यासाठी प्रायोगिक संशोधन आणि ऑन-साइट डीबगिंगद्वारे इष्टतम डोस निश्चित करणे अत्यंत महत्वाचे आहे.

लगद्याचे pH मूल्य

२.रासायनिक अभिक्रियांवर प्रभाव

• फ्लोटेशन पल्पचे pH मूल्य सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटच्या रासायनिक अभिक्रियांवर परिणाम करते. वेगवेगळ्या pH वातावरणात, सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटचे आयनीकरण पदवी आणि रासायनिक स्वरूप बदलू शकते. अम्लीय वातावरणात, काही खनिजांवर त्याचा प्रतिबंधात्मक प्रभाव कमकुवत होऊ शकतो. अत्यंत क्षारीय वातावरणात, ते लगद्यामधील इतर पदार्थांसह प्रतिक्रिया देऊ शकते, ज्यामुळे त्याचे सामान्य कार्य प्रभावित होऊ शकते. उदाहरणार्थ, काही तांबे - शिसे - जस्त धातूंच्या फ्लोटेशनमध्ये, योग्य pH मूल्य (सामान्यतः 8 - 10 च्या आसपास) राखल्याने सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट प्रभावीपणे गँग्यू खनिजांना प्रतिबंधित करते आणि लक्ष्यित खनिजांच्या फ्लोटेशनला प्रोत्साहन देते याची खात्री करू शकते.

निष्कर्ष

सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट खनिज प्लवन प्रक्रियेत अनेक महत्त्वाच्या भूमिका बजावते, ज्यात अवसादक (Depressant) आणि विखुरक (dispersant) म्हणून भूमिकांचा समावेश आहे. फॉस्फेट धातुक आणि अलौह धातू धातुक प्लवन यांसारख्या विविध प्रकारच्या खनिज प्लवन प्रक्रियांमधील त्याच्या वापरामुळे खनिज विलगीकरणाची कार्यक्षमता आणि गुणवत्ता लक्षणीयरीत्या सुधारली आहे. तथापि, त्याच्या पूर्ण क्षमतेचा वापर करण्यासाठी, मात्रा (dosage) आणि लगद्याचा pH (pulp pH) यांसारख्या घटकांवर काळजीपूर्वक नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे. खाण उद्योगाच्या सततच्या विकासामुळे, खनिज प्लवन प्रक्रियेत सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेटच्या वापरावरील पुढील संशोधनामुळे अधिक कार्यक्षम आणि शाश्वत खनिज प्रक्रिया पद्धती विकसित होऊ शकतात.