Zvládnite používanie flotačných činidiel: zlepšite presnosť detekcie minerálneho zloženia

Na poliach Minerálne spracovanie a geologická analýza, správne používanie Flotačné činidlá je rozhodujúca pre presnú detekciu minerálneho zloženia. Flotácia je široko používaný fyzikálno-chemický proces na separáciu a obohacovanie minerálov, ktorý sa opiera o rozdiely vo fyzikálno-chemických vlastnostiach minerálnych povrchov. Pridaním činidiel možno upraviť hydrofilnosť alebo hydrofóbnosť minerálnych povrchov, čo umožňuje oddelenie cieľových minerálov od hlušiny.

Tento článok predstaví sériu praktických prevádzkových tipov, ktoré pomôžu laboratórnym technikom a banským inžinierom optimalizovať flotačný proces, zlepšiť presnosť a opakovateľnosť výsledkov testov.

Najprv začnime so základnými typmi flotačných činidiel –Zberatelia, Frothersa modifikátory. Každé činidlo hrá jedinečnú úlohu v procese flotácie. Kolektory zvyšujú hydrofóbnosť minerálov, podporujú ich priľnavosť k vzduchovým bublinám; napeňovače pomáhajú stabilizovať vrstvu peny, čo umožňuje ľahké oddelenie obohatených minerálov z kalu; modifikátory sa používajú na úpravu pH alebo iónovej sily kalu, čím sa vytvárajú optimálne podmienky pre flotáciu minerálov.

S neustálym technologickým pokrokom sa rozširujú aj typy a aplikácie flotačných činidiel. Správny výber a používanie týchto činidiel môže nielen zlepšiť Obnova minerálov sadzby a stupne, ale prinášajú aj významné výhody z hľadiska ochrany životného prostredia a kontroly nákladov.

Ako správne používať flotačné činidlá?

Typy činidiel

Typy činidiel používaných vo flotačných zariadeniach závisia od faktorov, ako sú vlastnosti rudy, tok procesu a počet požadovaných minerálnych produktov. Vo všeobecnosti sa určujú prostredníctvom testov selektivity rudy alebo polopriemyselných testov.

Činidlá možno vo všeobecnosti rozdeliť do troch hlavných typov na základe ich funkcií:

1. Napeňovače: Organické povrchovo aktívne látky, ktoré sa distribuujú na rozhraní voda-vzduch. Používajú sa na vytvorenie vrstvy peny, ktorá môže nadnášať minerály. Medzi bežné penidlá patrí borovicový olej, kyselina kresylová a alkoholy.

2. Zberatelia: Ich funkciou je zachytávať cieľové minerály, meniť hydrofóbnosť minerálnych povrchov, aby umožnili plávajúcim minerálnym časticiam priľnúť k vzduchovým bublinám. Na základe ich povahy možno kolektory rozdeliť na nepolárne kolektory, aniónové kolektory a katiónové kolektory. Medzi bežne používané zberače patrí čierna medicína, žltá medicína, biela medicína, mastné kyseliny, mastné amíny a minerálne oleje.

3. Modifikátory: Modifikátory zahŕňajú aktivátory a inhibítory, ktoré menia vlastnosti minerálnych povrchov a ovplyvňujú interakciu medzi minerálmi a kolektormi. Modifikátory tiež zahŕňajú činidlá používané na zmenu chemických alebo elektrochemických vlastností vodného média, ako sú prostriedky na úpravu pH a stav kolektorov. Medzi typy modifikátorov patria:

• Prípravky na úpravu pH: Vápno, uhličitan sodný, kyselina sírová, oxid siričitý.

• Aktivátory: Síran meďnatý, sulfid sodný.

• inhibítory: Vápno, žltá krvná soľ, sulfid sodný, oxid siričitý, kyanid sodný, síran zinočnatý, dvojchróman draselný, vodné sklo, tanín, rozpustné koloidy, škrob, syntetické polyméry atď.

• Ostatné: Zmáčadlá, flotačné činidlá, solubilizátory atď.

Dávkovanie činidla

Dávkovanie činidiel počas flotácie musí byť presné; nedostatočné alebo nadmerné množstvo môže ovplyvniť ukazovatele spracovania minerálov. Nadmerné používanie môže tiež zvýšiť náklady na spracovanie.

Vzťah medzi dávkovaním činidla a indikátormi flotácie:

• Nedostatočné dávkovanie kolektora môže viesť k nedostatočnej hydrofóbnosti minerálov, čím sa znižuje miera regenerácie. Naopak, nadmerné množstvá môžu znížiť kvalitu koncentrátu a skomplikovať separačnú flotáciu.

• Nedostatočné dávkovanie napeňovača môže viesť k zlej stabilite peny, zatiaľ čo nadmerné množstvo môže spôsobiť jav „pretečenia“.

• Príliš malá dávka aktivátora môže viesť k zlej aktivácii, zatiaľ čo príliš veľa môže narušiť selektivitu flotačného procesu.

• Nedostatočná dávka inhibítora môže znížiť kvalitu koncentrátu, zatiaľ čo nadmerné množstvá môžu potlačiť minerály, ktoré by mali plávať, čím sa zníži miera regenerácie.

Príprava činidla

Pevné činidlá sa riedia do kvapalín pre jednoduché pridávanie. Činidlá nerozpustné vo vode, ako je žltý liek, amínový čierny liek, vodné sklo, uhličitan sodný, síran meďnatý a sulfid sodný, by sa mali pripraviť ako vodné roztoky s koncentráciami v rozmedzí od 2 % do 10 %. Činidlá nerozpustné vo vode je potrebné rozpustiť v rozpúšťadle predtým, ako sa pripravia ako vodný roztok na pridanie, ako sú niektoré zberače amínov, ktoré možno priamo pridať, ako napríklad olej č. 2, čierny liek č. 31 a kyselinu olejovú. Pre vysoko rozpustné činidlá, ktoré vyžadujú značné množstvá, sa koncentrácie prípravku typicky pohybujú od 10 % do 20 %, ako je sulfid sodný, ktorý sa počas použitia pripravuje v koncentrácii 15 %. V prípade slabo rozpustných činidiel možno použiť organické rozpúšťadlá na ich rozpustenie pred ich prípravou ako roztoky s nízkou koncentráciou.

Voľba Príprava činidla spôsob primárne závisí od vlastností činidiel, spôsobu pridávania a ich funkcií. Rovnaké činidlo môže mať významné rozdiely v dávkovaní a účinkoch v dôsledku rôznych metód prípravy. Vo všeobecnosti medzi bežné spôsoby prípravy patria:

1. Príprava 2% až 10% vodného roztoku: Väčšina vo vode rozpustných činidiel sa pripravuje týmto spôsobom (napr. žltý liek, síran meďnatý, vodné sklo).

2. Rozpúšťanie v rozpúšťadle: Niektoré vo vode nerozpustné činidlá môžu byť rozpustené v špeciálnych rozpúšťadlách. Napríklad biely liek nie je rozpustný vo vode, ale môže sa rozpustiť v 10% až 20% roztoku anilínu a musí sa použiť po príprave anilínového zmiešaného roztoku. Podobne anilínový čierny liek nie je rozpustný vo vode, ale môže sa rozpustiť v alkalickom roztoku hydroxidu sodného, ​​takže alkalický roztok hydroxidu sodného musí byť pripravený pred pridaním činidla, aby sa vytvoril roztok anilínového čierneho lieku na flotáciu.

3. Príprava ako suspenzia alebo emulzia: V prípade niektorých slabo rozpustných pevných činidiel sa môžu pripraviť ako emulzie na použitie. Napríklad vápno má veľmi nízku rozpustnosť vo vode, takže sa môže jemne rozdrviť na prášok a zmiešať s vodou na vytvorenie mliečnej suspenzie (napr. vápenné mlieko), alebo sa môže priamo pridať vo forme suchého prášku do guľového mlyna alebo miešacej nádrže.

4. Zmydelnenie: Pre zberače mastných kyselín je najbežnejšou metódou saponifikácia. Napríklad pri výbere hematitu sa ako zberač používa zmydelnené mydlo z parafínu a dechtového oleja. Na zmydelnenie dechtového oleja by sa malo pri príprave činidla pridať asi 10 % uhličitanu sodného a zohrievať, aby sa vytvoril horúci mydlový roztok na pridanie.

5. emulgácia: Emulgáciu je možné dosiahnuť pomocou ultrazvukovej emulgácie alebo mechanického miešania. Po emulgácii môžu mastné kyseliny a motorová nafta zvýšiť ich disperziu v suspenzii, čím sa zlepší účinnosť činidiel. Pridanie niektorých emulgačných činidiel môže ďalej zvýšiť účinnosť.

6. Acidifikácia: Keď sa používajú katiónové kolektory, kvôli ich zlej rozpustnosti, musia byť vopred upravené kyselinou chlorovodíkovou alebo octovou predtým, ako sa môžu rozpustiť vo vode na flotáciu.

7. Aerosólová metóda: Ide o novú metódu prípravy, ktorá zlepšuje pôsobenie činidiel. Zahŕňa použitie špeciálneho rozprašovacieho zariadenia na aerosolizáciu činidiel vo vzduchovom médiu pred ich priamym pridaním do flotačnej nádrže, preto sa tiež označuje ako "metóda aerosólovej flotácie". Táto metóda nielen zlepšuje plávateľnosť užitočných minerálov, ale tiež výrazne znižuje spotrebu činidla. Napríklad dávkovanie zberačov môže byť len jedna tretina až jedna štvrtina obvyklého množstva, zatiaľ čo dávkovanie napeňovača môže byť iba jedna pätina.

8. Elektrochemické spracovanie činidiel: Jednosmerný prúd prechádza cez roztok na chemickú úpravu flotačných činidiel, ktoré môžu zmeniť stav činidla, hodnotu pH a redoxný potenciál, čím sa zvýši koncentrácia najviac aktivujúcich zložiek činidla, zvýši sa kritická koncentrácia pre tvorbu koloidov a zlepší sa disperzia zle rozpustných činidiel vo vode.

Vo všeobecnosti sa zberače a napeňovače miešajú 1-2 minúty, zatiaľ čo niektoré činidlá, ako napríklad dvojchróman draselný používaný na potlačenie olova pri separácii medi a olova, môžu vyžadovať dlhšie miešanie.

Miesto pridania činidla

Na maximalizáciu účinnosti flotačných činidiel je všeobecnou praxou pridávať do guľového mlyna nastavovacie činidlá, inhibítory a niektoré zberače (napr. petrolej), aby sa čo najskôr vytvorilo vhodné flotačné prostredie. Kolektory a napeňovače sa väčšinou pridávajú do prvej miešacej nádrže flotačného procesu. Ak sú k dispozícii dve miešacie nádrže, aktivátor by sa mal pridať do prvej nádrže, zatiaľ čo zberač a napeňovač by sa mali pridať do druhej nádrže. Body pridávania sa líšia v závislosti od úloh činidiel vo flotačnom stroji. Napríklad síran meďnatý, žltý liek a borovicový olej sa vo všeobecnosti pridávajú v nasledujúcom poradí: síran meďnatý sa pridáva do stredu prvej miešacej nádrže, žltý liek do stredu druhej nádrže a borovicový olej na výstupe z druhej miešacej nádrže. Vo všeobecnosti platí, že flotačné zariadenia najskôr pridávajú prostriedky na úpravu pH, aby sa suspenzia upravila na vhodné pH, predtým, ako sa zberač a inhibítor umožnia účinnejšie pracovať. Pri pridávaní činidiel je nevyhnutné uvedomiť si problém určitých škodlivých iónov, ktoré spôsobujú neúčinnosť činidiel. Napríklad ióny medi reagujúce s hydridovými iónmi môžu viesť k neúčinnosti hydridov. Pri separácii medi a síry, ak je v miešacej nádrži veľa iónov medi, kyanid by sa nemal pridávať do miešacej nádrže, ale mal by sa pridávať priamo počas procesu separačnej flotácie.

Poradie pridávania činidla

Typické poradie pridávania činidla vo flotačných zariadeniach je nasledovné: pri flotácii surových rúd by to mali byť prostriedky na úpravu pH, inhibítory alebo aktivátory, napeňovače a zberače; pre minerály, ktoré boli inhibované počas flotácie, sú v poradí aktivátory, zberače a napeňovače.

Metódy pridávania činidla

Vo všeobecnosti existujú dva spôsoby pridávania činidiel: centralizované pridávanie a dispergované pridávanie. Pri výbere metódy pridávania by sa mali zohľadniť typy činidiel a ich pôsobenie.

1. Centralizované pridávanie: Väčšina činidiel sa pridáva centrálne; do miešacích nádrží sa pridávajú napríklad kolektory, aktivátory a inhibítory.

2. Dispergovaný prídavok: Niektoré činidlá môžu byť pridané priamo do flotačnej nádrže, ktorá sa často aplikuje na činidlá, ktoré sú prchavé alebo citlivé na iné činidlá. Napríklad, ak flotačné činidlá spôsobujú na seba škodlivé účinky (napr. negatívny vplyv prebytočného sulfidu sodného na aktivovanú flotáciu), činidlá môžu byť pridané priamo do flotačného stroja.

Záver

Správnym výberom, prípravou, dávkovaním a pridávaním flotačných činidiel je možné optimalizovať spracovanie minerálov a geologickú analýzu, čím sa zvyšuje presnosť a účinnosť testov a analýz. Tieto prevádzkové tipy sú zamerané na pomoc laboratórnym technikom a banským inžinierom pri lepšom využívaní flotačných činidiel, čo vedie k zlepšeniu prevádzkovej efektívnosti a spoľahlivejším výsledkom.