Uporaba natrijevega heksametafosfata pri flotaciji mineralov

Uvod

Flotacija mineralov je v rudarski industriji pogosto uporabljena metoda za ločevanje dragocenih mineralov od jalovinskih mineralov. Zanaša se na razlike v fizikalnih in kemijskih lastnostih mineralnih površin. Natrijev heksametafosfat s svojo edinstveno kemijsko strukturo in lastnostmi je našel pomembno uporabo v Flotacija mineralov procesi. Ta članek se poglobljeno ukvarja z različnimi vidiki njegove uporabe pri flotaciji mineralov.

Lastnosti natrijevega heksametafosfata

Natrijev heksametafosfat je anorganska polimerna spojina. Pojavi se kot brezbarven prozoren kristal ali bel prah. Je zelo topen v vodi, njegova vodna raztopina pa je alkalna. Na zraku ima določeno stopnjo higroskopičnosti. Te fizikalne in kemijske lastnosti so temelj njegove funkcionalnosti pri flotaciji mineralov.

Vloge pri flotaciji mineralov

Depresiv

1. Inhibicija silikatnih in karbonatnih mineralov

• Natrijev heksametafosfat učinkovito zavira rast kremenovih in silikatnih mineralov. Pri flotaciji nekaterih rud, kot so tiste, ki vsebujejo glinenec in sljudo, se lahko adsorbira na površini teh silikatnih mineralov. Na primer, pri flotaciji cirkonijevih rud lahko zmanjša flotabilnost pripadajočega glinenca in drugih silikatnih jalovinskih mineralov z adsorpcijo na njihovih površinah.

• Prav tako kaže zaviralne učinke na karbonatne minerale, kot sta kalcit in apnenec. Pri flotaciji fosfatnih rud, kjer je kalcit pogost mineral jalovine, Natrijev heksametafosfat lahko reagira s kalcijevimi ioni na površini kalcita. Tvori stabilne spojine, ki povečajo hidrofilnost površine kalcita, zaradi česar je manj verjetno, da se bo nanj pritrdil zbiralnik, s čimer se doseže namen inhibicije.

2. Mehanizem inhibicije

• Eden glavnih mehanizmov inhibicije je povezan z njegovo reakcijo s kovinskimi ioni na površini minerala. Pri mineralih, ki vsebujejo večvalentne kovinske ione, lahko natrijev heksametafosfat s temi kovinskimi ioni tvori stabilne spojine. Pri flotaciji nikljeve rude reagira s specifičnimi ioni na površini serpentina, kar zavira flotabilnost serpentina.

• Poleg tega lahko natrijev heksametafosfat v vodni raztopini ionizira. Lahko reagira s kalcijevimi ioni na površini minerala in v tekoči fazi. Pri ločevanju kalcita in kasiterita spojina, ki nastane na površini kalcita, ne vpliva le na kalcit, temveč se lahko tudi adsorbira na površini kasiterita, kar zmanjša selektivnost inhibicije in zmanjša adsorpcijo zbiralnika na površini minerala.

Disperzivno sredstvo

1. Disperzija mineralne celuloze

• Pri flotacijskih postopkih, zlasti pri nekaterih rudah z drobnozrnatimi minerali ali rudah z visoko vsebnostjo blata, je disperzija mineralne pulpe ključnega pomena. Natrijev heksametafosfat ima lahko pomembno vlogo kot dispergator. Na primer, pri flotaciji nikelj-piritnih rud, povezanih s serpentinom, lahko dodajanje ustrezne količine natrijevega heksametafosfata dispergira flotacijsko pulpo. To je zato, ker zmanjša pokritost površine nikelj-pirita s serpentinom, kar je koristno za flotacijsko pridobivanje nikelj-pirita.

2. Mehanizem disperzije

• Natrijev heksametafosfat lahko zniža površinski potencial mineralov. Posledično se poveča elektrostatična odbojna sila med mineralnimi delci. Njegova molekularna struktura, linearna polimerna spojina z dolžino verige vsaj 20–100 enot, lahko ob adsorpciji na površino minerala poveča tudi sterično oviro med delci. Pri flotaciji nekaterih drobnozrnih fosfatnih rud lahko ta disperzijski učinek prepreči agregacijo fosfatnih in jalovinskih mineralov, kar izboljša učinkovitost ločevanja.

Uporaba pri različnih flotacijah mineralov

Flotacija fosfatne rude

1. Selektivna ločitev

• Pri flotaciji fosfatnih rud se natrijev heksametafosfat pogosto uporablja za ločevanje fosfatnih mineralov od jalovinskih mineralov. Fosfatne rude so pogosto povezane z različnimi jalovinskimi minerali, kot so kalcit, dolomit in silikatni minerali. Natrijev heksametafosfat lahko selektivno zavira te jalovinske minerale. V procesu reverzne flotacije nekaterih fosfatnih rud lahko dodajanje majhne količine natrijevega heksametafosfata učinkovito poveča kakovost in izkoristek fosfatnega koncentrata. Lahko reagira z nefosfatnimi minerali, ne da bi reagiral s fosfatnimi minerali, s čimer se izboljša selektivnost flotacije fosfatnih mineralov.

2. Vpliv na stabilnost pene

• Vpliva tudi na stabilnost pene pri flotaciji fosfatne rude. Pena v procesu flotacije igra vlogo pri zbiranju fosfatnih mineralov. Natrijev heksametafosfat lahko poveča stabilnost pene. Lahko ustvari veliko število stabilnih pen, kar pomaga izboljšati učinek zbiranja fosfatnih mineralov. Stabilna pena lahko fosfatne minerale bolje prenese na površino, s čimer se izboljša učinkovitost in kakovost flotacije.

Flotacija rud neželeznih kovin

1. Flotacija nikljeve rude

• Kot smo že omenili, se pri flotaciji nikljevih rud natrijev heksametafosfat uporablja predvsem za zaviranje serpentina. Serpentin je pogost jalovinski mineral v nikljevih rudah in njegova prisotnost lahko vpliva na flotacijo mineralov, ki vsebujejo nikelj. Z dodatkom natrijevega heksametafosfata lahko reagira s kovinskimi ioni na površini serpentina, kar zmanjša njegovo flotabilnost in izboljša ločevanje mineralov, ki vsebujejo nikelj, od serpentina. To je koristno za izboljšanje kakovosti in izkoristka nikljevih koncentratov.

2. Flotacija bakrene in svinčevo-cinkove rude

• Pri flotaciji bakrovih in svinčevo-cinkovih rud, kadar so prisotni kalcijevi jalovinski minerali, kot sta kalcit in dolomit, se lahko natrijev heksametafosfat uporabi za zaviranje teh jalovinskih mineralov. V nekaterih kompleksnih bakrovo-svinčevo-cinkovih rudah lahko s prilagajanjem količine natrijevega heksametafosfata učinkovito nadzorujemo flotabilnost jalovinskih mineralov, kar izboljša selektivnost flotacije in kakovost bakrovih, svinčevih in cinkovih koncentratov.

Dejavniki, ki vplivajo na učinek uporabe

Odmerek

1. Določanje optimalnega odmerka

• Odmerek natrijevega heksametafosfata ima pomemben vpliv na njegovo učinkovitost pri flotaciji mineralov. Neustrezen odmerek lahko privede do neoptimalnih rezultatov. Če je odmerek prenizek, morda ne bo učinkovito zaviral mineralov jalovine ali dispergiral pulpe. Na primer, pri flotaciji fosfatne rude, če količina dodanega natrijevega heksametafosfata ni zadostna, minerali jalovine morda niso dobro inhibirani, kar ima za posledico nižjo kakovost fosfatnega koncentrata.

• Po drugi strani pa lahko previsok odmerek ne le poveča stroške, temveč povzroči tudi nekatere negativne učinke. V nekaterih primerih lahko prekomerni natrijev heksametafosfat do določene mere zavira tudi ciljne minerale, kar zmanjša stopnjo izkoristka. Zato je določitev optimalnega odmerka z eksperimentalnimi raziskavami in odpravljanjem napak na kraju samem ključnega pomena za doseganje najboljših rezultatov flotacije.

pH vrednost pulpe

2. Vpliv na kemijske reakcije

• pH vrednost flotacijske pulpe vpliva na kemijske reakcije natrijevega heksametafosfata. V različnih pH okoljih se lahko stopnja ionizacije in kemijska oblika natrijevega heksametafosfata spreminjata. V kislem okolju se lahko njegov zaviralni učinek na nekatere minerale oslabi. V zelo alkalnem okolju lahko reagira z drugimi snovmi v pulpi, kar vpliva na njeno normalno delovanje. Na primer, pri flotaciji nekaterih bakrovo-svinčevo-cinkovih rud lahko vzdrževanje ustrezne vrednosti pH (običajno okoli 8–10) zagotovi, da natrijev heksametafosfat učinkovito zavira minerale jalovine in spodbuja flotacijo ciljnih mineralov.

zaključek

Natrijev heksametafosfat ima več pomembnih vlog pri flotaciji mineralov, vključno z Depresiv in dispergator. Njegova uporaba v različnih vrstah flotacije mineralov, kot sta flotacija fosfatne rude in rud neželeznih kovin, je znatno izboljšala učinkovitost in kakovost ločevanja mineralov. Vendar pa je treba za polni izkoristek njegovega potenciala skrbno nadzorovati dejavnike, kot sta odmerek in pH pulpe. Z nenehnim razvojem rudarske industrije lahko nadaljnje raziskave o uporabi natrijevega heksametafosfata pri flotaciji mineralov privedejo do učinkovitejših in trajnostnih metod predelave mineralov.