Obvladajte uporabo flotacijskih reagentov: izboljšajte natančnost zaznavanja mineralne sestave

Na področjih Predelava mineralov in geološke analize, pravilna uporaba Flotacijski reagenti je ključnega pomena za natančno odkrivanje mineralnih sestav. Flotacija je široko uporabljen fizikalno-kemijski postopek za ločevanje in obogatitev mineralov, ki temelji na razlikah v fizikalno-kemijskih lastnostih mineralnih površin. Z dodajanjem reagentov je mogoče prilagoditi hidrofilnost ali hidrofobnost mineralnih površin, kar omogoča ločevanje ciljnih mineralov od jalovine.

Ta članek bo predstavil vrsto praktičnih operativnih nasvetov, ki bodo pomagali laboratorijskim tehnikom in rudarskim inženirjem optimizirati proces flotacije ter izboljšati natančnost in ponovljivost rezultatov preskusov.

Najprej začnimo z osnovnimi vrstami flotacijskih reagentov—Zbiralci, Fothersin Modifikatorji. Vsak reagent igra edinstveno vlogo v procesu flotacije. Zbiralniki povečujejo hidrofobnost mineralov in spodbujajo njihovo vezavo na zračne mehurčke; sredstva za penjenje pomagajo stabilizirati plast pene, kar omogoča, da se obogateni minerali enostavno ločijo od gošče; modifikatorji se uporabljajo za prilagoditev pH ali ionske moči gnojevke, kar ustvarja optimalne pogoje za flotacijo mineralov.

Z nenehnim tehnološkim napredkom se širijo tudi vrste in uporabe flotacijskih reagentov. Pravilna izbira in uporaba teh reagentov ne more samo izboljšati Obnova mineralov stopenj in razredov, temveč prinaša tudi znatne koristi v smislu varstva okolja in nadzora stroškov.

Kako pravilno uporabljati flotacijske reagente?

Vrste reagentov

Vrste reagentov, ki se uporabljajo v flotacijskih obratih, so odvisne od dejavnikov, kot so lastnosti rude, procesni tok in število želenih mineralnih produktov. Na splošno se določajo s testi selektivnosti rude ali polindustrijskimi testi.

Reagente lahko glede na njihove funkcije na splošno razdelimo v tri glavne vrste:

1. Fothers: Organske površinsko aktivne snovi, ki se porazdelijo na meji voda-zrak. Uporabljajo se za ustvarjanje penaste plasti, ki lahko lebdi minerale. Običajna sredstva za penjenje vključujejo borovo olje, krezilno kislino in alkohole.

2. Zbiratelji: Njihova funkcija je zajemanje ciljnih mineralov, spreminjanje hidrofobnosti mineralnih površin, da se lebdeči mineralni delci oprimejo zračnih mehurčkov. Glede na njihovo naravo lahko zbiralnike razdelimo na nepolarne zbiralnike, anionske zbiralnike in kationske zbiralnike. Pogosto uporabljeni zbiralniki vključujejo črno zdravilo, rumeno zdravilo, belo zdravilo, maščobne kisline, maščobne amine in mineralna olja.

3. Modifikatorji: Modifikatorji vključujejo aktivatorje in inhibitorje, ki spreminjajo lastnosti mineralnih površin ter vplivajo na interakcijo med minerali in zbiralci. Modifikatorji vključujejo tudi sredstva, ki se uporabljajo za spreminjanje kemičnih ali elektrokemičnih lastnosti vodnega medija, kot so regulatorji pH in stanje zbiralnikov. Vrste modifikatorjev vključujejo:

• pH regulatorji: Apno, natrijev karbonat, žveplova kislina, žveplov dioksid.

• Aktivatorji: Bakrov sulfat, natrijev sulfid.

• Inhibitorji: Apno, rumena krvna sol, natrijev sulfid, žveplov dioksid, natrijev cianid, cinkov sulfat, kalijev dikromat, vodno steklo, tanin, topni koloidi, škrob, sintetični polimeri itd.

• Drugo: Omočilna sredstva, flotacijska sredstva, solubilizatorji itd.

Odmerjanje reagenta

Odmerjanje reagentov med flotacijo mora biti natančno; nezadostne ali prevelike količine lahko vplivajo na kazalnike predelave mineralov. Prekomerna uporaba lahko poveča tudi stroške obdelave.

Razmerje med odmerkom reagenta in indikatorji flotacije:

• Nezadostno doziranje zbiralnika lahko povzroči neustrezno hidrofobnost mineralov, kar zmanjša stopnjo izkoristka. Nasprotno pa lahko prevelike količine znižajo kakovost koncentrata in otežijo separacijsko flotacijo.

• Nezadosten odmerek penilnika lahko privede do slabe stabilnosti pene, medtem ko lahko prevelike količine povzročijo pojav "prelivanja".

• Premajhen odmerek aktivatorja lahko povzroči slabo aktivacijo, medtem ko lahko preveč moti selektivnost flotacijskega procesa.

• Nezadosten odmerek zaviralca lahko znižajo stopnjo koncentrata, medtem ko lahko prevelike količine zavrejo minerale, ki bi morali plavati, kar zmanjša stopnjo izkoristka.

Priprava reagenta

Trdni reagenti se zaradi lažjega dodajanja razredčijo v tekočine. V vodi netopne reagente, kot so rumeno zdravilo, aminsko črno zdravilo, vodno steklo, natrijev karbonat, bakrov sulfat in natrijev sulfid, je treba pripraviti kot vodne raztopine s koncentracijami v razponu od 2 % do 10 %. V vodi netopne reagente je treba raztopiti v topilu, preden jih pripravimo kot vodno raztopino za dodajanje, na primer nekatere zbiralnike aminov, ki jih je mogoče neposredno dodati, na primer olje št. 2, črno zdravilo št. 31 in oleinsko kislino. Za zelo topne reagente, ki zahtevajo znatne količine, se koncentracije pripravkov običajno gibljejo od 10 % do 20 %, kot je natrijev sulfid, ki se med uporabo pripravi pri 15 %. Slabo topne reagente je mogoče uporabiti za raztapljanje organskih topil, preden jih pripravimo kot raztopine z nizko koncentracijo.

Izbira Priprava reagenta Metoda je odvisna predvsem od lastnosti reagentov, metode dodajanja in njihovih funkcij. Isti reagent ima lahko precejšnje razlike v odmerku in učinkih zaradi različnih metod priprave. Na splošno običajni načini priprave vključujejo:

1. Priprava 2% do 10% vodne raztopine: Večino reagentov, topnih v vodi, pripravimo na ta način (npr. rumeno zdravilo, bakrov sulfat, vodno steklo).

2. Raztapljanje v topilu: Nekatere v vodi netopne reagente je mogoče raztopiti v posebnih topilih. Na primer, belo zdravilo ni topno v vodi, vendar ga je mogoče raztopiti v 10- do 20-odstotni raztopini anilina in ga je treba uporabiti po pripravi mešane raztopine anilina. Podobno anilinsko črno zdravilo ni topno v vodi, vendar se lahko raztopi v alkalni raztopini natrijevega hidroksida, zato je treba najprej pripraviti alkalno raztopino natrijevega hidroksida, preden dodate reagent, da ustvarite anilinsko črno zdravilno raztopino za flotacijo.

3. Priprava v obliki suspenzije ali emulzije: Nekatere slabo topne trdne reagente lahko pripravimo kot emulzije za uporabo. Na primer, apno je zelo slabo topno v vodi, zato ga je mogoče fino zmleti v prah in zmešati z vodo, da se ustvari mlečna suspenzija (npr. apneno mleko), ali pa se lahko neposredno doda v obliki suhega prahu v kroglični mlin ali mešalno posodo.

4. umiljenje: Za zbiralce maščobnih kislin je najpogostejša metoda umiljenje. Na primer, pri izbiri hematita se kot zbiralnik uporablja umiljeno milo iz parafina in katrana. Za umiljenje katranskega olja je treba pri pripravi reagenta dodati približno 10 % natrijevega karbonata in ga segreti, da nastane vroča milna raztopina za dodajanje.

5. Emulgiranje: Emulgiranje je mogoče doseči z uporabo ultrazvočnega emulgiranja ali mehanskega mešanja. Po emulgiranju lahko maščobne kisline in dizel povečajo svojo disperzijo v gnojevki, kar izboljša učinkovitost reagentov. Dodatek nekaterih emulgatorjev lahko dodatno poveča učinkovitost.

6. Nakisanje: Pri uporabi kationskih zbiralnikov jih je zaradi njihove slabe topnosti treba predhodno obdelati s klorovodikovo ali ocetno kislino, preden se lahko raztopijo v vodi za flotacijo.

7. Aerosolna metoda: To je nova metoda priprave, ki izboljša delovanje reagentov. Vključuje uporabo posebne razpršilne naprave za razprševanje reagentov v zračnem mediju, preden jih neposredno dodamo v flotacijski rezervoar, zato se imenuje tudi "metoda flotacije z aerosolom". Ta metoda ne le izboljša flotabilnost uporabnih mineralov, ampak tudi znatno zmanjša porabo reagenta. Na primer, doziranje zbiralnikov je lahko le ena tretjina do ena četrtina običajne količine, medtem ko je doziranje penilcev lahko le ena petina.

8. Elektrokemična obdelava reagentov: Skozi raztopino poteka enosmerni tok za kemično obdelavo flotacijskih reagentov, ki lahko spremenijo stanje reagenta, pH vrednost in redoks potencial, s čimer povečajo koncentracijo najbolj aktivacijskih komponent reagenta, dvignejo kritično koncentracijo za tvorbo koloidov in izboljšajo disperzijo slabo topnih reagentov v vodi.

Na splošno se zbiralniki in penilci mešajo 1-2 minuti, medtem ko je za nekatere reagente, kot je kalijev dikromat, ki se uporablja za zatiranje svinca pri ločevanju bakra in svinca, morda potrebno mešanje dlje.

Mesto dodajanja reagenta

Da bi povečali učinkovitost flotacijskih reagentov, je splošna praksa, da se v krogelni mlin dodajo nastavitvena sredstva, inhibitorji in nekateri zbiralniki (npr. kerozin), da se čim prej ustvari primerno flotacijsko okolje. Zbiralniki in penilci se večinoma dodajajo v prvi mešalni posodi flotacijskega procesa. Če sta mešalna rezervoarja dva, je treba v prvi rezervoar dodati aktivator, v drugi rezervoar pa zbiralnik in penilnik. Točke dodajanja se razlikujejo glede na vlogo reagentov v flotacijskem stroju. Na primer, bakrov sulfat, rumeno zdravilo in borovo olje se običajno dodajajo v naslednjem vrstnem redu: bakrov sulfat se doda v sredino prve mešalne posode, rumeno zdravilo v sredino druge posode in borovo olje na izhod iz druge mešalne posode. Na splošno flotacijske naprave najprej dodajo regulatorje pH, da se gnojevka doseže ustrezen pH, preden omogočijo zbiralniku in zaviralcu, da delujeta učinkoviteje. Pri dodajanju reagentov se je bistveno zavedati problematike nekaterih škodljivih ionov, ki povzročajo neučinkovitost reagenta. Na primer, bakrovi ioni, ki reagirajo s hidridnimi ioni, lahko povzročijo neučinkovitost hidridov. Če je pri ločevanju bakra in žvepla v mešalni posodi veliko bakrovih ionov, cianida ne smete dodajati v mešalno posodo, temveč ga je treba dodati neposredno med postopkom ločevanja s flotacijo.

Naročilo za dodajanje reagenta

Tipičen vrstni red dodajanja reagenta v flotacijskih napravah je naslednji: za flotacijo surovih rud naj bodo to regulatorji pH, inhibitorji ali aktivatorji, sredstva za penjenje in zbiralniki; za minerale, ki so bili med flotacijo inhibirani, je vrstni red aktivatorji, zbiralniki in penilci.

Metode dodajanja reagenta

Na splošno obstajata dve metodi za dodajanje reagentov: centralizirano dodajanje in razpršeno dodajanje. Pri izbiri metode dodajanja je treba upoštevati tako vrste reagenta kot delovanje reagentov.

1. Centralizirani dodatek: Večina reagentov se doda centralno; na primer zbiralniki, aktivatorji in inhibitorji se dodajo v mešalne rezervoarje.

2. Razpršeni dodatek: Nekatere reagente je mogoče dodati neposredno v flotacijski rezervoar, ki se pogosto uporablja za reagente, ki so hlapljivi ali občutljivi na druge reagente. Na primer, če flotacijski reagenti drug na drugega povzročajo škodljive učinke (npr. negativen vpliv presežka natrijevega sulfida na aktivirano flotacijo), se lahko reagenti dodajo neposredno v flotacijski stroj.

zaključek

S pravilno izbiro, pripravo, odmerjanjem in dodajanjem flotacijskih reagentov je mogoče optimizirati predelavo mineralov in geološko analizo, kar poveča natančnost in učinkovitost testov in analiz. Namen teh operativnih nasvetov je pomagati laboratorijskim tehnikom in rudarskim inženirjem pri boljši uporabi flotacijskih reagentov, kar vodi do izboljšane operativne učinkovitosti in zanesljivejših rezultatov.