Bemästra användningen av flotationsreagenser: förbättra noggrannheten vid upptäckt av mineralsammansättningar

Inom mineralbearbetning och geologisk analys är korrekt användning av flotationsreagens avgörande för att noggrant kunna detektera mineralsammansättningar. Flotation är en allmänt använd fysikalisk-kemisk process för mineralseparation och anrikning, som bygger på skillnader i mineralytors fysikalisk-kemiska egenskaper. Genom att tillsätta reagens kan hydrofiliciteten eller hydrofobiciteten hos mineralytor justeras, vilket möjliggör separation av målmineraler från gångart.

Den här artikeln kommer att introducera en serie praktiska driftstips för att hjälpa laboratorietekniker och gruvingenjörer att optimera flotationsprocessen, vilket förbättrar noggrannheten och repeterbarheten av testresultat.

Låt oss först börja med de grundläggande typerna av flotationsreagens – samlare , skummare och modifierare . Varje reagens spelar en unik roll i flotationsprocessen. Samlare förbättrar mineralernas hydrofobicitet och främjar deras fäste vid luftbubblor; skummare hjälper till att stabilisera skumlagret, vilket gör att berikade mineraler lätt kan separeras från uppslamningen; modifierare används för att justera pH-värdet eller jonstyrkan i uppslamningen, vilket skapar optimala förhållanden för mineralflotation.

Med kontinuerliga tekniska framsteg utökas även typerna och tillämpningarna av flotationsreagens. Rätt val och användning av dessa reagens kan inte bara förbättra mineralutvinningsgraden och -kvaliteten utan också ge betydande fördelar när det gäller miljöskydd och kostnadskontroll.

Hur man använder Flotation Reagens korrekt?

Typer av reagens

De typer av reagens som används i flotationsanläggningar beror på faktorer som malmegenskaper, processflöde och antalet önskade mineralprodukter. I allmänhet bestäms de genom malmselektivitetstester eller semiindustriella tester.

Reagenser kan brett kategoriseras i tre huvudtyper baserat på deras funktioner:

1. Skumbildare: Organiska tensider som distribueras vid gränssnittet mellan vatten och luft. De används för att skapa ett skumlager som kan få mineralerna att flyta. Vanliga skumbildare inkluderar tallolja, kresylsyra och alkoholer.

2. Samlare: Deras funktion är att fånga upp målmineraler och förändra mineralytornas hydrofobicitet så att flytande mineralpartiklar kan fästa vid luftbubblor. Baserat på deras natur kan samlare delas in i opolära samlare, anjoniska samlare och katjoniska samlare. Vanligt förekommande samlare inkluderar svart medicin, gul medicin, vit medicin, fettsyror, fettaminer och mineraloljor.

3. Modifierare: Modifierare inkluderar aktivatorer och hämmare, som förändrar egenskaperna hos mineralytor och påverkar interaktionen mellan mineraler och samlare. Modifierare inkluderar även medel som används för att förändra de kemiska eller elektrokemiska egenskaperna hos det vattenhaltiga mediet, såsom pH-justerare och samlarnas tillstånd. Typer av modifierare inkluderar:

• pH-justerare: Kalk, natriumkarbonat, svavelsyra, svaveldioxid.

• Aktivatorer: Kopparsulfat, natriumsulfid.

• Hämmare: Kalk, gult blodsalt, natriumsulfid, svaveldioxid, natriumcyanid, zinksulfat, kaliumdikromat, vattenglas, tannin, lösliga kolloider, stärkelse, syntetiska polymerer, etc.

• Övrigt: Vätmedel, flotationsmedel, solubiliseringsmedel etc.

Reagensdosering

Doseringen av reagenser under flotation måste vara exakt; otillräckliga eller för stora mängder kan påverka mineralbearbetningsindikatorer. Överdriven användning kan också öka bearbetningskostnaderna.

Förhållandet mellan reagensdosering och flottationsindikatorer:

• Otillräcklig kollektordosering kan leda till otillräcklig hydrofobicitet hos mineralerna, vilket minskar utvinningsgraden. Omvänt kan för stora mängder sänka koncentratets kvalitet och komplicera separationsflotationen.

• Otillräcklig dosering av skummare kan leda till dålig skumstabilitet, medan för stora mängder kan orsaka "överfyllnadsfenomen".

• För liten aktivatordosering kan leda till dålig aktivering, medan för mycket kan störa selektiviteten i flotationsprocessen.

• Otillräcklig inhibitordosering kan sänka koncentratets kvalitet, medan för stora mängder kan undertrycka de mineraler som borde flyta, vilket minskar utvinningsgraden.

Reagensberedning

Fasta reagenser späds ut i vätskor för enkel tillsats. Vattenolösliga reagenser såsom gul medicin, aminsvart medicin, vattenglas, natriumkarbonat, kopparsulfat och natriumsulfid bör framställas som vattenlösningar med koncentrationer från 2 % till 10 %. Vattenolösliga reagenser måste lösas i ett lösningsmedel innan de bereds som en vattenlösning för tillsats, såsom vissa aminsamlare som kan tillsättas direkt, som olja nr 2, svart medicin nr 31 och oljesyra. För mycket lösliga reagens som kräver betydande kvantiteter sträcker sig beredningskoncentrationerna vanligtvis från 10 % till 20 %, såsom natriumsulfid, som framställs vid 15 % under användning. För svårlösliga reagenser kan organiska lösningsmedel användas för att lösa upp dem innan de bereds som lågkoncentrationslösningar.

Valet av reagensberedningsmetod beror främst på reagensernas egenskaper, tillsatsmetoden och deras funktioner. Samma reagens kan ha betydande skillnader i dosering och effekter på grund av olika beredningsmetoder. Vanliga beredningsmetoder inkluderar generellt sett:

1. Beredning av en 2 % till 10 % vattenlösning: De flesta vattenlösliga reagens framställs på detta sätt (t.ex. gul medicin, kopparsulfat, vattenglas).

2. Upplösning i lösningsmedel: Vissa vattenolösliga reagens kan lösas upp i speciella lösningsmedel. Till exempel är vit medicin inte vattenlöslig men kan lösas upp i en 10 % till 20 % anilinlösning och måste användas efter att en blandad anilinlösning beretts. På liknande sätt är anilinsvart medicin inte vattenlöslig men kan lösas upp i en alkalisk natriumhydroxidlösning, så en alkalisk natriumhydroxidlösning måste först beredas innan reagenset tillsätts för att skapa en anilinsvart medicinlösning för flotation.

3. Beredning som suspension eller emulsion: Vissa svårlösliga fasta reagens kan framställas som emulsioner för användning. Kalk har till exempel mycket låg löslighet i vatten, så den kan finmalas till pulver och blandas med vatten för att skapa en mjölkaktig suspension (t.ex. kalkmjölk), eller så kan den tillsättas direkt i torrt pulverform till kulkvarnen eller omrörningstanken.

4. Förtvålning: För fettsyrauppsamlare är förtvålning den vanligaste metoden. Till exempel, vid val av hematit används förtvålad tvål av paraffin och tjärolja som uppsamlare. För att förtvåla tjärolja bör cirka 10 % natriumkarbonat tillsättas vid beredning av reagenset och värmas upp för att skapa en varm tvållösning för tillsats.

5. Emulgering: Emulgering kan uppnås med hjälp av ultraljudsemulgering eller mekanisk omrörning. Efter emulgering kan fettsyror och diesel förbättra deras dispersion i uppslamningen, vilket förbättrar reagensernas effektivitet. Tillsats av vissa emulgeringsmedel kan ytterligare förbättra effektiviteten.

6. Försurning: Vid användning av katjoniska samlare måste de, på grund av deras dåliga löslighet, förbehandlas med saltsyra eller ättiksyra innan de kan lösas upp i vatten för flotation.

7. Aerosolmetod: Detta är en ny beredningsmetod som förbättrar reagensernas verkan. Den innebär att man använder en speciell sprutanordning för att aerosolisera reagenserna i ett luftmedium innan de tillsätts direkt till flotationstanken, därav även kallad "aerosolflotationsmetod". Denna metod förbättrar inte bara flytförmågan hos användbara mineraler utan minskar också reagensförbrukningen avsevärt. Till exempel kan doseringen av samlare bara vara en tredjedel till en fjärdedel av den vanliga mängden, medan skumdoseringen bara kan vara en femtedel.

8. Elektrokemisk behandling av reagens: Likström leds genom lösningen för att kemiskt behandla flotationsreagens, vilket kan förändra reagentets tillstånd, pH-värde och redoxpotential, varigenom koncentrationen av de mest aktiverande reagenskomponenterna ökar, den kritiska koncentrationen för att bilda kolloider höjs och dispersionen av svårlösliga reagens i vatten förbättras.

I allmänhet omrörs uppsamlare och skummare i 1-2 minuter, medan vissa reagenser, som kaliumdikromat som används för att undertrycka bly vid koppar-blyseparation, kan kräva längre omrörning.

Reagenstillsatsplats

För att maximera effektiviteten hos flotationsreagenser är den allmänna praxisen att lägga till justermedel, inhibitorer och vissa uppsamlare (t.ex. fotogen) i kulkvarnen för att skapa en lämplig flotationsmiljö så tidigt som möjligt. Uppsamlare och skummare tillsätts oftast i flotationsprocessens första omrörningstank. Om det finns två omrörningstankar ska aktivatorn tillsättas i den första tanken, medan uppsamlaren och skummaren ska läggas till i den andra tanken. Tillsatspunkterna varierar beroende på reagensernas roll i flotationsmaskinen. Till exempel tillsätts kopparsulfat, gul medicin och tallolja i allmänhet i följande ordning: kopparsulfat tillsätts i mitten av den första omrörningstanken, gul medicin i mitten av den andra tanken och tallolja vid utloppet av den andra omrörartanken. I allmänhet lägger flotationsanläggningar först till pH-justerare för att bringa slurryn till ett lämpligt pH innan de låter uppsamlaren och inhibitorn arbeta mer effektivt. När du lägger till reagens är det viktigt att vara medveten om problemet med vissa skadliga joner som orsakar reagensineffektivitet. Till exempel kan kopparjoner som reagerar med hydridjoner leda till ineffektivitet av hydrider. Vid koppar-svavelseparation, om det finns många kopparjoner i omrörningstanken, bör cyanid inte tillsättas till omrörningstanken utan bör tillsättas direkt under separationsflotationsprocessen.

Beställning av reagenstillsats

Den typiska ordningen för reagenstillsats i flotationsanläggningar är följande: för flotation av rå malm bör det vara pH-justerare, inhibitorer eller aktivatorer, skummare och uppsamlare; för mineraler som har hämmats under flotation är ordningen aktivatorer, uppsamlare och skummare.

Metoder för tillsats av reagens

Det finns i allmänhet två metoder för att tillsätta reagens: centraliserad tillsats och dispergerad tillsats. Valet av tillsatsmetod bör ta hänsyn till både reagenstyperna och reagensens verkan.

1. Centraliserad tillsats: De flesta reagenser tillsätts centralt; till exempel tillsätts kollektorer, aktivatorer och hämmare till omrörningstankarna.

2. Dispergerad tillsats: Vissa reagenser kan tillsättas direkt i flotationstanken, vilket ofta används för reagenser som är flyktiga eller känsliga för andra reagenser. Om flotationsreagensen till exempel orsakar skadliga effekter på varandra (t.ex. den negativa inverkan av överskott av natriumsulfid på aktiverad flotation), kan reagenser tillsättas direkt i flotationsmaskinen.

Slutsats

Genom korrekt val, beredning, dosering och tillsats av flotationsreagenser kan mineralbearbetning och geologisk analys optimeras, vilket förbättrar noggrannheten och effektiviteten i tester och analyser. Dessa drifttips syftar till att hjälpa laboratorietekniker och gruvingenjörer att bättre utnyttja flotationsreagenser, vilket leder till förbättrad driftseffektivitet och mer tillförlitliga resultat.