Mestre brugen af ​​flotationsreagenser: Forbedre nøjagtigheden af ​​detektion af mineralsammensætning

Inden for mineralforarbejdning og geologisk analyse er korrekt brug af flotationsreagenser afgørende for nøjagtig detektering af mineralsammensætninger. Flotation er en bredt anvendt fysisk-kemisk proces til mineralseparation og berigelse, der er afhængig af forskelle i mineraloverfladernes fysisk-kemiske egenskaber. Ved at tilsætte reagenser kan hydrofiliciteten eller hydrofobiciteten af ​​mineraloverflader justeres, hvilket muliggør separation af målmineraler fra gangsten.

Denne artikel vil introducere en række praktiske driftstip til at hjælpe laboratorieteknikere og mineingeniører med at optimere flotationsprocessen, hvilket forbedrer nøjagtigheden og repeterbarheden af ​​testresultater.

Lad os først starte med de grundlæggende typer flotationsreagenser - samlere , skumdannere og modifikatorer . Hvert reagens spiller en unik rolle i flotationsprocessen. Samlere forbedrer mineralernes hydrofobicitet og fremmer deres binding til luftbobler; skumdannere hjælper med at stabilisere skumlaget, hvilket gør det muligt at adskille berigede mineraler let fra opslæmningen; modifikatorer bruges til at justere opslæmningens pH-værdi eller ionstyrke, hvilket skaber optimale betingelser for mineralflotation.

Med de løbende teknologiske fremskridt udvides også typerne og anvendelserne af flotationsreagenser. Den korrekte udvælgelse og brug af disse reagenser kan ikke blot forbedre mineraludvindingshastigheder og -kvaliteter, men også medføre betydelige fordele med hensyn til miljøbeskyttelse og omkostningskontrol.

Hvordan man bruger flotationsreagenser korrekt?

Typer af reagenser

Typerne af reagenser, der anvendes i flotationsanlæg, afhænger af faktorer som malmegenskaber, procesflow og antallet af ønskede mineralprodukter. Generelt bestemmes de gennem malmselektivitetstests eller semi-industrielle tests.

Reagenser kan bredt kategoriseres i tre hovedtyper baseret på deres funktioner:

1. Skummere: Organiske overfladeaktive stoffer, der fordeler sig ved vand-luft-grænsefladen. De bruges til at danne et skumlag, der kan få mineralerne til at flyde. Almindelige skummere omfatter fyrreolie, cresylsyre og alkoholer.

2. Samlere: Deres funktion er at indfange målmineraler og ændre mineraloverfladernes hydrofobicitet, så flydende mineralpartikler kan klæbe til luftbobler. Baseret på deres natur kan samlere opdeles i ikke-polære samlere, anioniske samlere og kationiske samlere. Almindeligt anvendte samlere omfatter sort medicin, gul medicin, hvid medicin, fedtsyrer, fedtaminer og mineralolier.

3. Modifikatorer: Modifikatorer omfatter aktivatorer og inhibitorer, som ændrer egenskaberne af mineraloverflader og påvirker interaktionen mellem mineraler og samlere. Modifikatorer omfatter også stoffer, der bruges til at ændre de kemiske eller elektrokemiske egenskaber af det vandige medium, såsom pH-justerende midler og samlernes tilstand. Typer af modifikatorer omfatter:

• pH-justerende midler: Kalk, natriumcarbonat, svovlsyre, svovldioxid.

• Aktivatorer: Kobbersulfat, natriumsulfid.

• Hæmmere: Kalk, gult blodsalt, natriumsulfid, svovldioxid, natriumcyanid, zinksulfat, kaliumdichromat, vandglas, tannin, opløselige kolloider, stivelse, syntetiske polymerer osv.

• Andre: Befugtningsmidler, flotationsmidler, opløselighedsmidler osv.

Reagensdosering

Doseringen af ​​reagenser under flotation skal være præcis; utilstrækkelige eller for store mængder kan påvirke mineralforarbejdningsindikatorer. Overdreven brug kan også øge behandlingsomkostningerne.

Forholdet mellem reagensdosering og flotationsindikatorer:

• Utilstrækkelig kollektordosering kan føre til utilstrækkelig hydrofobicitet af mineralerne, hvilket reducerer udvindingsgraden. Omvendt kan for store mængder forringe koncentratets kvalitet og komplicere separationsflotationen.

• Utilstrækkelig dosering af skum kan føre til dårlig skumstabilitet, mens for store mængder kan forårsage "overløbsfænomener".

• For lille aktivatordosis kan føre til dårlig aktivering, mens for meget kan forstyrre selektiviteten af ​​flotationsprocessen.

• Utilstrækkelig inhibitordosering kan sænke koncentratets kvalitet, mens for store mængder kan undertrykke de mineraler, der burde flyde, hvilket reducerer udvindingsraten.

Reagensforberedelse

Faste reagenser fortyndes i væsker for nem tilsætning. Vanduopløselige reagenser såsom gul medicin, aminsort medicin, vandglas, natriumcarbonat, kobbersulfat og natriumsulfid bør fremstilles som vandige opløsninger med koncentrationer fra 2 % til 10 %. Vanduopløselige reagenser skal opløses i et opløsningsmiddel, før de fremstilles som en vandig opløsning til tilsætning, såsom nogle aminsamlere, der kan tilsættes direkte, såsom nr. 2 olie, nr. 31 sort medicin og oliesyre. For meget opløselige reagenser, der kræver betydelige mængder, varierer præparatkoncentrationerne typisk fra 10 % til 20 %, såsom natriumsulfid, som fremstilles ved 15 % under brug. Til dårligt opløselige reagenser kan organiske opløsningsmidler bruges til at opløse dem, før de fremstilles som opløsninger med lav koncentration.

Valget af reagensforberedelsesmetode afhænger primært af reagensernes egenskaber, tilsætningsmetoden og deres funktioner. Det samme reagens kan have betydelige forskelle i dosering og virkning på grund af forskellige forberedelsesmetoder. Generelt omfatter almindelige forberedelsesmetoder:

1. Tilberedning af en 2% til 10% vandig opløsning: De fleste vandopløselige reagenser tilberedes på denne måde (f.eks. gul medicin, kobbersulfat, vandglas).

2. Opløsning i et opløsningsmiddel: Nogle vanduopløselige reagenser kan opløses i specielle opløsningsmidler. For eksempel er hvid medicin ikke vandopløselig, men kan opløses i en 10% til 20% anilinopløsning og skal bruges efter fremstilling af en blandet anilinopløsning. Tilsvarende er anilinsort medicin ikke vandopløselig, men kan opløses i en alkalisk natriumhydroxidopløsning, så en alkalisk natriumhydroxidopløsning skal først fremstilles, før reagenset tilsættes for at skabe en anilinsort medicinopløsning til flotation.

3. Fremstilling som suspension eller emulsion: Nogle dårligt opløselige faste reagenser kan fremstilles som emulsioner til brug. For eksempel har kalk en meget lav opløselighed i vand, så det kan fintmales til pulver og blandes med vand for at skabe en mælkeagtig suspension (f.eks. kalkmælk), eller det kan tilsættes direkte i tør pulverform til kuglemøllen eller omrøringstanken.

4. Forsæbning: For fedtsyreopsamlere er forsæbning den mest almindelige metode. For eksempel, når man vælger hæmatit, anvendes forsæbet sæbe af paraffin og tjæreolie som opsamler. For at forsæbe tjæreolie bør ca. 10% natriumcarbonat tilsættes ved fremstilling af reagenset, og opvarmes for at skabe en varm sæbeopløsning til tilsætning.

5. Emulgering: Emulgering kan opnås ved hjælp af ultralydsemulgering eller mekanisk omrøring. Efter emulgering kan fedtsyrer og diesel forbedre deres dispersion i opslæmningen, hvilket forbedrer reagensernes effektivitet. Tilsætning af nogle emulgeringsmidler kan yderligere forbedre effektiviteten.

6. Syrning: Når man bruger kationiske samlere, skal de på grund af deres dårlige opløselighed forbehandles med saltsyre eller eddikesyre, før de kan opløses i vand til flotation.

7. Aerosolmetode: Dette er en ny fremstillingsmetode, der forbedrer reagensernes virkning. Den involverer brug af en speciel sprøjteanordning til at aerosolisere reagenserne i et luftmedium, før de tilsættes direkte til flotationstanken, derfor også kaldet "aerosolflotationsmetode". Denne metode forbedrer ikke kun nyttige mineralers flydeevne, men reducerer også reagensforbruget betydeligt. For eksempel kan doseringen af ​​​​kollektorer kun være en tredjedel til en fjerdedel af den sædvanlige mængde, mens doseringen af ​​​​skum kun kan være en femtedel.

8. Elektrokemisk behandling af reagenser: Jævnstrøm ledes gennem opløsningen for kemisk at behandle flotationsreagenser, hvilket kan ændre reagentets tilstand, pH-værdi og redoxpotentiale, hvorved koncentrationen af ​​de mest aktiverende reagenskomponenter øges, den kritiske koncentration for dannelse af kolloider hæves og dispersionen af ​​dårligt opløselige reagenser i vand forbedres.

Generelt omrøres opsamlere og skummer i 1-2 minutter, mens nogle reagenser, såsom kaliumdichromat, der bruges til at undertrykke bly i kobber-bly-adskillelse, kan kræve længere omrøring.

Placering af reagenstilsætning

For at maksimere effektiviteten af ​​flotationsreagenser er den generelle praksis at tilføje justeringsmidler, inhibitorer og nogle opsamlere (f.eks. petroleum) i kuglemøllen for at skabe et passende flotationsmiljø så tidligt som muligt. Opsamlere og skummer tilsættes for det meste i flotationsprocessens første omrøringstank. Hvis der er to rørebeholdere, skal aktivatoren tilsættes i den første tank, mens opsamleren og skummeren skal tilføjes i den anden tank. Tilsætningspunkterne varierer baseret på reagensernes roller i flotationsmaskinen. For eksempel tilsættes kobbersulfat, gul medicin og fyrreolie generelt i følgende rækkefølge: kobbersulfat tilsættes i midten af ​​den første omrøringstank, gul medicin i midten af ​​den anden tank og fyrreolie ved udløbet af den anden røretank. Generelt tilføjer flotationsanlæg først pH-justeringer for at bringe gyllen til en passende pH-værdi, før de tillader opsamleren og inhibitoren at arbejde mere effektivt. Når du tilføjer reagenser, er det vigtigt at være opmærksom på problemet med visse skadelige ioner, der forårsager reagensineffektivitet. For eksempel kan kobberioner, der reagerer med hydridioner, føre til ineffektivitet af hydrider. Ved kobber-svovl-separation, hvis der er mange kobberioner i omrøringstanken, bør cyanid ikke tilsættes til omrøringstanken, men skal tilsættes direkte under separationsflotationsprocessen.

Reagenstilsætningsordre

Den typiske rækkefølge af reagenstilsætning i flotationsanlæg er som følger: til flotation af rå malme bør det være pH-justerende midler, inhibitorer eller aktivatorer, skummere og opsamlere; for mineraler, der er blevet hæmmet under flotation, er rækkefølgen aktivatorer, opsamlere og skummere.

Metoder til tilsætning af reagenser

Der er generelt to metoder til tilsætning af reagenser: centraliseret tilsætning og dispergeret tilsætning. Valget af tilsætningsmetode bør tage hensyn til både reagenstyperne og reagensernes handlinger.

1. Centraliseret tilsætning: De fleste reagenser tilsættes centralt; for eksempel tilsættes kollektorer, aktivatorer og inhibitorer til omrøringstankene.

2. Dispergeret tilsætning: Nogle reagenser kan tilsættes direkte til flotationstanken, hvilket ofte anvendes til reagenser, der er flygtige eller følsomme over for andre reagenser. Hvis flotationsreagenserne f.eks. forårsager skadelige virkninger på hinanden (f.eks. den negative indflydelse af overskydende natriumsulfid på aktiveret flotation), kan reagenserne tilsættes direkte til flotationsmaskinen.

Konklusion

Gennem korrekt udvælgelse, forberedelse, dosering og tilsætning af flotationsreagenser kan mineralbehandling og geologisk analyse optimeres, hvilket øger nøjagtigheden og effektiviteten af ​​tests og analyser. Disse driftstip har til formål at hjælpe laboratorieteknikere og mineingeniører med bedre at udnytte flotationsreagenser, hvilket fører til forbedret driftseffektivitet og mere pålidelige resultater.