Naatriumheksametafosfaadi kasutamine mineraalide flotatsioonis

Sissejuhatus

Mineraalide flotatsioon on mäetööstuses laialdaselt kasutatav meetod väärtuslike mineraalide eraldamiseks aherainest. See tugineb mineraalpindade füüsikaliste ja keemiliste omaduste erinevustele. Naatriumheksametafosfaat oma ainulaadse keemilise struktuuri ja omadustega on leidnud olulisi rakendusi Mineraalide floteerimine protsessid. See artikkel süveneb selle kasutamise erinevatesse aspektidesse mineraalide flotatsioonis.

Naatriumheksametafosfaadi omadused

Naatriumheksametafosfaat on anorgaaniline polümeerühend. See on värvitu läbipaistva kristalli või valge pulbri kujul. See lahustub vees väga hästi ja selle vesilahus on aluseline. Õhus on sellel teatud määral hügroskoopsus. Need füüsikalised ja keemilised omadused loovad aluse selle funktsionaalsusele mineraalide flotatsioonis.

Rollid mineraalide flotatsioonis

Masendav

1. Silikaat- ja karbonaatmineraalide inhibeerimine

• Naatriumheksametafosfaat on efektiivne kvartsi ja silikaatmineraalide inhibeerimisel. Mõnede maakide, näiteks päevakivi ja vilgukivi sisaldavate maakide flotatsioonil võib see adsorbeeruda nende silikaatmineraalide pinnale. Näiteks tsirkooniumimaakide flotatsioonil võib see vähendada seotud päevakivi ja teiste silikaatsete aherainete hõljumisvõimet, adsorbeerudes nende pinnale.

• Samuti avaldab see pärssivat toimet karbonaatsetele mineraalidele nagu kaltsiit ja lubjakivi. Fosfaadimaakide flotatsioonil, kus kaltsiit on tavaline aheraine, naatriumheksametafosfaadi See võib reageerida kaltsiumiioonidega kaltsiidi pinnal. See moodustab stabiilseid ühendeid, mis suurendavad kaltsiidi pinna hüdrofiilsust, vähendades selle kinnitumise tõenäosust kollektori külge, saavutades seega inhibeerimise eesmärgi.

2. Inhibeerimismehhanism

• Üks peamisi inhibeerimismehhanisme on seotud selle reaktsiooniga mineraali pinnal olevate metalliioonidega. Mitmevalentseid metalliioone sisaldavate mineraalide puhul võib naatriumheksametafosfaat moodustada nende metalliioonidega stabiilseid ühendeid. Niklimaagi flotatsioonil reageerib see serpentiini pinnal olevate spetsiifiliste ioonidega, mis pärsib serpentiini floteeritavust.

• Lisaks võib naatriumheksametafosfaat vesilahuses ioniseeruda. See võib reageerida kaltsiumiioonidega mineraalpinnal ja vedelfaasis. Kaltsiidi ja kassiteriidi eraldamisel ei mõjuta kaltsiidi pinnal moodustunud ühend mitte ainult kaltsiiti, vaid võib ka adsorbeeruda kassiteriidi pinnale, vähendades inhibitsiooni selektiivsust ja vähendades kollektori adsorptsiooni mineraalpinnal.

Dispergeeriv aine

1. Mineraalmassi dispersioon

• Flotatsiooniprotsessides, eriti peeneteraliste mineraalide või suure mudasisaldusega maakide puhul, on mineraalmassi hajutamine ülioluline. Naatriumheksametafosfaat võib mängida olulist rolli dispergeeriva ainena. Näiteks serpentiiniga seotud nikkelpüriidimaakide flotatsioonil võib sobiva koguse naatriumheksametafosfaadi lisamine flotatsioonimassi hajutada. See vähendab serpentiini katvust nikkelpüriidi pinnal, mis on kasulik nikkelpüriidi flotatsioonil taaskasutamiseks.

2. Dispersioonimehhanism

• Naatriumheksametafosfaat võib vähendada mineraalide pinnapotentsiaali. Selle tulemusel suureneb mineraalosakeste vaheline elektrostaatiline tõukejõud. Selle molekulaarstruktuur, lineaarne polümeerühend, mille ahela pikkus on vähemalt 20–100 ühikut, võib mineraali pinnale adsorbeerudes suurendada ka osakeste vahelist steerilist takistust. Mõnede peeneteraliste fosfaatmaakide flotatsioonil võib see dispersiooniefekt takistada fosfaat- ja aheraine mineraalide agregatsiooni, parandades eraldamise efektiivsust.

Rakendus erinevates mineraalide floteerimismeetodites

Fosfaadimaagi flotatsioon

1. Selektiivne eraldamine

• Fosfaadimaagi flotatsioonil kasutatakse fosfaatmineraalide eraldamiseks aherainetest sageli naatriumheksametafosfaati. Fosfaadimaagid on sageli seotud mitmesuguste aherainetega, näiteks kaltsiidi, dolomiidi ja silikaatmineraalidega. Naatriumheksametafosfaat suudab neid aheraineid selektiivselt inhibeerida. Mõnede fosfaadimaakide pöördflotatsiooniprotsessis võib väikese koguse naatriumheksametafosfaadi lisamine tõhusalt suurendada fosfaatkontsentraadi puhtust ja saagist. See suudab reageerida mittefosfaatsete mineraalidega ilma fosfaatmineraalidega reageerimata, parandades seeläbi fosfaatmineraalide flotatsiooni selektiivsust.

2. Mõju vahu stabiilsusele

• See mõjutab ka vahu stabiilsust fosfaatmaagi flotatsioonil. Flotatsiooniprotsessis olev vaht mängib rolli fosfaatmineraalide kogumisel. Naatriumheksametafosfaat võib parandada vahu stabiilsust. See võib tekitada suure hulga stabiilseid vahte, mis aitab parandada fosfaatmineraalide kogumisefekti. Stabiilne vaht saab fosfaatmineraale paremini pinnale kanda, parandades seeläbi flotatsiooni efektiivsust ja kvaliteeti.

Värviliste metallide maagi flotatsioon

1.Nikkelimaagi flotatsioon

• Nagu varem mainitud, kasutatakse niklimaagi flotatsioonil naatriumheksametafosfaati peamiselt serpentiini pärssimiseks. Serpentiin on niklimaakides levinud aheraine ja selle olemasolu võib mõjutada niklit sisaldavate mineraalide flotatsiooni. Naatriumheksametafosfaadi lisamine võib reageerida serpentiini pinnal olevate metalliioonidega, vähendades selle hõljuvust ja parandades niklit sisaldavate mineraalide eraldumist serpentiinist. See on kasulik nikli kontsentraatide kvaliteedi ja saagise parandamiseks.

2. Vase ja plii - tsingimaagi flotatsioon

• Vase- ja plii-tsingimaagi flotatsioonil, kui sellega on seotud kaltsiumi sisaldavaid aheraineid, näiteks kaltsiiti ja dolomiiti, saab naatriumheksametafosfaati kasutada nende aherainete inhibeerimiseks. Mõnedes keerulistes vase-plii-tsingimaakides saab naatriumheksametafosfaadi koguse reguleerimisega tõhusalt kontrollida aherainete flotatsioonivõimet, parandades flotatsiooni selektiivsust ja vase-, plii- ja tsingikontsentraatide kvaliteeti.

Rakenduse mõju mõjutavad tegurid

Annus

1. Optimaalse annuse määramine

• Naatriumheksametafosfaadi annus mõjutab oluliselt selle toimivust mineraalide flotatsioonil. Ebaõige annus võib viia optimaalsest madalamate tulemusteni. Kui annus on liiga väike, ei pruugi see tõhusalt pärssida aheraineid ega hajutada tselluloosi. Näiteks fosfaatmaagi flotatsioonil, kui lisatud naatriumheksametafosfaadi kogus on ebapiisav, ei pruugi aherained olla hästi inhibeeritud, mille tulemuseks on madalama kvaliteediga fosfaadikontsentraat.

• Teisest küljest, kui annus on liiga suur, võib see mitte ainult kulusid suurendada, vaid põhjustada ka mõningaid negatiivseid mõjusid. Mõnel juhul võib liigne naatriumheksametafosfaat teatud määral pärssida ka sihtmineraale, vähendades taaskasutusmäära. Seetõttu on optimaalse annuse määramine eksperimentaalsete uuringute ja kohapealse veaotsingu abil parimate flotatsioonitulemuste saavutamiseks ülioluline.

Tselluloosi pH väärtus

2. Mõju keemilistele reaktsioonidele

• Flotatsioonitselluloosi pH väärtus mõjutab naatriumheksametafosfaadi keemilisi reaktsioone. Erinevates pH keskkondades võivad naatriumheksametafosfaadi ionisatsiooniaste ja keemiline vorm muutuda. Happelises keskkonnas võib selle pärssiv toime mõnedele mineraalidele nõrgeneda. Väga aluselises keskkonnas võib see reageerida teiste tselluloosis sisalduvate ainetega, mõjutades selle normaalset talitlust. Näiteks mõnede vase-plii-tsingimaakide flotatsioonil tagab sobiva pH väärtuse (tavaliselt umbes 8–10) hoidmine, et naatriumheksametafosfaat inhibeerib tõhusalt aheraineid ja soodustab sihtmineraalide flotatsiooni.

Järeldus

Naatriumheksametafosfaat mängib mineraalide flotatsioonis mitut olulist rolli, sealhulgas Masendav ja dispergeeriv aine. Selle rakendused erinevat tüüpi mineraalide flotatsioonis, näiteks fosfaatmaagi ja värviliste metallide maagi flotatsioonis, on oluliselt parandanud mineraalide eraldamise efektiivsust ja kvaliteeti. Selle potentsiaali täielikuks ärakasutamiseks tuleb aga hoolikalt kontrollida selliseid tegureid nagu annus ja tselluloosi pH. Kaevandustööstuse pideva arengu tõttu võivad naatriumheksametafosfaadi kasutamise edasised uuringud mineraalide flotatsioonis viia tõhusamate ja säästvamate mineraalide töötlemise meetodite väljatöötamiseni.