Տիրապետել ֆլոտացիոն ռեակտիվների օգտագործմանը. բարելավել հանքային բաղադրության հայտնաբերման ճշգրտությունը

Հանքանյութերի վերամշակման և երկրաբանական վերլուծության ոլորտներում ֆլոտացիոն ռեակտիվների ճիշտ օգտագործումը կարևոր է հանքանյութերի կազմի ճշգրիտ որոշման համար: Ֆլոտացիան լայնորեն կիրառվող ֆիզիկաքիմիական գործընթաց է հանքանյութերի առանձնացման և հարստացման համար, որը հիմնված է հանքանյութերի մակերևույթների ֆիզիկաքիմիական հատկությունների տարբերությունների վրա: Ռեակտիվներ ավելացնելով՝ կարելի է կարգավորել հանքանյութերի մակերևույթների հիդրոֆիլությունը կամ հիդրոֆոբությունը, ինչը հնարավորություն է տալիս առանձնացնել թիրախային հանքանյութերը ավազից:

Այս հոդվածը կներկայացնի մի շարք գործնական գործառնական խորհուրդներ, որոնք կօգնեն լաբորատոր տեխնիկներին և հանքարդյունաբերության ինժեներներին օպտիմալացնել ֆլոտացիայի գործընթացը՝ բարելավելով փորձարկման արդյունքների ճշգրտությունն ու կրկնելիությունը:

Նախ, եկեք սկսենք լողացման ռեակտիվների հիմնական տեսակներից՝ հավաքիչներ , փրփրացնողներ և մոդիֆիկատորներ : Յուրաքանչյուր ռեակտիվ յուրահատուկ դեր է խաղում լողացման գործընթացում: Հավաքիչները մեծացնում են միներալների հիդրոֆոբությունը՝ նպաստելով դրանց կպչմանը օդային պղպջակներին. փրփրացնողները օգնում են կայունացնել փրփուրի շերտը՝ թույլ տալով հարստացված միներալները հեշտությամբ անջատվել խառնուրդից. մոդիֆիկատորներն օգտագործվում են խառնուրդի pH-ը կամ իոնային ուժը կարգավորելու համար՝ ստեղծելով օգտակար հանածոների լողացման համար օպտիմալ պայմաններ:

Տեխնոլոգիական անընդհատ առաջընթացի հետ մեկտեղ, ընդլայնվում են նաև ֆլոտացիոն ռեակտիվների տեսակներն ու կիրառությունները: Այս ռեակտիվների ճիշտ ընտրությունը և օգտագործումը կարող են ոչ միայն բարելավել հանքանյութերի վերականգնման տեմպերը և որակը, այլև զգալի օգուտներ բերել շրջակա միջավայրի պաշտպանության և ծախսերի վերահսկման առումով:

Ինչպե՞ս ճիշտ օգտագործել ֆլոտացիոն ռեակտիվները:

Ռեակտիվների տեսակները

Ֆլոտացիոն կայաններում օգտագործվող ռեակտիվների տեսակները կախված են այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են հանքաքարի հատկությունները, գործընթացի հոսքը և ցանկալի հանքային արտադրանքի քանակությունը: Ընդհանուր առմամբ, դրանք որոշվում են հանքաքարի ընտրողականության թեստերի կամ կիսաարդյունաբերական փորձարկումների միջոցով:

Ռեակտիվները կարելի է լայնորեն դասակարգել երեք հիմնական տեսակի՝ ելնելով իրենց գործառույթներից.

1. Փրփրացնող նյութեր. Օրգանական մակերևութային ակտիվ նյութեր, որոնք տարածվում են ջուր-օդ միջերեսում: Դրանք օգտագործվում են փրփրային շերտ ստեղծելու համար, որը կարող է լողացնել հանքանյութերը: Հաճախակի փրփրացնող նյութերից են սոճու յուղը, կրեզիլաթթուն և սպիրտները:

2. Հավաքիչներ. Դրանց գործառույթը թիրախային միներալների որսալն է՝ փոխելով միներալային մակերեսների հիդրոֆոբությունը, որպեսզի լողացող միներալային մասնիկները կպչեն օդային պղպջակներին: Իրենց բնույթից ելնելով՝ հավաքիչները կարելի է բաժանել ոչ բևեռային, անիոնային և կատիոնային հավաքիչների: Հաճախ օգտագործվող հավաքիչներից են սև դեղամիջոցը, դեղին դեղամիջոցը, սպիտակ դեղամիջոցը, ճարպաթթուները, ճարպային ամինները և հանքային յուղերը:

3. Մոդիֆիկատորներ. Մոդիֆիկատորները ներառում են ակտիվատորներ և ինհիբիտորներ, որոնք փոխում են հանքային մակերեսների հատկությունները՝ ազդելով հանքանյութերի և կոլեկտորների փոխազդեցության վրա: Մոդիֆիկատորները նաև ներառում են ջրային միջավայրի քիմիական կամ էլեկտրաքիմիական հատկությունները փոխելու համար օգտագործվող նյութեր, ինչպիսիք են pH կարգավորիչները և կոլեկտորների վիճակը: Մոդիֆիկատորների տեսակները ներառում են.

• pH կարգավորիչներ՝ կիր, նատրիումի կարբոնատ, ծծմբական թթու, ծծմբի երկօքսիդ։

• Ակտիվացնողներ՝ պղնձի սուլֆատ, նատրիումի սուլֆիդ։

• Ինհիբիտորներ՝ կիր, դեղին արյան աղ, նատրիումի սուլֆիդ, ծծմբի երկօքսիդ, նատրիումի ցիանիդ, ցինկի սուլֆատ, կալիումի դիքրոմատ, ջրային ապակի, տանին, լուծվող կոլոիդներ, օսլա, սինթետիկ պոլիմերներ և այլն։

• Այլ՝ թրջող նյութեր, լողացնող նյութեր, լուծիչներ և այլն:

Ռեագենտի դեղաչափը

Ֆլոտացիայի ժամանակ ռեակտիվների դեղաչափը պետք է ճշգրիտ լինի. անբավարար կամ չափազանց մեծ քանակությունը կարող է ազդել օգտակար հանածոների վերամշակման ցուցանիշների վրա: Չափազանց օգտագործումը կարող է նաև մեծացնել վերամշակման ծախսերը:

Կապը ռեագենտի դեղաչափի և ֆլոտացիայի ցուցիչների միջև.

• Հավաքիչի անբավարար դեղաչափը կարող է հանգեցնել միներալների անբավարար հիդրոֆոբիկության, նվազեցնելով վերականգնման արագությունը: Եվ հակառակը, չափազանց մեծ քանակությունները կարող են իջեցնել խտանյութի որակը և բարդացնել բաժանման ֆլոտացիան:

• Փրփրացնողի անբավարար դեղաչափը կարող է հանգեցնել փրփուրի վատ կայունության, մինչդեռ չափազանց մեծ քանակությունը կարող է առաջացնել «արտահոսքի» երևույթ։

• Ակտիվատորի չափազանց փոքր դեղաչափը կարող է հանգեցնել վատ ակտիվացման, մինչդեռ չափազանց մեծ դոզան կարող է խաթարել լողացման գործընթացի ընտրողականությունը։

• Անբավարար ինհիբիտորի դեղաչափը կարող է իջեցնել խտանյութի որակը, մինչդեռ չափազանց մեծ քանակությունը կարող է ճնշել լողացող հանքանյութերի քանակը՝ նվազեցնելով վերականգնման տեմպերը։

Ռեակտիվի պատրաստում

Հեշտ ավելացման համար պինդ ռեակտիվները նոսրացվում են հեղուկների մեջ: Ջրի մեջ չլուծվող ռեակտիվները, ինչպիսիք են դեղին դեղամիջոցը, ամինային սև դեղամիջոցը, ջրային ապակին, նատրիումի կարբոնատը, պղնձի սուլֆատը և նատրիումի սուլֆիդը, պետք է պատրաստվեն որպես ջրային լուծույթներ, որոնց կոնցենտրացիաները տատանվում են 2% -ից մինչև 10%: Ջրում չլուծվող ռեակտիվները պետք է լուծվեն լուծիչում, նախքան դրանք որպես ջրային լուծույթ պատրաստվելը, ինչպես օրինակ որոշ ամինային կոլեկտորներ, որոնք կարող են ուղղակիորեն ավելացվել, օրինակ՝ թիվ 2 յուղը, թիվ 31 սև դեղամիջոցը և օլեինաթթուն: Բարձր լուծվող ռեակտիվների համար, որոնք պահանջում են զգալի քանակություն, պատրաստման կոնցենտրացիաները սովորաբար տատանվում են 10%-ից մինչև 20%, օրինակ՝ նատրիումի սուլֆիդը, որը պատրաստվում է 15%-ով օգտագործման ընթացքում: Վատ լուծվող ռեակտիվների համար օրգանական լուծիչները կարող են օգտագործվել դրանք լուծելու համար, նախքան դրանք որպես ցածր խտության լուծույթներ պատրաստելը:

Ռեակտիվի պատրաստման մեթոդի ընտրությունը հիմնականում կախված է ռեակտիվների հատկություններից, ավելացման մեթոդից և դրանց գործառույթներից: Նույն ռեակտիվը կարող է զգալի տարբերություններ ունենալ դեղաչափի և ազդեցության մեջ՝ պայմանավորված տարբեր պատրաստման մեթոդներով: Ընդհանուր առմամբ, պատրաստման տարածված մեթոդներն են՝

1. 2%-ից 10% ջրային լուծույթի պատրաստում. Ջրում լուծվող ռեակտիվների մեծ մասը պատրաստվում է այս կերպ (օրինակ՝ դեղին դեղամիջոց, պղնձի սուլֆատ, ջրային ապակի):

2. Լուծումը լուծիչում. Որոշ ջրում չլուծվող ռեակտիվներ կարող են լուծվել հատուկ լուծիչներում: Օրինակ, սպիտակ դեղամիջոցը ջրում լուծվող չէ, բայց կարող է լուծվել 10%-ից 20% անիլինի լուծույթում և պետք է օգտագործվի անիլինի խառը լուծույթ պատրաստելուց հետո: Նմանապես, անիլինի սև դեղամիջոցը ջրում լուծվող չէ, բայց կարող է լուծվել նատրիումի հիդրօքսիդի ալկալային լուծույթում, ուստի լողացման համար անիլինի սև դեղամիջոցի լուծույթ ստանալու համար ռեակտիվը ավելացնելուց առաջ պետք է նախ պատրաստել նատրիումի հիդրօքսիդի ալկալային լուծույթ:

3. Պատրաստում որպես սուսպենզիա կամ էմուլսիա. Որոշ վատ լուծվող պինդ ռեակտիվներ կարող են պատրաստվել որպես էմուլսիաներ օգտագործման համար: Օրինակ, կիրը շատ ցածր լուծելիություն ունի ջրում, ուստի այն կարող է մանր աղալ՝ փոշու վերածվելով և խառնել ջրի հետ՝ կաթնային սուսպենզիա ստանալու համար (օրինակ՝ կրի կաթ), կամ այն ​​կարող է անմիջապես չոր փոշու տեսքով ավելացվել գնդիկավոր ջրաղացի կամ խառնիչ բաքի մեջ:

4. Սապոնացում. ճարպաթթուների հավաքիչների համար սապոնացումը ամենատարածված մեթոդն է: Օրինակ, հեմատիտ ընտրելիս որպես հավաքիչ օգտագործվում է պարաֆինի և խեժի յուղի սապոնացված օճառը: Խեժի յուղը սապոնացնելու համար ռեակտիվը պատրաստելիս պետք է ավելացնել մոտ 10% նատրիումի կարբոնատ և տաքացնել՝ ավելացնելու համար տաք օճառի լուծույթ ստանալու համար:

5. Էմուլգացիա. Էմուլգացիան կարող է իրականացվել ուլտրաձայնային էմուլգացիայի կամ մեխանիկական խառնման միջոցով: Էմուլգացումից հետո ճարպաթթուները և դիզելային վառելիքը կարող են ուժեղացնել իրենց ցրումը խառնուրդի մեջ՝ բարելավելով ռեակտիվների արդյունավետությունը: Որոշ էմուլգացնող նյութերի ավելացումը կարող է էլ ավելի բարձրացնել արդյունավետությունը:

6. Թթվայնացում. կատիոնային հավաքիչներ օգտագործելիս, վատ լուծելիության պատճառով, դրանք պետք է նախապես մշակվեն աղաթթվով կամ քացախաթթվով, նախքան ջրում լուծվելը և լողացող վիճակում հայտնվելը։

7. Աէրոզոլային մեթոդ. Սա նոր պատրաստման մեթոդ է, որը ուժեղացնում է ռեակտիվների ազդեցությունը: Այն ներառում է հատուկ ցողիչ սարքի օգտագործում՝ ռեակտիվները օդային միջավայրում աէրոզոլացնելու համար, նախքան դրանք անմիջապես լողացող բաքի մեջ ավելացնելը, հետևաբար կոչվում է նաև «աէրոզոլային լողացող մեթոդ»: Այս մեթոդը ոչ միայն բարելավում է օգտակար միներալների լողունակությունը, այլև զգալիորեն կրճատում է ռեակտիվների օգտագործումը: Օրինակ, հավաքիչների դեղաչափը կարող է լինել սովորական քանակի միայն մեկ երրորդից մինչև մեկ քառորդը, մինչդեռ փրփրացնողի դեղաչափը կարող է լինել միայն մեկ հինգերորդը:

8. Ռեակտիվների էլեկտրաքիմիական մշակում. Լուծույթի միջով անցնում է հաստատուն հոսանք՝ ֆլոտացիոն ռեակտիվները քիմիապես մշակելու համար, որոնք կարող են փոխել ռեակտիվի վիճակը, pH արժեքը և օքսիդա-վերականգնման պոտենցիալը, դրանով իսկ մեծացնելով ամենաակտիվ ռեակտիվ բաղադրիչների կոնցենտրացիան, կոլոիդներ առաջացնելու համար կրիտիկական կոնցենտրացիան և բարելավելով վատ լուծվող ռեակտիվների ցրումը ջրում:

Ընդհանրապես, կոլեկտորները և փրփրացողները խառնվում են 1-2 րոպե, մինչդեռ որոշ ռեակտիվներ, ինչպիսիք են կալիումի դիքրոմատը, որն օգտագործվում է կապարը պղնձից կապարի բաժանման ժամանակ ճնշելու համար, կարող է պահանջել ավելի երկար խառնել:

Ռեագենտի ավելացման վայրը

Ֆլոտացիոն ռեակտիվների արդյունավետությունը առավելագույնի հասցնելու համար ընդհանուր պրակտիկան է՝ գնդային ջրաղացին ավելացնել կարգավորող նյութեր, արգելակիչներ և որոշ կոլեկտորներ (օրինակ՝ կերոսին), որպեսզի հնարավորինս շուտ ստեղծվի հարմար ֆլոտացիոն միջավայր: Կոլեկցիոներները և փրփրացողները հիմնականում ավելացվում են ֆլոտացիայի գործընթացի առաջին խառնիչ բաքում: Եթե ​​կան երկու խառնիչ տանկեր, ապա ակտիվացնողը պետք է ավելացվի առաջին տանկի մեջ, մինչդեռ կոլեկտորը և փրփրիչը պետք է ավելացվեն երկրորդ տանկի մեջ: Ավելացման կետերը տարբերվում են՝ ելնելով ֆլոտացիոն մեքենայի մեջ ռեագենտների դերից: Օրինակ՝ պղնձի սուլֆատը, դեղին դեղամիջոցը և սոճու յուղը սովորաբար ավելացվում են հետևյալ հաջորդականությամբ՝ պղնձի սուլֆատ ավելացվում է առաջին խառնիչ բաքի կենտրոնում, դեղին դեղամիջոց՝ երկրորդ բաքի կենտրոնում և սոճու յուղ՝ երկրորդ խառնիչ բաքի ելքի մոտ: Ընդհանուր առմամբ, ֆլոտացիոն կայանները նախ ավելացնում են pH կարգավորիչներ, որպեսզի ցեխը հասցնեն համապատասխան pH-ի, նախքան կոլեկտորին և արգելակողին թույլ տալ ավելի արդյունավետ աշխատել: Ռեակտիվներ ավելացնելիս անհրաժեշտ է տեղյակ լինել որոշ վնասակար իոնների խնդրի մասին, որոնք առաջացնում են ռեագենտի անարդյունավետություն: Օրինակ՝ հիդրիդային իոնների հետ փոխազդող պղնձի իոնները կարող են հանգեցնել հիդրիդների անարդյունավետության։ Պղինձ-ծծմբի տարանջատման դեպքում, եթե խառնիչ բաքում շատ պղնձի իոններ կան, ցիանիդը չպետք է ավելացվի խառնիչ բաքին, այլ ուղղակիորեն ավելացվի տարանջատման ֆլոտացիայի գործընթացում:

Ռեագենտի ավելացման կարգը

Ֆլոտացիոն կայաններում ռեագենտի ավելացման բնորոշ կարգը հետևյալն է. չմշակված հանքաքարերի ֆլոտացիայի համար այն պետք է լինի pH կարգավորիչներ, արգելակիչներ կամ ակտիվացնողներ, փրփրացողներ և կոլեկտորներ. հանքանյութերի համար, որոնք արգելակվել են ֆլոտացիայի ժամանակ, կարգը ակտիվացնողներ, հավաքիչներ և փրփրացողներ են:

Ռեակտիվների ավելացման մեթոդներ

Ընդհանուր առմամբ ռեակտիվների ավելացման երկու եղանակ կա՝ կենտրոնացված և ցրված ավելացում: Ավելացման մեթոդի ընտրությունը պետք է հաշվի առնի ինչպես ռեակտիվների տեսակները, այնպես էլ ռեակտիվների գործողությունները:

1. Կենտրոնացված ավելացում. Ռեակտիվների մեծ մասը ավելացվում է կենտրոնացված կերպով, օրինակ՝ կոլեկտորները, ակտիվատորները և ինհիբիտորները ավելացվում են խառնման բաքերին։

2. Դիսպերսված ավելացում. Որոշ ռեակտիվներ կարող են անմիջապես ավելացվել լողացող բաքի մեջ, որը հաճախ կիրառվում է այն ռեակտիվների վրա, որոնք ցնդող են կամ զգայուն են այլ ռեակտիվների նկատմամբ: Օրինակ, եթե լողացող ռեակտիվները վնասակար ազդեցություն են ունենում միմյանց վրա (օրինակ՝ ավելցուկային նատրիումի սուլֆիդի բացասական ազդեցությունը ակտիվացված լողացող ապարատի վրա), ռեակտիվները կարող են անմիջապես ավելացվել լողացող մեքենայի մեջ:

Եզրափակում

Ֆլոտացիոն ռեակտիվների ճիշտ ընտրության, պատրաստման, դեղաչափի և ավելացման միջոցով օգտակար հանածոների մշակումը և երկրաբանական վերլուծությունը կարող են օպտիմալացվել՝ բարձրացնելով թեստերի և անալիզների ճշգրտությունն ու արդյունավետությունը: Այս գործառնական խորհուրդները նպատակ ունեն օգնել լաբորատոր տեխնիկներին և հանքարդյունաբերության ինժեներին ավելի լավ օգտագործել ֆլոտացիոն ռեակտիվները՝ հանգեցնելով գործառնական արդյունավետության և ավելի հուսալի արդյունքների: