Padroneggiare l'uso dei reagenti di flottazione: migliorare l'accuratezza del rilevamento della composizione minerale

Nei campi di Lavorazione minerale e analisi geologica, l'uso corretto di Reagenti di flottazione è fondamentale per rilevare accuratamente le composizioni minerali. La flottazione è un processo fisico-chimico ampiamente applicato per la separazione e l'arricchimento dei minerali, che si basa sulle differenze nelle proprietà fisico-chimiche delle superfici minerali. Aggiungendo reagenti, è possibile regolare l'idrofilia o l'idrofobicità delle superfici minerali, consentendo la separazione dei minerali target dalla ganga.

In questo articolo verranno forniti una serie di consigli operativi pratici per aiutare i tecnici di laboratorio e gli ingegneri minerari a ottimizzare il processo di flottazione, migliorando l'accuratezza e la ripetibilità dei risultati dei test.

Per prima cosa, iniziamo con i tipi base di reagenti di flottazione:Collezionisti, Gelatie modificatori. Ogni reagente svolge un ruolo unico nel processo di flottazione. I collettori migliorano l'idrofobicità dei minerali, favorendone l'adesione alle bolle d'aria; gli schiumogeni aiutano a stabilizzare lo strato di schiuma, consentendo ai minerali arricchiti di essere facilmente separati dalla sospensione; i modificatori vengono utilizzati per regolare il pH o la forza ionica della sospensione, creando condizioni ottimali per la flottazione dei minerali.

Con i continui progressi tecnologici, anche i tipi e le applicazioni dei reagenti di flottazione si stanno espandendo. La corretta selezione e l'uso di questi reagenti possono non solo migliorare Recupero minerali tariffe e gradazioni, ma apportano anche notevoli benefici in termini di tutela ambientale e controllo dei costi.

Come utilizzare correttamente i reagenti di flottazione?

Tipi di reagenti

I tipi di reagenti utilizzati negli impianti di flottazione dipendono da fattori quali le proprietà del minerale, il flusso di processo e il numero di prodotti minerali desiderati. In genere, vengono determinati tramite test di selettività del minerale o test semi-industriali.

I reagenti possono essere ampiamente classificati in tre tipi principali in base alle loro funzioni:

1. Schiumatori: Tensioattivi organici che si distribuiscono all'interfaccia acqua-aria. Sono usati per generare uno strato di schiuma che può far galleggiare i minerali. I più comuni schiumogeni includono olio di pino, acido cresilico e alcoli.

2. Collezionisti: La loro funzione è quella di catturare minerali target, alterando l'idrofobicità delle superfici minerali per consentire alle particelle minerali galleggianti di aderire alle bolle d'aria. In base alla loro natura, i collettori possono essere suddivisi in collettori non polari, collettori anionici e collettori cationici. I collettori comunemente utilizzati includono medicina nera, medicina gialla, medicina bianca, acidi grassi, ammine grasse e oli minerali.

3. modificatori: I modificatori includono attivatori e inibitori, che cambiano le proprietà delle superfici minerali, influenzando l'interazione tra minerali e collettori. I modificatori includono anche agenti utilizzati per alterare le proprietà chimiche o elettrochimiche del mezzo acquoso, come i regolatori di pH e lo stato dei collettori. I tipi di modificatori includono:

• Regolatori del pH: Calce, carbonato di sodio, acido solforico, anidride solforosa.

• Attivatori: Solfato di rame, solfuro di sodio.

• inibitori: Calce, sale giallo del sangue, solfuro di sodio, anidride solforosa, cianuro di sodio, solfato di zinco, dicromato di potassio, silice colloidale, tannino, colloidi solubili, amido, polimeri sintetici, ecc.

• Altri: Agenti bagnanti, agenti di flottazione, solubilizzanti, ecc.

Dosaggio del reagente

Il dosaggio dei reagenti durante la flottazione deve essere preciso; quantità insufficienti o eccessive possono influenzare gli indicatori di lavorazione dei minerali. Un utilizzo eccessivo può anche aumentare i costi di lavorazione.

Relazione tra dosaggio del reagente e indicatori di flottazione:

• Dosaggio del collettore insufficiente può portare a un'idrofobicità inadeguata dei minerali, riducendo i tassi di recupero. Al contrario, quantità eccessive possono abbassare la qualità del concentrato e complicare la separazione per flottazione.

• Dosaggio insufficiente del montalatte può portare a una scarsa stabilità della schiuma, mentre quantità eccessive possono causare fenomeni di "traboccamento".

• Dosaggio di attivatore troppo basso può portare a una scarsa attivazione, mentre una quantità eccessiva può compromettere la selettività del processo di flottazione.

• Dosaggio insufficiente dell'inibitore può abbassare la qualità del concentrato, mentre quantità eccessive possono sopprimere i minerali che dovrebbero galleggiare, diminuendo i tassi di recupero.

Preparazione del reagente

I reagenti solidi vengono diluiti in liquidi per una facile aggiunta. I reagenti insolubili in acqua come la medicina gialla, la medicina nera amminica, il vetro solubile, il carbonato di sodio, il solfato di rame e il solfuro di sodio devono essere preparati come soluzioni acquose con concentrazioni che vanno dal 2% al 10%. I reagenti insolubili in acqua devono essere sciolti in un solvente prima di essere preparati come una soluzione acquosa per l'aggiunta, come alcuni collettori di ammine che possono essere aggiunti direttamente, come l'olio n. 2, la medicina nera n. 31 e l'acido oleico. Per i reagenti altamente solubili che richiedono quantità significative, le concentrazioni di preparazione in genere vanno dal 10% al 20%, come il solfuro di sodio, che viene preparato al 15% durante l'uso. Per i reagenti scarsamente solubili, è possibile utilizzare solventi organici per dissolverli prima di prepararli come soluzioni a bassa concentrazione.

La scelta di Preparazione del reagente metodo dipende principalmente dalle proprietà dei reagenti, dal metodo di aggiunta e dalle loro funzioni. Lo stesso reagente può avere differenze significative nel dosaggio e negli effetti a causa di diversi metodi di preparazione. In genere, i metodi di preparazione comuni includono:

1. Preparazione di una soluzione acquosa dal 2% al 10%: La maggior parte dei reagenti solubili in acqua vengono preparati in questo modo (ad esempio, il medicinale giallo, il solfato di rame, il silicato di sodio).

2. Dissoluzione in un solvente: Alcuni reagenti insolubili in acqua possono essere sciolti in solventi speciali. Ad esempio, la medicina bianca non è solubile in acqua ma può essere sciolta in una soluzione di anilina al 10%-20% e deve essere utilizzata dopo aver preparato una soluzione mista di anilina. Analogamente, la medicina nera di anilina non è solubile in acqua ma può dissolversi in una soluzione alcalina di idrossido di sodio, quindi una soluzione alcalina di idrossido di sodio deve essere preparata prima di aggiungere il reagente per creare una soluzione di medicina nera di anilina per la flottazione.

3. Preparazione come sospensione o emulsione: Per alcuni reagenti solidi scarsamente solubili, possono essere preparati come emulsioni per l'uso. Ad esempio, la calce ha una solubilità molto bassa in acqua, quindi può essere finemente macinata in polvere e miscelata con acqua per creare una sospensione lattiginosa (ad esempio, latte di calce), oppure può essere aggiunta direttamente in polvere secca nel mulino a sfere o nel serbatoio di agitazione.

4. Saponificazione: Per i collettori di acidi grassi, la saponificazione è il metodo più comune. Ad esempio, quando si seleziona l'ematite, si usa come collettore il sapone saponificato di paraffina e olio di catrame. Per saponificare l'olio di catrame, si dovrebbe aggiungere circa il 10% di carbonato di sodio durante la preparazione del reagente e riscaldarlo per creare una soluzione di sapone caldo per l'aggiunta.

5. Emulsione: L'emulsione può essere ottenuta tramite emulsificazione ultrasonica o agitazione meccanica. Dopo l'emulsione, gli acidi grassi e il gasolio possono aumentare la loro dispersione nella poltiglia, migliorando l'efficacia dei reagenti. L'aggiunta di alcuni agenti emulsionanti può aumentare ulteriormente l'efficacia.

6. Acidificazione: Quando si utilizzano collettori cationici, a causa della loro scarsa solubilità, è necessario pretrattarli con acido cloridrico o acido acetico prima di potersi sciogliere in acqua per la flottazione.

7. Metodo aerosol: Questo è un nuovo metodo di preparazione che migliora l'azione dei reagenti. Comporta l'uso di uno speciale dispositivo di spruzzatura per nebulizzare i reagenti in un mezzo d'aria prima di aggiungerli direttamente al serbatoio di flottazione, da qui il nome "metodo di flottazione ad aerosol". Questo metodo non solo migliora la galleggiabilità dei minerali utili, ma riduce anche significativamente l'uso dei reagenti. Ad esempio, il dosaggio dei collettori può essere solo da un terzo a un quarto della quantità usuale, mentre il dosaggio del schiumatore può essere solo un quinto.

8. Trattamento elettrochimico dei reagenti: La corrente continua viene fatta passare attraverso la soluzione per trattare chimicamente i reagenti di flottazione, il che può alterare lo stato del reagente, il valore del pH e il potenziale redox, aumentando così la concentrazione dei componenti del reagente più attivanti, innalzando la concentrazione critica per la formazione di colloidi e migliorando la dispersione dei reagenti scarsamente solubili in acqua.

In genere, i collettori e gli schiumogeni vengono agitati per 1-2 minuti, mentre alcuni reagenti, come il dicromato di potassio utilizzato per eliminare il piombo nella separazione rame-piombo, potrebbero richiedere un'agitazione più lunga.

Posizione di aggiunta del reagente

Per massimizzare l'efficacia dei reagenti di flottazione, la prassi generale è quella di aggiungere agenti di regolazione, inibitori e alcuni collettori (ad esempio, cherosene) nel mulino a sfere per creare un ambiente di flottazione adatto il prima possibile. I collettori e gli schiumogeni vengono aggiunti principalmente nel primo serbatoio di agitazione del processo di flottazione. Se ci sono due serbatoi di agitazione, l'attivatore dovrebbe essere aggiunto nel primo serbatoio, mentre il collettore e lo schiumogeno dovrebbero essere aggiunti nel secondo serbatoio. I punti di aggiunta variano in base ai ruoli dei reagenti nella macchina di flottazione. Ad esempio, solfato di rame, medicina gialla e olio di pino vengono generalmente aggiunti nel seguente ordine: il solfato di rame viene aggiunto al centro del primo serbatoio di agitazione, la medicina gialla al centro del secondo serbatoio e l'olio di pino all'uscita del secondo serbatoio di agitazione. In generale, gli impianti di flottazione aggiungono prima i regolatori di pH per portare la sospensione a un pH appropriato prima di consentire al collettore e all'inibitore di lavorare in modo più efficace. Quando si aggiungono reagenti, è essenziale essere consapevoli del problema di alcuni ioni nocivi che causano l'inefficienza dei reagenti. Ad esempio, gli ioni rame che reagiscono con gli ioni idruro possono portare all'inefficienza degli idruri. Nella separazione rame-zolfo, se ci sono molti ioni rame nel serbatoio di agitazione, il cianuro non dovrebbe essere aggiunto al serbatoio di agitazione ma dovrebbe essere aggiunto direttamente durante il processo di flottazione della separazione.

Ordine di aggiunta del reagente

L'ordine tipico di aggiunta dei reagenti negli impianti di flottazione è il seguente: per la flottazione di minerali grezzi, dovrebbero essere regolatori di pH, inibitori o attivatori, schiumogeni e collettori; per i minerali che sono stati inibiti durante la flottazione, l'ordine è attivatori, collettori e schiumogeni.

Metodi di aggiunta dei reagenti

Esistono generalmente due metodi per aggiungere reagenti: aggiunta centralizzata e aggiunta dispersa. La scelta del metodo di aggiunta dovrebbe considerare sia i tipi di reagenti sia le azioni dei reagenti.

1. Aggiunta centralizzata: La maggior parte dei reagenti viene aggiunta centralmente; ad esempio, i collettori, gli attivatori e gli inibitori vengono aggiunti ai serbatoi di agitazione.

2. Addizione dispersa: Alcuni reagenti possono essere aggiunti direttamente nel serbatoio di flottazione, il che è spesso applicato a reagenti volatili o sensibili ad altri reagenti. Ad esempio, se i reagenti di flottazione causano effetti dannosi l'uno sull'altro (ad esempio, l'influenza negativa dell'eccesso di solfuro di sodio sulla flottazione attivata), i reagenti possono essere aggiunti direttamente nella macchina di flottazione.

Conclusione

Attraverso la corretta selezione, preparazione, dosaggio e aggiunta di reagenti di flottazione, l'elaborazione dei minerali e l'analisi geologica possono essere ottimizzate, migliorando l'accuratezza e l'efficienza di test e analisi. Questi suggerimenti operativi mirano ad aiutare i tecnici di laboratorio e gli ingegneri minerari a utilizzare meglio i reagenti di flottazione, portando a una migliore efficienza operativa e risultati più affidabili.