부유 시약 사용의 마스터: 광물 성분 탐지의 정확도 향상

광물 처리 및 지질 분석 분야에서 부유선별 시약 의 정확한 사용은 광물 조성을 정확하게 파악하는 데 매우 중요합니다. 부유선별은 광물 표면의 물리화학적 특성 차이를 이용하는 광물 분리 및 농축에 널리 적용되는 물리화학적 공정입니다. 시약을 첨가함으로써 광물 표면의 친수성 또는 소수성을 조절하여 목표 광물을 맥석으로부터 분리할 수 있습니다.

이 글에서는 실험실 기술자와 광산 엔지니어가 부유 공정을 최적화하고, 시험 결과의 정확성과 반복성을 개선하는 데 도움이 되는 일련의 실용적인 운영 팁을 소개합니다.

먼저, 부유선별 시약의 기본 유형인 집광 제 , 기포제 , 그리고 개량제 부터 살펴보겠습니다 . 각 시약은 부유선별 공정에서 고유한 역할을 합니다. 집광제는 광물의 소수성을 높여 기포에 잘 달라붙도록 하고, 기포제는 거품층을 안정화시켜 농축된 광물이 슬러리에서 쉽게 분리되도록 돕습니다. 개량제는 슬러리의 pH 또는 이온 강도를 조절하여 광물 부유선별에 최적의 조건을 만들어 줍니다.

기술이 지속적으로 발전함에 따라 부유선별 시약의 종류와 적용 분야도 확대되고 있습니다. 이러한 시약을 올바르게 선택하고 사용하면 광물 회수율과 품위를 향상시킬 뿐만 아니라 환경 보호 및 비용 절감 측면에서도 상당한 이점을 얻을 수 있습니다.

부유 시약을 올바르게 사용하는 방법은?

시약의 종류

부유 플랜트에서 사용되는 시약의 종류는 광석 특성, 공정 흐름, 원하는 광물 제품의 수와 같은 요인에 따라 달라집니다. 일반적으로 광석 선택성 시험이나 반산업 시험을 통해 결정됩니다.

시약은 기능에 따라 크게 세 가지 주요 유형으로 분류할 수 있습니다.

1. 기포제: 물과 공기의 계면에 분포하는 유기 계면활성제입니다. 기포제는 광물을 띄울 수 있는 거품층을 생성하는 데 사용됩니다. 일반적인 기포제로는 소나무 기름, 크레실산, 알코올 등이 있습니다.

2. 집진제: 집진 제의 기능은 목표 광물을 포획하는 것으로, 광물 표면의 소수성을 변화시켜 부유하는 광물 입자가 기포에 부착되도록 합니다. 집진제는 성질에 따라 비극성 집진제, 음이온성 집진제, 양이온성 집진제로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 집진제로는 흑색 약재, 황색 약재, 백색 약재, 지방산, 지방 아민, 광물유 등이 있습니다.

3. 개질제: 개질제에는 활성제와 억제제가 포함되며, 이들은 광물 표면의 특성을 변화시켜 광물과 집광제 사이의 상호작용에 영향을 미칩니다. 또한 개질제에는 pH 조절제 및 집광제의 상태와 같이 수용액의 화학적 또는 전기화학적 특성을 변경하는 데 사용되는 물질도 포함됩니다. 개질제의 종류는 다음과 같습니다.

• pH 조절제: 석회, 탄산나트륨, 황산, 이산화황.

• 활성제: 황산구리, 황화나트륨.

• 저해제: 석회, 황색 혈액염, 황화나트륨, 이산화황, 시안화나트륨, 황산아연, 중크롬산칼륨, 규산나트륨, 탄닌, 수용성 콜로이드, 녹말, 합성 고분자 등

• 기타: 습윤제, 부유제, 용해제 등

시약 투여량

부유 중 시약의 투여량은 정확해야 합니다. 불충분하거나 과도한 양은 미네랄 처리 지표에 영향을 미칠 수 있습니다. 과도한 사용은 처리 비용을 증가시킬 수도 있습니다.

시약 투여량과 부유 지표 간의 관계:

• 집진 제 투입량이 부족하면 광물의 소수성이 불충분해져 회수율이 감소할 수 있습니다. 반대로 과다 투입은 정광의 품질을 저하시키고 분리 부유선별을 어렵게 할 수 있습니다.

• 기포제 투입량이 부족하면 거품 안정성이 떨어지고, 과다 투입하면 거품이 넘치는 현상이 발생할 수 있습니다.

• 활성제 투입량이 너무 적으면 활성화가 제대로 이루어지지 않을 수 있고, 너무 많으면 부유선별 공정의 선택성이 저하될 수 있습니다.

• 억제제 투여량이 부족하면 농축물의 등급이 낮아질 수 있고, 과다 투여하면 부유해야 할 광물의 부유를 억제하여 회수율이 감소할 수 있습니다.

시약 준비

고체 시약은 쉽게 첨가하기 위해 액체로 희석합니다. 황색 약, 아민 블랙 약, 물유리, 탄산나트륨, 황산구리, 황화나트륨과 같은 물에 녹지 않는 시약은 농도가 2%에서 10% 범위인 수용액으로 제조해야 합니다. 물에 녹지 않는 시약은 No. 2 오일, No. 31 블랙 약, 올레산과 같이 직접 첨가할 수 있는 일부 아민 수집제와 같이 첨가를 위한 수용액으로 제조하기 전에 용매에 녹여야 합니다. 상당한 양이 필요한 고용해성 시약의 경우, 제조 농도는 일반적으로 10%에서 20% 범위이며, 사용 중에 15%로 제조되는 황화나트륨이 있습니다. 용해도가 낮은 시약의 경우, 저농도 용액으로 제조하기 전에 유기 용매를 사용하여 용해할 수 있습니다.

시약 제조 방법 의 선택은 주로 시약의 특성, 첨가 방법 및 기능에 따라 결정됩니다. 동일한 시약이라도 제조 방법에 따라 용량과 효과에 상당한 차이가 있을 수 있습니다. 일반적으로 흔히 사용되는 제조 방법은 다음과 같습니다.

1. 2%~10% 수용액 제조: 대부분의 수용성 시약은 이와 같은 방식으로 제조됩니다(예: 황색 의약품, 황산구리, 규산나트륨).

2. 용매에 용해: 일부 물에 녹지 않는 시약은 특수 용매에 용해될 수 있습니다. 예를 들어, 백색 약재는 물에 녹지 않지만 10~20% 아닐린 용액에 용해될 수 있으므로 아닐린 혼합 용액을 제조한 후 사용해야 합니다. 마찬가지로, 아닐린 흑색 약재는 물에 녹지 않지만 수산화나트륨 알칼리 용액에 용해되므로, 부유선별용 아닐린 흑색 약재 용액을 만들기 위해 시약을 첨가하기 전에 먼저 수산화나트륨 알칼리 용액을 제조해야 합니다.

3. 현탁액 또는 유화액 형태로 준비하기: 일부 용해도가 낮은 고체 시약은 유화액 형태로 준비하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 석회는 물에 대한 용해도가 매우 낮으므로 미세한 분말로 갈아서 물과 혼합하여 우윳빛 현탁액(예: 석회유)을 만들거나, 건조 분말 형태로 볼밀이나 교반 탱크에 직접 첨가할 수 있습니다.

4. 비누화: 지방산 수집제에는 비누화법이 가장 일반적인 방법입니다. 예를 들어, 적철광을 선별할 때는 파라핀과 타르 오일의 비누화액을 수집제로 사용합니다. 타르 오일을 비누화하려면 시약 제조 시 약 10%의 탄산나트륨을 첨가하고 가열하여 뜨거운 비누 용액을 만든 후 첨가해야 합니다.

5. 유화: 유화는 초음파 유화 또는 기계적 교반을 이용하여 수행할 수 있습니다. 유화 후, 지방산과 디젤은 슬러리 내에서 더 잘 분산되어 시약의 효과를 향상시킬 수 있습니다. 유화제를 첨가하면 효과를 더욱 높일 수 있습니다.

6. 산성화: 양이온 집진제는 용해도가 낮기 때문에 부유선별을 위해 물에 녹이기 전에 염산이나 아세트산으로 전처리해야 합니다.

7. 에어로졸법: 이는 시약의 작용을 향상시키는 새로운 준비 방법입니다. 특수 분무 장치를 사용하여 시약을 공기 중에 에어로졸 형태로 분사한 후 부유조에 직접 첨가하는 방식이므로 "에어로졸 부유법"이라고도 합니다. 이 방법은 유용한 광물의 부유성을 향상시킬 뿐만 아니라 시약 사용량도 크게 줄여줍니다. 예를 들어, 집광제의 사용량은 기존 사용량의 3분의 1에서 4분의 1 수준으로, 기포제의 사용량은 5분의 1 수준으로 줄일 수 있습니다.

8. 시약의 전기화학적 처리: 직류 전류를 용액에 통과시켜 부유선별 시약을 화학적으로 처리합니다. 이를 통해 시약의 상태, pH 값 및 산화환원 전위를 변화시켜 가장 활성이 높은 시약 성분의 농도를 증가시키고, 콜로이드 형성에 필요한 임계 농도를 높이며, 물에 잘 녹지 않는 시약의 분산성을 향상시킬 수 있습니다.

일반적으로 수집기와 거품 발생기는 1~2분 동안 교반하는데, 구리-납 분리 과정에서 납의 생성을 억제하는 데 사용되는 중크롬산칼륨과 같은 일부 시약은 더 오랜 시간 동안 교반해야 할 수도 있습니다.

시약 추가 위치

부유 시약의 효과를 극대화하기 위해 일반적인 관행은 볼 밀에 조정제, 억제제 및 일부 수집제(예: 등유)를 추가하여 가능한 한 일찍 적합한 부유 환경을 만드는 것입니다. 수집제와 거품제는 대부분 부유 공정의 첫 번째 교반 탱크에 추가됩니다. 교반 탱크가 두 개인 경우 활성제는 첫 번째 탱크에 추가하고 수집제와 거품제는 두 번째 탱크에 추가해야 합니다. 추가 지점은 부유 기계에서 시약의 역할에 따라 다릅니다. 예를 들어, 황산구리, 황약 및 소나무 기름은 일반적으로 다음 순서로 추가됩니다. 황산구리는 첫 번째 교반 탱크의 중앙에, 황약은 두 번째 탱크의 중앙에, 소나무 기름은 두 번째 교반 탱크의 출구에 추가합니다. 일반적으로 부유 플랜트는 수집제와 억제제가 더 효과적으로 작동할 수 있도록 하기 전에 슬러리를 적절한 pH로 만들기 위해 먼저 pH 조정제를 추가합니다. 시약을 첨가할 때는 특정 유해 이온이 시약 비효율성을 유발한다는 문제를 인식하는 것이 필수적입니다. 예를 들어, 구리 이온이 수소화물 이온과 반응하면 수소화물의 비효율성이 발생할 수 있습니다. 구리-황 분리에서 교반 탱크에 구리 이온이 많으면 시안화물을 교반 탱크에 첨가하지 말고 분리 부유 공정 중에 직접 첨가해야 합니다.

시약 추가 주문

부유 시설에서 시약을 첨가하는 일반적인 순서는 다음과 같습니다. 원광석을 부유시키는 경우 pH 조절제, 억제제 또는 활성화제, 거품제, 수집제 순입니다. 부유 중에 억제된 광물의 경우 활성제, 수집제, 거품제 순입니다.

시약 첨가 방법

시약을 첨가하는 방법에는 일반적으로 중앙 첨가와 분산 첨가의 두 가지 방법이 있습니다. 첨가 방법을 선택할 때는 시약 유형과 시약의 작용을 모두 고려해야 합니다.

1. 중앙 집중식 첨가: 대부분의 시약은 중앙에서 첨가됩니다. 예를 들어, 집진제, 활성제 및 억제제는 교반 탱크에 첨가됩니다.

2. 분산 첨가: 일부 시약은 부유조에 직접 첨가할 수 있으며, 이는 휘발성이 강하거나 다른 시약에 민감한 시약에 주로 적용됩니다. 예를 들어, 부유 시약들이 서로에게 악영향을 미치는 경우(예: 과량의 황화나트륨이 활성 부유에 미치는 부정적인 영향), 시약을 부유 장치에 직접 첨가할 수 있습니다.

맺음말

올바른 부유 시약 선택, 준비, 투여량 및 추가를 통해 광물 처리 및 지질 분석을 최적화하여 테스트 및 분석의 정확성과 효율성을 높일 수 있습니다. 이러한 운영 팁은 실험실 기술자와 광산 엔지니어가 부유 시약을 더 잘 활용하여 운영 효율성을 개선하고 더 신뢰할 수 있는 결과를 얻도록 돕는 것을 목표로 합니다.