Apgūstiet flotācijas reaģentu lietošanu: uzlabojiet minerālu sastāva noteikšanas precizitāti

Jomās Minerālu apstrāde un ģeoloģiskā analīze, pareiza izmantošana Flotācijas reaģenti ir izšķiroša nozīme, lai precīzi noteiktu minerālu sastāvu. Flotācija ir plaši pielietots fizikāli ķīmiskais process minerālu atdalīšanai un bagātināšanai, kas balstās uz minerālu virsmu fizikāli ķīmisko īpašību atšķirībām. Pievienojot reaģentus, var regulēt minerālu virsmu hidrofilitāti vai hidrofobitāti, ļaujot atdalīt mērķa minerālus no sēnes.

Šajā rakstā tiks iepazīstināta ar virkni praktisku darbības padomu, kas palīdzēs laboratorijas tehniķiem un kalnrūpniecības inženieriem optimizēt flotācijas procesu, uzlabojot testa rezultātu precizitāti un atkārtojamību.

Pirmkārt, sāksim ar flotācijas reaģentu pamatveidiem -Kolekcionāri, Putotāji, un Modifikatori. Katram reaģentam ir unikāla loma flotācijas procesā. Kolektori uzlabo minerālu hidrofobitāti, veicinot to piesaisti gaisa burbuļiem; putotāji palīdz stabilizēt putu slāni, ļaujot bagātinātos minerālus viegli atdalīt no vircas; modifikatorus izmanto, lai regulētu vircas pH vai jonu stiprumu, radot optimālus apstākļus minerālu flotācijai.

Ar nepārtrauktu tehnoloģiju attīstību paplašinās arī flotācijas reaģentu veidi un pielietojumi. Pareiza šo reaģentu izvēle un lietošana var ne tikai uzlabot Minerālu atgūšana likmes un pakāpes, bet arī sniedz ievērojamas priekšrocības vides aizsardzības un izmaksu kontroles ziņā.

Kā pareizi lietot flotācijas reaģentus?

Reaģentu veidi

Flotācijas iekārtās izmantoto reaģentu veidi ir atkarīgi no tādiem faktoriem kā rūdas īpašības, procesa plūsma un vēlamo minerālproduktu skaits. Parasti tos nosaka, izmantojot rūdas selektivitātes testus vai daļēji rūpnieciskos testus.

Pamatojoties uz to funkcijām, reaģentus var iedalīt trīs galvenajos veidos:

1. Putotāji: Organiskās virsmaktīvās vielas, kas izplatās ūdens un gaisa saskarnē. Tos izmanto, lai radītu putu slāni, kas var peldēt minerālvielas. Parastie putotāji ir priežu eļļa, krezilskābe un spirti.

2. Kolekcionāri: To funkcija ir uztvert mērķa minerālus, mainot minerālu virsmu hidrofobitāti, lai peldošās minerālu daļiņas varētu pieķerties gaisa burbuļiem. Pamatojoties uz to raksturu, kolektorus var iedalīt nepolārajos kolektoros, anjonu kolektoros un katjonu kolektoros. Parasti izmantotie kolektori ir melnās zāles, dzeltenās zāles, baltās zāles, taukskābes, taukskābes amīni un minerāleļļas.

3. Modifikatori: Modifikatori ietver aktivatorus un inhibitorus, kas maina minerālu virsmu īpašības, ietekmējot minerālvielu un kolektoru mijiedarbību. Modifikatori ietver arī līdzekļus, ko izmanto, lai mainītu ūdens vides ķīmiskās vai elektroķīmiskās īpašības, piemēram, pH regulētājus un kolektoru stāvokli. Modifikatoru veidi ietver:

• pH regulētāji: Kaļķi, nātrija karbonāts, sērskābe, sēra dioksīds.

• Aktivatori: Vara sulfāts, nātrija sulfīds.

• Inhibitori: Kaļķi, dzeltenais asins sāls, nātrija sulfīds, sēra dioksīds, nātrija cianīds, cinka sulfāts, kālija dihromāts, ūdens stikls, tanīns, šķīstošie koloīdi, ciete, sintētiskie polimēri utt.

• Citi: Mitrināšanas līdzekļi, flotācijas līdzekļi, šķīdinātāji utt.

Reaģenta deva

Reaģentu dozēšanai flotācijas laikā jābūt precīzai; nepietiekams vai pārmērīgs daudzums var ietekmēt minerālu apstrādes rādītājus. Pārmērīga izmantošana var arī palielināt apstrādes izmaksas.

Saistība starp reaģenta devu un flotācijas indikatoriem:

• Nepietiekama kolektora deva var izraisīt neatbilstošu minerālvielu hidrofobitāti, samazinot atgūšanas ātrumu. Un otrādi, pārmērīgs daudzums var pasliktināt koncentrāta kvalitāti un sarežģīt atdalīšanas flotāciju.

• Nepietiekama putotāja deva var izraisīt sliktu putu stabilitāti, savukārt pārmērīgs daudzums var izraisīt "pārplūdes" parādības.

• Pārāk maza aktivatora deva var izraisīt sliktu aktivizāciju, savukārt pārāk daudz var traucēt flotācijas procesa selektivitāti.

• Nepietiekama inhibitoru deva var pazemināt koncentrāta pakāpi, savukārt pārmērīgs daudzums var nomākt minerālvielas, kurām vajadzētu peldēt, samazinot atgūšanas ātrumu.

Reaģenta sagatavošana

Cietie reaģenti tiek atšķaidīti šķidrumos, lai tos būtu viegli pievienot. Ūdenī nešķīstošie reaģenti, piemēram, dzeltenās zāles, amīna melnās zāles, ūdens stikls, nātrija karbonāts, vara sulfāts un nātrija sulfīds, jāsagatavo kā ūdens šķīdumi ar koncentrāciju no 2% līdz 10%. Ūdenī nešķīstošie reaģenti ir jāizšķīdina šķīdinātājā, pirms tie tiek sagatavoti kā ūdens šķīdums pievienošanai, piemēram, daži amīnu savācēji, kurus var pievienot tieši, piemēram, eļļa Nr. 2, melnās zāles Nr. 31 un oleīnskābe. Ļoti šķīstošiem reaģentiem, kuriem nepieciešams ievērojams daudzums, preparātu koncentrācija parasti svārstās no 10% līdz 20%, piemēram, nātrija sulfīds, kas lietošanas laikā tiek sagatavots 15% apmērā. Slikti šķīstošos reaģentus var izmantot organiskos šķīdinātājus, lai tos izšķīdinātu, pirms tos sagatavo kā zemas koncentrācijas šķīdumus.

Izvēle Reaģenta sagatavošana metode galvenokārt ir atkarīga no reaģentu īpašībām, pievienošanas metodes un to funkcijām. Vienam un tam pašam reaģentam var būt ievērojamas devas un iedarbības atšķirības dažādu sagatavošanas metožu dēļ. Parasti izplatītās sagatavošanas metodes ietver:

1. 2% līdz 10% ūdens šķīduma pagatavošana: Lielākā daļa ūdenī šķīstošo reaģentu tiek sagatavoti šādā veidā (piemēram, dzeltenās zāles, vara sulfāts, ūdens stikls).

2. Izšķīdināšana šķīdinātājā: Dažus ūdenī nešķīstošos reaģentus var izšķīdināt īpašos šķīdinātājos. Piemēram, baltās zāles nešķīst ūdenī, bet tās var izšķīdināt 10% līdz 20% anilīna šķīdumā, un tās jālieto pēc anilīna jaukta šķīduma pagatavošanas. Tāpat anilīna melnās zāles nešķīst ūdenī, bet var izšķīst nātrija hidroksīda sārmainā šķīdumā, tāpēc pirms reaģenta pievienošanas ir jāsagatavo sārmains nātrija hidroksīda šķīdums, lai izveidotu anilīna melno zāļu šķīdumu flotācijai.

3. Pagatavošana suspensijas vai emulsijas veidā: Dažiem slikti šķīstošiem cietajiem reaģentiem tos var pagatavot kā emulsijas lietošanai. Piemēram, kaļķiem ir ļoti zema šķīdība ūdenī, tāpēc tos var smalki samalt pulverī un sajaukt ar ūdeni, lai izveidotu piena suspensiju (piemēram, laima pienu), vai arī to var tieši pievienot sausā pulvera veidā lodīšu dzirnavās vai maisīšanas tvertnē.

4. Pārziepjošana: Taukskābju savācējiem visizplatītākā metode ir pārziepjošana. Piemēram, izvēloties hematītu, kā savācēju izmanto parafīna un darvas eļļas pārziepjotas ziepes. Darvas eļļas pārziepjošanai, gatavojot reaģentu, jāpievieno apmēram 10% nātrija karbonāts un jāuzsilda, lai pievienotu karstu ziepju šķīdumu.

5. Emulģēšana: Emulsifikāciju var panākt, izmantojot ultraskaņas emulgāciju vai mehānisku maisīšanu. Pēc emulgācijas taukskābes un dīzeļdegviela var uzlabot to izkliedi vircā, uzlabojot reaģentu efektivitāti. Dažu emulgatoru pievienošana var vēl vairāk uzlabot efektivitāti.

6. Paskābināšana: Izmantojot katjonu kolektorus, to sliktās šķīdības dēļ tie ir iepriekš jāapstrādā ar sālsskābi vai etiķskābi, pirms tie var izšķīst ūdenī flotācijai.

7. Aerosola metode: Šī ir jauna sagatavošanas metode, kas uzlabo reaģentu darbību. Tas ietver īpašas izsmidzināšanas ierīces izmantošanu, lai aerosolizētu reaģentus gaisa vidē, pirms tie tiek pievienoti flotācijas tvertnei, tāpēc to dēvē arī par "aerosola flotācijas metodi". Šī metode ne tikai uzlabo derīgo minerālu peldamību, bet arī ievērojami samazina reaģentu izmantošanu. Piemēram, kolektoru dozēšana var būt tikai viena trešdaļa līdz ceturtdaļa no parastā daudzuma, savukārt putotāja dozēšana var būt tikai viena piektā daļa.

8. Reaģentu elektroķīmiskā apstrāde: Caur šķīdumu tiek laista līdzstrāva, lai ķīmiski apstrādātu flotācijas reaģentus, kas var mainīt reaģenta stāvokli, pH vērtību un redokspotenciālu, tādējādi palielinot aktivējošāko reaģenta komponentu koncentrāciju, paaugstinot kritisko koncentrāciju koloīdu veidošanai un uzlabojot slikti šķīstošo reaģentu izkliedi ūdenī.

Parasti kolektorus un putotājus maisa 1–2 minūtes, savukārt dažiem reaģentiem, piemēram, kālija dihromātam, ko izmanto svina slāpēšanai vara un svina atdalīšanā, var būt nepieciešama ilgāka maisīšana.

Reaģenta pievienošanas vieta

Lai palielinātu flotācijas reaģentu efektivitāti, parasti lodīšu dzirnavās pievieno regulēšanas līdzekļus, inhibitorus un dažus kolektorus (piem., petroleju), lai pēc iespējas agrāk izveidotu piemērotu flotācijas vidi. Kolektorus un putotājus pārsvarā pievieno flotācijas procesa pirmajā maisīšanas tvertnē. Ja ir divas maisīšanas tvertnes, aktivators jāpievieno pirmajā tvertnē, bet savācējs un putotājs jāpievieno otrajā tvertnē. Pievienošanas punkti atšķiras atkarībā no reaģentu lomas flotācijas iekārtā. Piemēram, vara sulfātu, dzeltenās zāles un priežu eļļu parasti pievieno šādā secībā: vara sulfātu pievieno pirmās maisīšanas tvertnes centrā, dzeltenās zāles otrās tvertnes centrā un priedes eļļu pie otrās maisīšanas tvertnes izejas. Parasti flotācijas iekārtas vispirms pievieno pH regulētājus, lai vircai sasniegtu atbilstošu pH, pirms ļauj kolektoram un inhibitoram darboties efektīvāk. Pievienojot reaģentus, ir svarīgi apzināties dažu kaitīgo jonu problēmu, kas izraisa reaģenta neefektivitāti. Piemēram, vara joni, kas reaģē ar hidrīda joniem, var izraisīt hidrīdu neefektivitāti. Vara un sēra atdalīšanā, ja maisīšanas tvertnē ir daudz vara jonu, cianīdu nedrīkst pievienot maisīšanas tvertnei, bet gan tieši atdalīšanas flotācijas procesā.

Reaģenta pievienošanas secība

Tipiskā reaģenta pievienošanas secība flotācijas iekārtās ir šāda: neapstrādātu rūdu flotācijai ir jābūt pH regulētājiem, inhibitoriem vai aktivatoriem, putotājiem un kolektoriem; minerālvielām, kas ir inhibētas flotācijas laikā, secība ir aktivatori, savācēji un putotāji.

Reaģentu pievienošanas metodes

Parasti ir divas reaģentu pievienošanas metodes: centralizēta pievienošana un dispersā pievienošana. Izvēloties pievienošanas metodi, jāņem vērā gan reaģentu veidi, gan reaģentu darbība.

1. Centralizēta pievienošana: Lielākā daļa reaģentu tiek pievienoti centralizēti; piemēram, maisīšanas tvertnēm pievieno kolektorus, aktivatorus un inhibitorus.

2. Izkliedētā pievienošana: Dažus reaģentus var pievienot tieši flotācijas tvertnē, ko bieži izmanto reaģentiem, kas ir gaistoši vai jutīgi pret citiem reaģentiem. Piemēram, ja flotācijas reaģenti negatīvi ietekmē viens otru (piemēram, nātrija sulfīda pārpalikuma negatīvā ietekme uz aktivēto flotāciju), reaģentus var tieši pievienot flotācijas iekārtā.

Secinājumi

Pareizi izvēloties, sagatavojot, dozējot un pievienojot flotācijas reaģentus, var optimizēt minerālu apstrādi un ģeoloģisko analīzi, uzlabojot testu un analīžu precizitāti un efektivitāti. Šo darbības padomu mērķis ir palīdzēt laboratorijas tehniķiem un kalnrūpniecības inženieriem labāk izmantot flotācijas reaģentus, tādējādi uzlabojot darbības efektivitāti un ticamākus rezultātus.