फ्लोटेशन अभिकर्मकांच्या वापरात प्रभुत्व मिळवा: खनिज रचना शोधण्याची अचूकता सुधारा.

खनिज प्रक्रिया आणि भूवैज्ञानिक विश्लेषण या क्षेत्रांमध्ये , खनिजांची रचना अचूकपणे ओळखण्यासाठी फ्लोटेशन अभिकर्मकांचा योग्य वापर अत्यंत महत्त्वाचा आहे. फ्लोटेशन ही खनिजांचे विलगीकरण आणि संवर्धनासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी एक भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया आहे, जी खनिजांच्या पृष्ठभागांच्या भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांमधील फरकांवर अवलंबून असते. अभिकर्मक टाकून, खनिजांच्या पृष्ठभागांची जलस्नेहता किंवा जलविरोधीता समायोजित केली जाऊ शकते, ज्यामुळे लक्ष्यित खनिजांना निरुपयोगी पदार्थांपासून वेगळे करणे शक्य होते.

या लेखात प्रयोगशाळेतील तंत्रज्ञ आणि खाण अभियंत्यांना फ्लोटेशन प्रक्रिया ऑप्टिमाइझ करण्यास मदत करण्यासाठी, चाचणी निकालांची अचूकता आणि पुनरावृत्तीक्षमता सुधारण्यास मदत करण्यासाठी व्यावहारिक ऑपरेशनल टिप्सची मालिका सादर केली जाईल.

सर्वप्रथम, आपण फ्लोटेशन अभिकर्मकांच्या मूलभूत प्रकारांपासून सुरुवात करूया— कलेक्टर्स , फ्रॉथर्स आणि मॉडिफायर्स . प्रत्येक अभिकर्मक फ्लोटेशन प्रक्रियेत एक विशिष्ट भूमिका बजावतो. कलेक्टर्स खनिजांची जलविरोधीता वाढवतात, ज्यामुळे ते हवेच्या बुडबुड्यांना चिकटण्यास मदत होते; फ्रॉथर्स फेसचा थर स्थिर करण्यास मदत करतात, ज्यामुळे समृद्ध खनिजे स्लरीमधून सहजपणे वेगळी करता येतात; मॉडिफायर्सचा उपयोग स्लरीचा pH किंवा आयनिक सामर्थ्य समायोजित करण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे खनिज फ्लोटेशनसाठी इष्टतम परिस्थिती निर्माण होते.

सतत होणाऱ्या तांत्रिक प्रगतीमुळे, फ्लोटेशन अभिकर्मकांचे प्रकार आणि उपयोगही विस्तारत आहेत. या अभिकर्मकांची योग्य निवड आणि वापर केल्याने केवळ खनिज पुनर्प्राप्तीचे दर आणि दर्जा सुधारत नाही, तर पर्यावरण संरक्षण आणि खर्च नियंत्रणाच्या दृष्टीनेही महत्त्वपूर्ण फायदे मिळतात.

फ्लोटेशन अभिकर्मकांचा योग्य वापर कसा करावा?

अभिकर्मकांचे प्रकार

फ्लोटेशन प्लांट्समध्ये वापरल्या जाणाऱ्या अभिकर्मकांचे प्रकार हे धातूचे गुणधर्म, प्रक्रिया प्रवाह आणि इच्छित खनिज उत्पादनांची संख्या यासारख्या घटकांवर अवलंबून असतात. साधारणपणे, ते धातू निवडक चाचण्या किंवा अर्ध-औद्योगिक चाचण्यांद्वारे निश्चित केले जातात.

अभिकर्मकांना त्यांच्या कार्यांवर आधारित तीन मुख्य प्रकारांमध्ये वर्गीकृत केले जाऊ शकते:

1. फेस निर्माण करणारे पदार्थ: सेंद्रिय पृष्ठक्रियाकारक जे पाणी आणि हवेच्या आंतरपृष्ठावर पसरतात. खनिजांना तरंगवण्यासाठी फेसाचा थर तयार करण्याकरिता त्यांचा वापर केला जातो. सामान्य फेस निर्माण करणाऱ्या पदार्थांमध्ये पाइन ऑइल, क्रेसिलिक ॲसिड आणि अल्कोहोल यांचा समावेश होतो.

2. संग्राहक: त्यांचे कार्य लक्ष्यित खनिजे पकडणे हे आहे, जे खनिजांच्या पृष्ठभागाची जलविरोधीता बदलून तरंगणाऱ्या खनिज कणांना हवेच्या बुडबुड्यांना चिकटण्यास मदत करतात. त्यांच्या स्वरूपानुसार, संग्राहकांचे अध्रुवीय संग्राहक, ऋणायनी संग्राहक आणि धनायनी संग्राहक असे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या संग्राहकांमध्ये काळे औषध, पिवळे औषध, पांढरे औषध, फॅटी ॲसिड, फॅटी अमाइन आणि खनिज तेल यांचा समावेश होतो.

3. सुधारक: सुधारकांमध्ये सक्रियक आणि अवरोधकांचा समावेश होतो, जे खनिज पृष्ठभागाचे गुणधर्म बदलून खनिजे आणि संग्राहकांमधील आंतरक्रियेवर प्रभाव टाकतात. सुधारकांमध्ये जलीय माध्यमाचे रासायनिक किंवा विद्युत-रासायनिक गुणधर्म बदलण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या घटकांचाही समावेश होतो, जसे की pH समायोजक आणि संग्राहकांची अवस्था. सुधारकांच्या प्रकारांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:

• pH समायोजक: चुना, सोडियम कार्बोनेट, सल्फ्यूरिक आम्ल, सल्फर डायऑक्साइड.

• सक्रियक: कॉपर सल्फेट, सोडियम सल्फाइड.

• प्रतिबंधक: चुना, पिवळे रक्त क्षार, सोडियम सल्फाइड, सल्फर डायऑक्साइड, सोडियम सायनाइड, झिंक सल्फेट, पोटॅशियम डायक्रोमेट, वॉटर ग्लास, टॅनिन, विद्राव्य कलिल, स्टार्च, कृत्रिम बहुलक, इत्यादी.

• इतर: ओलावा देणारे घटक, उत्प्लावक घटक, विद्रावक, इत्यादी.

अभिकर्मक डोस

फ्लोटेशन दरम्यान अभिकर्मकांचा डोस अचूक असावा; अपुरा किंवा जास्त प्रमाणात खनिज प्रक्रिया निर्देशकांवर परिणाम होऊ शकतो. जास्त वापरामुळे प्रक्रिया खर्च देखील वाढू शकतो.

अभिकर्मक डोस आणि फ्लोटेशन निर्देशकांमधील संबंध:

• कलेक्टरचा अपुरा डोस खनिजांची हायड्रोफोबिसिटी अपुरी करू शकतो, ज्यामुळे रिकव्हरी दर कमी होतो. याउलट, जास्त प्रमाणामुळे कॉन्सन्ट्रेटची गुणवत्ता कमी होऊ शकते आणि सेपरेशन फ्लोटेशन प्रक्रिया गुंतागुंतीची होऊ शकते.

• फ्रॉदरचा अपुरा डोस घेतल्यास फेस स्थिर राहत नाही, तर त्याचे जास्त प्रमाण झाल्यास 'ओव्हरफ्लो' होण्याची शक्यता असते.

• सक्रियकाची मात्रा खूप कमी असल्यास सक्रियण नीट होत नाही, तर ती जास्त झाल्यास प्लवन प्रक्रियेच्या निवडक्षमतेत अडथळा येऊ शकतो.

• प्रतिबंधकाची अपुरी मात्रा संहत पदार्थाचा दर्जा कमी करू शकते, तर त्याचे अतिरिक्त प्रमाण तरंगणाऱ्या खनिजांना दाबून टाकू शकते, ज्यामुळे पुनर्प्राप्ती दर कमी होतो.

अभिकर्मक तयारी

सोप्या पद्धतीने जोडण्यासाठी घन अभिकर्मक द्रवांमध्ये पातळ केले जातात. पिवळे औषध, अमाइन ब्लॅक मेडिसिन, वॉटर ग्लास, सोडियम कार्बोनेट, कॉपर सल्फेट आणि सोडियम सल्फाइड यांसारखे पाण्यात विरघळणारे अभिकर्मक २% ते १०% पर्यंत सांद्रतेसह जलीय द्रावण म्हणून तयार केले पाहिजेत. पाण्यात विरघळणारे अभिकर्मक जोडण्यासाठी जलीय द्रावण म्हणून तयार करण्यापूर्वी ते द्रावकात विरघळले पाहिजेत, जसे की काही अमाइन संग्राहक जे थेट जोडले जाऊ शकतात, जसे की क्रमांक २ तेल, क्रमांक ३१ ब्लॅक मेडिसिन आणि ओलिक अॅसिड. अत्यंत विरघळणारे अभिकर्मक ज्यांना लक्षणीय प्रमाणात आवश्यक असते, त्यांच्यासाठी तयारीचे सांद्रता सामान्यतः १०% ते २०% पर्यंत असते, जसे की सोडियम सल्फाइड, जे वापरताना १५% वर तयार केले जाते. कमी विरघळणारे अभिकर्मकांसाठी, कमी सांद्रतेचे द्रावण म्हणून तयार करण्यापूर्वी त्यांना विरघळवण्यासाठी सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्सचा वापर केला जाऊ शकतो.

अभिकर्मक तयार करण्याच्या पद्धतीची निवड प्रामुख्याने अभिकर्मकांचे गुणधर्म, ते घालण्याची पद्धत आणि त्यांची कार्ये यांवर अवलंबून असते. वेगवेगळ्या तयारीच्या पद्धतींमुळे एकाच अभिकर्मकाच्या मात्रेत आणि परिणामांमध्ये लक्षणीय फरक असू शकतो. सामान्यतः, प्रचलित तयारीच्या पद्धतींमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश होतो:

1. २% ते १०% जलीय द्रावण तयार करणे: बहुतेक पाण्यात विरघळणारे अभिकर्मक या पद्धतीने तयार केले जातात (उदा., पिवळे औषध, कॉपर सल्फेट, वॉटर ग्लास).

2. द्रावकात विरघळवणे: काही पाण्यात न विरघळणारे अभिकर्मक विशेष द्रावकांमध्ये विरघळवता येतात. उदाहरणार्थ, पांढरे औषध पाण्यात विरघळत नाही, परंतु ते १०% ते २०% ॲनिलीनच्या द्रावणात विरघळू शकते आणि ॲनिलीनचे मिश्र द्रावण तयार केल्यानंतरच त्याचा वापर करणे आवश्यक आहे. त्याचप्रमाणे, ॲनिलीन काळे औषध पाण्यात विरघळत नाही, परंतु ते सोडियम हायड्रॉक्साईडच्या अल्कधर्मी द्रावणात विरघळू शकते, म्हणून प्लवन प्रक्रियेसाठी ॲनिलीन काळ्या औषधाचे द्रावण तयार करण्याकरिता अभिकर्मक घालण्यापूर्वी प्रथम अल्कधर्मी सोडियम हायड्रॉक्साईडचे द्रावण तयार करणे आवश्यक आहे.

3. निलंबन किंवा पायस म्हणून तयार करणे: काही कमी विद्राव्य घन अभिकर्मकांना वापरासाठी पायस म्हणून तयार केले जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, चुना पाण्यात खूप कमी विरघळतो, म्हणून त्याला बारीक दळून त्याची पूड करून पाण्यात मिसळून दुधाळ निलंबन (उदा., चुन्याचे दूध) तयार करता येते, किंवा त्याला थेट कोरड्या पूड स्वरूपात बॉल मिल किंवा ढवळण्याच्या टाकीत टाकता येते.

4. साबणीकरण: फॅटी ऍसिड संग्राहकांसाठी, साबणीकरण ही सर्वात सामान्य पद्धत आहे. उदाहरणार्थ, हेमेटाइट निवडताना, पॅराफिन आणि टार ऑइलचा साबणीकृत साबण संग्राहक म्हणून वापरला जातो. टार ऑइलचे साबणीकरण करण्यासाठी, अभिकर्मक तयार करताना त्यात सुमारे १०% सोडियम कार्बोनेट मिसळावे आणि ते गरम करून मिसळण्यासाठी साबणाचे गरम द्रावण तयार करावे.

5. पायसीकरण: अल्ट्रासोनिक पायसीकरण किंवा यांत्रिक ढवळण्याच्या साहाय्याने पायसीकरण साधता येते. पायसीकरणानंतर, फॅटी ॲसिड आणि डिझेल स्लरीमध्ये त्यांचे विखुरणे वाढवू शकतात, ज्यामुळे अभिकारकांची परिणामकारकता सुधारते. काही पायसीकरण करणारे घटक टाकल्याने परिणामकारकता आणखी वाढू शकते.

6. अम्लीकरण: कॅटायनिक कलेक्टर्स वापरताना, त्यांच्या कमी विद्राव्यतेमुळे, फ्लोटेशनसाठी पाण्यात विरघळण्यापूर्वी त्यांना हायड्रोक्लोरिक ऍसिड किंवा ऍसिटिक ऍसिडने पूर्व-उपचारित करणे आवश्यक आहे.

7. एरोसोल पद्धत: ही एक नवीन तयारीची पद्धत आहे जी अभिकारकांची क्रिया वाढवते. यामध्ये, अभिकारकांना थेट फ्लोटेशन टाकीत टाकण्यापूर्वी, हवेच्या माध्यमात त्यांचे एरोसोलमध्ये रूपांतर करण्यासाठी एका विशेष फवारणी उपकरणाचा वापर केला जातो, म्हणूनच याला "एरोसोल फ्लोटेशन पद्धत" असेही म्हटले जाते. ही पद्धत केवळ उपयुक्त खनिजांची तरंगण्याची क्षमताच सुधारत नाही, तर अभिकारकांचा वापरही लक्षणीयरीत्या कमी करते. उदाहरणार्थ, संग्राहकांची मात्रा नेहमीच्या प्रमाणाच्या केवळ एक-तृतीयांश ते एक-चतुर्थांश असू शकते, तर फ्रॉथरची मात्रा केवळ एक-पंचमांश असू शकते.

8. अभिकारकांवर विद्युत रासायनिक प्रक्रिया: फ्लोटेशन अभिकारकांवर रासायनिक प्रक्रिया करण्यासाठी द्रावणामधून थेट विद्युत प्रवाह पाठवला जातो, ज्यामुळे अभिकारकाची अवस्था, pH मूल्य आणि रेडॉक्स विभव बदलता येतो. परिणामी, सर्वात जास्त सक्रिय करणाऱ्या अभिकारक घटकांची संहती वाढते, कलिल तयार होण्यासाठीची क्रांतिकारक संहती वाढते आणि पाण्यातील कमी विद्राव्य अभिकारकांचे प्रकीर्णन सुधारते.

साधारणपणे, संग्राहक आणि फ्रदर १-२ मिनिटे ढवळले जातात, तर काही अभिकर्मक, जसे की पोटॅशियम डायक्रोमेट जे तांबे-शिसे वेगळे करताना शिसे दाबण्यासाठी वापरले जाते, त्यांना जास्त वेळ ढवळावे लागू शकते.

अभिकर्मक जोडण्याचे स्थान

फ्लोटेशन अभिकर्मकांची प्रभावीता वाढवण्यासाठी, शक्य तितक्या लवकर योग्य फ्लोटेशन वातावरण तयार करण्यासाठी बॉल मिलमध्ये अॅडजस्टिंग एजंट्स, इनहिबिटर आणि काही कलेक्टर्स (उदा. केरोसीन) जोडण्याची सामान्य पद्धत आहे. फ्लोटेशन प्रक्रियेच्या पहिल्या स्टिरिंग टँकमध्ये कलेक्टर आणि फ्रदर बहुतेक जोडले जातात. जर दोन स्टिरिंग टँक असतील तर पहिल्या टँकमध्ये अॅक्टिव्हेटर जोडावा, तर दुसऱ्या टँकमध्ये कलेक्टर आणि फ्रदर जोडावा. फ्लोटेशन मशीनमधील अभिकर्मकांच्या भूमिकेनुसार अॅडिशन पॉइंट्स बदलतात. उदाहरणार्थ, कॉपर सल्फेट, यलो मेडिसिन आणि पाइन ऑइल सामान्यतः खालील क्रमाने जोडले जातात: पहिल्या स्टिरिंग टँकच्या मध्यभागी कॉपर सल्फेट, दुसऱ्या टँकच्या मध्यभागी पिवळे औषध आणि दुसऱ्या स्टिरिंग टँकच्या आउटलेटवर पाइन ऑइल जोडले जाते. सर्वसाधारणपणे, फ्लोटेशन प्लांट्स प्रथम पीएच अॅडजस्टर जोडतात जेणेकरून स्लरी योग्य पीएचवर येईल आणि त्यानंतर कलेक्टर आणि इनहिबिटर अधिक प्रभावीपणे काम करू शकतील. अभिकर्मक जोडताना, अभिकर्मक अकार्यक्षमतेस कारणीभूत असलेल्या काही हानिकारक आयनांच्या समस्येची जाणीव असणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, हायड्राइड आयनांशी अभिक्रिया करणारे तांबे आयन हायड्राइड्सची अकार्यक्षमता निर्माण करू शकतात. तांबे-सल्फर पृथक्करणात, जर ढवळणाऱ्या टाकीमध्ये अनेक तांबे आयन असतील, तर सायनाइड ढवळणाऱ्या टाकीमध्ये जोडू नये परंतु पृथक्करण फ्लोटेशन प्रक्रियेदरम्यान थेट जोडले पाहिजे.

अभिकर्मक जोडणी क्रम

फ्लोटेशन प्लांट्समध्ये अभिकर्मक जोडण्याचा सामान्य क्रम खालीलप्रमाणे आहे: कच्च्या धातूंच्या फ्लोटेशनसाठी, ते pH समायोजक, इनहिबिटर किंवा अ‍ॅक्टिव्हेटर्स, फ्रॉथर्स आणि कलेक्टर्स असावेत; फ्लोटेशन दरम्यान रोखलेल्या खनिजांसाठी, अ‍ॅक्टिव्हेटर्स, कलेक्टर्स आणि फ्रॉथर्स असा क्रम असावा.

अभिकर्मक जोडण्याच्या पद्धती

अभिकर्मक जोडण्यासाठी साधारणपणे दोन पद्धती आहेत: केंद्रीकृत बेरीज आणि विखुरलेले बेरीज. बेरीज पद्धतीची निवड करताना अभिकर्मक प्रकार आणि अभिकर्मकांच्या कृती दोन्ही विचारात घेतल्या पाहिजेत.

१. केंद्रीकृत जोडणी: बहुतेक अभिकर्मक मध्यवर्ती पद्धतीने जोडले जातात; उदाहरणार्थ, संग्राहक, सक्रियक आणि प्रतिबंधक ढवळण्याच्या टाक्यांमध्ये जोडले जातात.

२. विखुरून मिसळणे: काही अभिकर्मक थेट फ्लोटेशन टाकीमध्ये टाकता येतात, आणि ही पद्धत सहसा बाष्पशील किंवा इतर अभिकर्मकांप्रति संवेदनशील असलेल्या अभिकर्मकांसाठी वापरली जाते. उदाहरणार्थ, जर फ्लोटेशन अभिकर्मकांमुळे एकमेकांवर हानिकारक परिणाम होत असतील (उदा. सक्रिय फ्लोटेशनवर अतिरिक्त सोडियम सल्फाइडचा नकारात्मक प्रभाव), तर अभिकर्मक थेट फ्लोटेशन मशीनमध्ये टाकता येतात.

निष्कर्ष

फ्लोटेशन अभिकर्मकांची योग्य निवड, तयारी, डोस आणि भर घालून, खनिज प्रक्रिया आणि भूगर्भीय विश्लेषण ऑप्टिमाइझ केले जाऊ शकते, ज्यामुळे चाचण्या आणि विश्लेषणांची अचूकता आणि कार्यक्षमता वाढते. या ऑपरेशनल टिप्सचा उद्देश प्रयोगशाळेतील तंत्रज्ञ आणि खाण अभियंत्यांना फ्लोटेशन अभिकर्मकांचा अधिक चांगल्या प्रकारे वापर करण्यास मदत करणे आहे, ज्यामुळे सुधारित ऑपरेशनल कार्यक्षमता आणि अधिक विश्वासार्ह परिणाम मिळतात.