Kuasai penggunaan reagen pengapungan: tingkatkan ketepatan pengesanan komposisi mineral

Dalam bidang pemprosesan Mineral dan analisis geologi, penggunaan reagen Pengapungan yang betul adalah penting untuk mengesan komposisi mineral dengan tepat. Pengapungan ialah proses fizikokimia yang digunakan secara meluas untuk pemisahan dan pengayaan mineral, bergantung pada perbezaan dalam sifat fizikokimia permukaan mineral. Dengan menambah reagen, hidrofilik atau hidrofobisiti permukaan mineral boleh diselaraskan, membolehkan pemisahan mineral sasaran daripada gangue.

Artikel ini akan memperkenalkan satu siri petua operasi praktikal untuk membantu juruteknik makmal dan jurutera perlombongan mengoptimumkan proses pengapungan, meningkatkan ketepatan dan kebolehulangan keputusan ujian.

Pertama, mari kita mulakan dengan jenis asas reagen pengapungan— Pengumpul , Pembuih dan Pengubah Suai . Setiap reagen memainkan peranan unik dalam proses pengapungan. Pengumpul meningkatkan hidrofobisiti mineral, menggalakkan pelekatannya pada gelembung udara; pembuih membantu menstabilkan lapisan buih, membolehkan mineral yang diperkaya dipisahkan dengan mudah daripada buburan; pengubah suai digunakan untuk melaraskan pH atau kekuatan ionik buburan, mewujudkan keadaan optimum untuk pengapungan mineral.

Dengan kemajuan teknologi yang berterusan, jenis dan aplikasi reagen pengapungan juga semakin berkembang. Pemilihan dan penggunaan reagen yang betul bukan sahaja dapat meningkatkan kadar dan gred pemulihan Mineral tetapi juga membawa manfaat yang ketara dari segi perlindungan alam sekitar dan kawalan kos.

Bagaimana Menggunakan Reagen Pengapungan Dengan Betul?

Jenis-jenis Reagen

Jenis reagen yang digunakan dalam loji pengapungan bergantung kepada faktor seperti sifat bijih, aliran proses, dan bilangan produk mineral yang dikehendaki. Secara amnya, ia ditentukan melalui ujian selektiviti bijih atau ujian separa industri.

Reagen secara meluas boleh dikategorikan kepada tiga jenis utama berdasarkan fungsinya:

1. Bahan pembuih: Surfaktan organik yang tersebar di antara muka air-udara. Ia digunakan untuk menghasilkan lapisan buih yang boleh mengapungkan mineral. Bahan pembuih biasa termasuk minyak pain, asid kresilik dan alkohol.

2. Pengumpul: Fungsinya adalah untuk menangkap mineral sasaran, mengubah hidrofobisiti permukaan mineral untuk membolehkan zarah mineral terapung melekat pada gelembung udara. Berdasarkan sifatnya, pengumpul boleh dibahagikan kepada pengumpul bukan kutub, pengumpul anionik dan pengumpul kationik. Pengumpul yang biasa digunakan termasuk ubat hitam, ubat kuning, ubat putih, asid lemak, amina lemak dan minyak mineral.

3. Pengubah Suai: Pengubah suai termasuk pengaktif dan perencat, yang mengubah sifat permukaan mineral, mempengaruhi interaksi antara mineral dan pengumpul. Pengubah suai juga termasuk agen yang digunakan untuk mengubah sifat kimia atau elektrokimia medium akueus, seperti pelaras pH dan keadaan pengumpul. Jenis pengubah suai termasuk:

• Pelaras pH: Kapur, natrium karbonat, asid sulfurik, sulfur dioksida.

• Pengaktif: Kuprum sulfat, natrium sulfida.

• Perencat: Limau nipis, garam darah kuning, natrium sulfida, sulfur dioksida, natrium sianida, zink sulfat, kalium dikromat, kaca air, tanin, koloid larut, kanji, polimer sintetik, dsb.

• Lain-lain: Agen pembasah, agen pengapungan, pelarut, dsb.

Dos Reagen

Dos reagen semasa pengapungan mestilah tepat; jumlah yang tidak mencukupi atau berlebihan boleh menjejaskan penunjuk pemprosesan mineral. Penggunaan yang berlebihan juga boleh meningkatkan kos pemprosesan.

Hubungan Antara Dos Reagen dan Penunjuk Pengapungan:

• Dos pengumpul yang tidak mencukupi boleh menyebabkan hidrofobisiti mineral yang tidak mencukupi, sekali gus mengurangkan kadar pemulihan. Sebaliknya, jumlah yang berlebihan boleh menurunkan kualiti konsentrat dan merumitkan pengapungan pemisahan.

• Dos pembuih yang tidak mencukupi boleh menyebabkan kestabilan buih yang lemah, manakala jumlah yang berlebihan boleh menyebabkan fenomena "limpahan".

• Dos pengaktif yang terlalu sedikit boleh menyebabkan pengaktifan yang lemah, manakala dos yang terlalu banyak boleh mengganggu selektiviti proses pengapungan.

• Dos perencat yang tidak mencukupi boleh menurunkan gred pekatan, manakala jumlah yang berlebihan boleh menyekat mineral yang sepatutnya terapung, lalu mengurangkan kadar pemulihan.

Penyediaan Reagen

Reagen pepejal dicairkan ke dalam cecair untuk penambahan mudah. Reagen tidak larut air seperti ubat kuning, ubat hitam amina, gelas air, natrium karbonat, kuprum sulfat, dan natrium sulfida perlu disediakan sebagai larutan akueus dengan kepekatan antara 2% hingga 10%. Reagen tidak larut air perlu dilarutkan dalam pelarut sebelum disediakan sebagai larutan akueus untuk penambahan, seperti beberapa pengumpul amina yang boleh ditambah terus, seperti minyak No. 2, ubat hitam No. 31, dan asid oleik. Untuk reagen sangat larut yang memerlukan kuantiti yang ketara, kepekatan penyediaan biasanya berkisar antara 10% hingga 20%, seperti natrium sulfida, yang disediakan pada 15% semasa digunakan. Untuk reagen yang kurang larut, pelarut organik boleh digunakan untuk melarutkannya sebelum menyediakannya sebagai larutan kepekatan rendah.

Pemilihan kaedah penyediaan Reagen bergantung terutamanya pada sifat-sifat reagen, kaedah penambahan, dan fungsinya. Reagen yang sama boleh mempunyai perbezaan dos dan kesan yang ketara disebabkan oleh kaedah penyediaan yang berbeza. Secara amnya, kaedah penyediaan yang biasa termasuk:

1. Menyediakan larutan akueus 2% hingga 10%: Kebanyakan reagen larut air disediakan dengan cara ini (contohnya, ubat kuning, kuprum sulfat, gelas air).

2. Larut dalam pelarut: Sesetengah reagen yang tidak larut dalam air boleh dilarutkan dalam pelarut khas. Contohnya, ubat putih tidak larut dalam air tetapi boleh dilarutkan dalam larutan anilin 10% hingga 20%, dan mesti digunakan selepas menyediakan larutan campuran anilin. Begitu juga, ubat hitam anilin tidak larut dalam air tetapi boleh larut dalam larutan alkali natrium hidroksida, jadi larutan natrium hidroksida alkali mesti disediakan terlebih dahulu sebelum menambah reagen untuk menghasilkan larutan ubat hitam anilin untuk pengapungan.

3. Penyediaan sebagai suspensi atau emulsi: Bagi sesetengah reagen pepejal yang sukar larut, ia boleh disediakan sebagai emulsi untuk digunakan. Contohnya, kapur mempunyai kelarutan yang sangat rendah dalam air, jadi ia boleh dikisar halus menjadi serbuk dan dicampurkan dengan air untuk menghasilkan suspensi seperti susu (contohnya, susu kapur), atau ia boleh ditambah terus dalam bentuk serbuk kering ke dalam kilang bebola atau tangki pengacau.

4. Penyabunan: Bagi pengumpul asid lemak, penyabunan adalah kaedah yang paling biasa. Contohnya, apabila memilih hematit, sabun parafin dan minyak tar yang disabunkan digunakan sebagai pengumpul. Untuk menyabunkan minyak tar, kira-kira 10% natrium karbonat perlu ditambah semasa menyediakan reagen, dan dipanaskan untuk menghasilkan larutan sabun panas untuk penambahan.

5. Pengemulsian: Pengemulsian boleh dicapai menggunakan pengemulsian ultrasonik atau pengadukan mekanikal. Selepas pengemulsian, asid lemak dan diesel boleh meningkatkan penyebarannya dalam buburan, sekali gus meningkatkan keberkesanan reagen. Menambah beberapa agen pengemulsi boleh meningkatkan lagi keberkesanannya.

6. Pengasidan: Apabila menggunakan pengumpul kationik, disebabkan keterlarutannya yang rendah, ia mesti dirawat terlebih dahulu dengan asid hidroklorik atau asid asetik sebelum ia boleh larut dalam air untuk pengapungan.

7. Kaedah aerosol: Ini merupakan kaedah penyediaan baharu yang meningkatkan tindakan reagen. Ia melibatkan penggunaan peranti penyembur khas untuk mengaerosolkan reagen dalam medium udara sebelum menambahkannya terus ke dalam tangki pengapungan, justeru juga dirujuk sebagai "kaedah pengapungan aerosol." Kaedah ini bukan sahaja meningkatkan kebolehapungan mineral berguna tetapi juga mengurangkan penggunaan reagen dengan ketara. Contohnya, dos pengumpul hanya boleh menjadi satu pertiga hingga satu perempat daripada jumlah biasa, manakala dos pembuih hanya boleh menjadi satu perlima.

8. Rawatan elektrokimia reagen: Arus terus dialirkan melalui larutan untuk merawat reagen pengapungan secara kimia, yang boleh mengubah keadaan reagen, nilai pH dan potensi redoks, sekali gus meningkatkan kepekatan komponen reagen yang paling aktif, meningkatkan kepekatan kritikal untuk membentuk koloid dan meningkatkan penyebaran reagen yang kurang larut dalam air.

Secara amnya, pengumpul dan pembuih dikacau selama 1-2 minit, manakala sesetengah reagen, seperti kalium dikromat yang digunakan untuk menyekat plumbum dalam pengasingan tembaga-plumbum, mungkin memerlukan kacau yang lebih lama.

Lokasi Penambahan Reagen

Untuk memaksimumkan keberkesanan reagen pengapungan, amalan umum adalah menambah agen penyelaras, perencat, dan beberapa pengumpul (cth, minyak tanah) dalam kilang bebola untuk mewujudkan persekitaran pengapungan yang sesuai seawal mungkin. Pengumpul dan frother kebanyakannya ditambah dalam tangki kacau pertama proses pengapungan. Jika terdapat dua tangki kacau, pengaktif perlu ditambah dalam tangki pertama, manakala pengumpul dan frother perlu ditambah dalam tangki kedua. Titik tambahan berbeza-beza berdasarkan peranan reagen dalam mesin pengapungan. Sebagai contoh, kuprum sulfat, ubat kuning dan minyak pain biasanya ditambah dalam susunan berikut: kuprum sulfat ditambah di tengah tangki kacau pertama, ubat kuning di tengah tangki kedua, dan minyak pain di alur keluar tangki kacau kedua. Secara umum, loji pengapungan terlebih dahulu menambah pelaras pH untuk membawa buburan ke pH yang sesuai sebelum membenarkan pengumpul dan perencat berfungsi dengan lebih berkesan. Apabila menambah reagen, adalah penting untuk mengetahui isu ion berbahaya tertentu yang menyebabkan ketidakcekapan reagen. Sebagai contoh, ion kuprum bertindak balas dengan ion hidrida boleh menyebabkan ketidakcekapan hidrida. Dalam pengasingan kuprum-sulfur, jika terdapat banyak ion kuprum dalam tangki kacau, sianida tidak boleh ditambah ke dalam tangki kacau tetapi harus ditambah terus semasa proses pengapungan pengasingan.

Perintah Penambahan Reagen

Susunan biasa penambahan reagen dalam loji pengapungan adalah seperti berikut: untuk pengapungan bijih mentah, ia mestilah pelaras pH, perencat atau pengaktif, pembuih dan pengumpul; untuk mineral yang telah dihalang semasa pengapungan, perintahnya adalah pengaktif, pengumpul, dan frother.

Kaedah Penambahan Reagen

Secara amnya terdapat dua kaedah untuk menambah reagen: penambahan berpusat dan penambahan tersebar. Pilihan kaedah penambahan harus mempertimbangkan kedua-dua jenis reagen dan tindakan reagen.

1. Penambahan Berpusat: Kebanyakan reagen ditambah secara berpusat; contohnya, pengumpul, pengaktif dan perencat ditambah ke dalam tangki pengadukan.

2. Penambahan Tersebar: Sesetengah reagen boleh ditambah terus ke dalam tangki pengapungan, yang sering digunakan pada reagen yang meruap atau sensitif terhadap reagen lain. Contohnya, jika reagen pengapungan menyebabkan kesan buruk antara satu sama lain (contohnya, pengaruh negatif natrium sulfida berlebihan pada pengapungan yang diaktifkan), reagen boleh ditambah terus ke dalam mesin pengapungan.

Kesimpulan

Melalui pemilihan, penyediaan, dos dan penambahan reagen pengapungan yang betul, pemprosesan mineral dan analisis geologi boleh dioptimumkan, meningkatkan ketepatan dan kecekapan ujian dan analisis. Petua operasi ini bertujuan untuk membantu juruteknik makmal dan jurutera perlombongan dalam menggunakan reagen pengapungan dengan lebih baik, yang membawa kepada kecekapan operasi yang lebih baik dan hasil yang lebih dipercayai.