Mestre bruken av flotasjonsreagenser: forbedre nøyaktigheten av mineralsammensetningsdeteksjon

Innen mineralforedling og geologisk analyse er riktig bruk av flotasjonsreagenser avgjørende for nøyaktig å detektere mineralsammensetninger. Flotasjon er en mye brukt fysisk-kjemisk prosess for mineralseparasjon og anrikning, som er avhengig av forskjeller i de fysisk-kjemiske egenskapene til mineraloverflater. Ved å tilsette reagenser kan hydrofilisiteten eller hydrofobisiteten til mineraloverflater justeres, noe som muliggjør separasjon av målmineraler fra gangstein.

Denne artikkelen vil introdusere en rekke praktiske driftstips for å hjelpe laboratorieteknikere og gruveingeniører med å optimalisere flotasjonsprosessen, og forbedre nøyaktigheten og repeterbarheten til testresultater.

La oss først starte med de grunnleggende typene flotasjonsreagenser – samlere , skummere og modifikatorer . Hvert reagens spiller en unik rolle i flotasjonsprosessen. Samlere forbedrer hydrofobisiteten til mineraler og fremmer deres feste til luftbobler. Skummere bidrar til å stabilisere skumlaget, slik at berikede mineraler enkelt kan skilles fra slammet. Modifikatorer brukes til å justere pH-verdien eller ionestyrken til slammet, noe som skaper optimale forhold for mineralflotasjon.

Med kontinuerlige teknologiske fremskritt utvides også typene og bruksområdene for flotasjonsreagenser. Riktig valg og bruk av disse reagensene kan ikke bare forbedre mineralutvinningsgraden og -kvaliteten, men også gi betydelige fordeler når det gjelder miljøvern og kostnadskontroll.

Hvordan bruke flytereagenser riktig?

Typer reagenser

Hvilke typer reagenser som brukes i flotasjonsanlegg avhenger av faktorer som malmegenskaper, prosessflyt og antall ønskede mineralprodukter. Vanligvis bestemmes de gjennom malmselektivitetstester eller semi-industrielle tester.

Reagenser kan grovt kategoriseres i tre hovedtyper basert på deres funksjoner:

1. Skummere: Organiske overflateaktive stoffer som fordeler seg ved vann-luft-grensesnittet. De brukes til å generere et skumlag som kan få mineralene til å flyte. Vanlige skummere inkluderer furuolje, kresylsyre og alkoholer.

2. Samlere: Deres funksjon er å fange opp målmineraler, og endre hydrofobisiteten til mineraloverflater slik at flytende mineralpartikler kan feste seg til luftbobler. Basert på deres natur kan samlere deles inn i ikke-polare samlere, anioniske samlere og kationiske samlere. Vanlig brukte samlere inkluderer svart medisin, gul medisin, hvit medisin, fettsyrer, fettaminer og mineraloljer.

3. Modifikatorer: Modifikatorer inkluderer aktivatorer og inhibitorer, som endrer egenskapene til mineraloverflater og påvirker samspillet mellom mineraler og samlere. Modifikatorer inkluderer også midler som brukes til å endre de kjemiske eller elektrokjemiske egenskapene til det vandige mediet, for eksempel pH-justerere og tilstanden til samlere. Typer modifikatorer inkluderer:

• pH-justerere: Kalk, natriumkarbonat, svovelsyre, svoveldioksid.

• Aktivatorer: Kobbersulfat, natriumsulfid.

• Inhibitorer: Kalk, gult blodsalt, natriumsulfid, svoveldioksid, natriumcyanid, sinksulfat, kaliumdikromat, vannglass, tannin, løselige kolloider, stivelse, syntetiske polymerer, etc.

• Andre: Fuktemidler, flotasjonsmidler, løsemidler osv.

Reagensdosering

Doseringen av reagenser under flotasjon må være nøyaktig; utilstrekkelige eller overdrevne mengder kan påvirke mineralbehandlingsindikatorer. Overdreven bruk kan også øke prosesseringskostnadene.

Forholdet mellom reagensdosering og flotasjonsindikatorer:

• Utilstrekkelig kollektordosering kan føre til utilstrekkelig hydrofobisitet av mineralene, noe som reduserer utvinningsgraden. Omvendt kan for store mengder redusere kvaliteten på konsentratet og komplisere separasjonsflotasjonen.

• Utilstrekkelig dosering av skum kan føre til dårlig skumstabilitet, mens for store mengder kan forårsake "overløpsfenomener".

• For liten aktivatordosering kan føre til dårlig aktivering, mens for mye kan forstyrre selektiviteten til flotasjonsprosessen.

• Utilstrekkelig inhibitordosering kan senke konsentratet, mens for store mengder kan undertrykke mineralene som burde flyte, noe som reduserer utvinningsgraden.

Reagensforberedelse

Faste reagenser fortynnes i væsker for enkel tilsetning. Vannuløselige reagenser som gul medisin, aminsvart medisin, vannglass, natriumkarbonat, kobbersulfat og natriumsulfid bør fremstilles som vandige løsninger med konsentrasjoner fra 2 % til 10 %. Vannuløselige reagenser må løses opp i et løsemiddel før de tilberedes som en vandig løsning for tilsetning, for eksempel noen aminsamlere som kan tilsettes direkte, som olje nr. 2, svart medisin nr. 31 og oljesyre. For svært løselige reagenser som krever betydelige mengder, varierer preparatkonsentrasjoner vanligvis fra 10 % til 20 %, for eksempel natriumsulfid, som tilberedes ved 15 % under bruk. For lite løselige reagenser kan organiske løsningsmidler brukes til å løse dem opp før de tilberedes som lavkonsentrasjonsløsninger.

Valg av reagenstilberedningsmetode avhenger først og fremst av reagensenes egenskaper, tilsetningsmetoden og deres funksjoner. Det samme reagenset kan ha betydelige forskjeller i dosering og effekter på grunn av forskjellige tilberedningsmetoder. Vanlige tilberedningsmetoder inkluderer generelt:

1. Tilberedning av en 2 % til 10 % vandig løsning: De fleste vannløselige reagenser tilberedes på denne måten (f.eks. gul medisin, kobbersulfat, vannglass).

2. Oppløsning i et løsemiddel: Noen vannuløselige reagenser kan løses opp i spesielle løsemidler. For eksempel er hvit medisin ikke vannløselig, men kan løses opp i en 10 % til 20 % anilinløsning, og må brukes etter at en blandet anilinløsning er tilberedt. På samme måte er anilinsvart medisin ikke vannløselig, men kan løses opp i en alkalisk natriumhydroksidløsning, så en alkalisk natriumhydroksidløsning må først tilberedes før reagenset tilsettes for å lage en anilinsvart medisinløsning for flotasjon.

3. Tilberedning som suspensjon eller emulsjon: Noen dårlig løselige faste reagenser kan fremstilles som emulsjoner for bruk. Kalk har for eksempel svært lav løselighet i vann, så den kan finmales til pulver og blandes med vann for å lage en melkeaktig suspensjon (f.eks. kalkmelk), eller den kan tilsettes direkte i tørrpulverform i kulemøllen eller røretanken.

4. Forsåpning: For fettsyreoppsamlere er forsåpning den vanligste metoden. For eksempel, når man velger hematitt, brukes forsåpning av parafin og tjæreolje som oppsamler. For å forsåpning av tjæreolje bør omtrent 10 % natriumkarbonat tilsettes når reagenset tilberedes, og varmes opp for å lage en varm såpeløsning for tilsetning.

5. Emulgering: Emulgering kan oppnås ved hjelp av ultralydsemulgering eller mekanisk omrøring. Etter emulgering kan fettsyrer og diesel forbedre dispergeringen i oppslemmingen, noe som forbedrer reagensenes effektivitet. Tilsetning av noen emulgeringsmidler kan ytterligere forbedre effektiviteten.

6. Syrning: Ved bruk av kationiske samlere må de, på grunn av deres dårlige løselighet, forbehandles med saltsyre eller eddiksyre før de kan løses opp i vann for flotasjon.

7. Aerosolmetode: Dette er en ny tilberedningsmetode som forbedrer virkningen av reagenser. Den innebærer bruk av en spesiell sprøyteanordning for å aerosolisere reagensene i et luftmedium før de tilsettes direkte til flotasjonstanken, derav også referert til som "aerosolflotasjonsmetode". Denne metoden forbedrer ikke bare flyteevnen til nyttige mineraler, men reduserer også reagensforbruket betydelig. For eksempel kan doseringen av samlere bare være en tredjedel til en fjerdedel av den vanlige mengden, mens skumdoseringen bare kan være en femtedel.

8. Elektrokjemisk behandling av reagenser: Likestrøm føres gjennom løsningen for å kjemisk behandle flotasjonsreagenser, noe som kan endre reagentets tilstand, pH-verdi og redokspotensial, og dermed øke konsentrasjonen av de mest aktiverende reagenskomponentene, heve den kritiske konsentrasjonen for dannelse av kolloider og forbedre dispersjonen av dårlig løselige reagenser i vann.

Vanligvis omrøres samlere og skummer i 1-2 minutter, mens noen reagenser, som kaliumdikromat som brukes til å undertrykke bly i kobber-bly-separasjon, kan kreve lengre omrøring.

Plassering for reagenstilsetning

For å maksimere effektiviteten til flotasjonsreagenser, er den generelle praksisen å legge til justeringsmidler, inhibitorer og noen oppsamlere (f.eks. parafin) i kulemøllen for å skape et passende flotasjonsmiljø så tidlig som mulig. Oppsamlere og skummere tilsettes for det meste i den første røretanken i flotasjonsprosessen. Hvis det er to røretanker, skal aktivatoren tilsettes i den første tanken, mens oppsamleren og skummeren skal tilsettes i den andre tanken. Tilsetningspunktene varierer basert på rollene til reagensene i flotasjonsmaskinen. For eksempel tilsettes kobbersulfat, gul medisin og furuolje vanligvis i følgende rekkefølge: kobbersulfat tilsettes i midten av den første røretanken, gul medisin i midten av den andre tanken, og furuolje ved utløpet av den andre røretanken. Generelt sett legger flotasjonsanlegg først til pH-justeringer for å bringe slurryen til en passende pH før de lar oppsamleren og inhibitoren virke mer effektivt. Når du legger til reagenser, er det viktig å være klar over problemet med visse skadelige ioner som forårsaker reagensineffektivitet. For eksempel kan kobberioner som reagerer med hydridioner føre til ineffektivitet av hydrider. Ved kobber-svovel-separasjon, hvis det er mange kobberioner i røretanken, bør cyanid ikke tilsettes røretanken, men bør tilsettes direkte under separasjonsflotasjonsprosessen.

Reagenstilsetningsbestilling

Den typiske rekkefølgen for reagenstilsetning i flotasjonsanlegg er som følger: for flotasjon av rå malm bør det være pH-justerende midler, inhibitorer eller aktivatorer, skummere og samlere; for mineraler som har blitt hemmet under flotasjon, er rekkefølgen aktivatorer, samlere og skummere.

Metoder for tilsetning av reagenser

Det er generelt to metoder for å tilsette reagenser: sentralisert tilsetning og dispergert tilsetning. Valget av tilsetningsmetode bør ta hensyn til både reagenstypene og reagensens handlinger.

1. Sentralisert tilsetning: De fleste reagenser tilsettes sentralt; for eksempel tilsettes samlere, aktivatorer og inhibitorer til omrøringstankene.

2. Dispergert tilsetning: Noen reagenser kan tilsettes direkte i flotasjonstanken, noe som ofte brukes på reagenser som er flyktige eller følsomme for andre reagenser. Hvis for eksempel flotasjonsreagensene forårsaker skadelige effekter på hverandre (f.eks. negativ påvirkning av overflødig natriumsulfid på aktivert flotasjon), kan reagensene tilsettes direkte i flotasjonsmaskinen.

Konklusjon

Gjennom riktig valg, klargjøring, dosering og tilsetning av flotasjonsreagenser kan mineralbehandling og geologisk analyse optimaliseres, noe som øker nøyaktigheten og effektiviteten til tester og analyser. Disse driftstipsene tar sikte på å hjelpe laboratorieteknikere og gruveingeniører med å utnytte flotasjonsreagenser bedre, noe som fører til forbedret driftseffektivitet og mer pålitelige resultater.