Flotasyon reaktiflerinin kullanımında ustalaşın: mineral bileşiminin tespitinin doğruluğunu artırın

alanlarında Maden işleme ve jeolojik analizlerin doğru kullanımı Flotasyon reaktifleri mineral bileşimlerini doğru bir şekilde tespit etmek için çok önemlidir. Flotasyon, mineral yüzeylerinin fizikokimyasal özelliklerindeki farklılıklara dayanan, mineral ayırma ve zenginleştirme için yaygın olarak uygulanan bir fizikokimyasal işlemdir. Reaktifler eklenerek, mineral yüzeylerinin hidrofilikliği veya hidrofobisitesi ayarlanabilir ve bu da hedef minerallerin gangdan ayrılmasını sağlar.

Bu makalede, laboratuvar teknisyenlerinin ve maden mühendislerinin flotasyon sürecini optimize ederek test sonuçlarının doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini artırmalarına yardımcı olacak bir dizi pratik operasyonel ipucu tanıtılacaktır.

İlk olarak, flotasyon reaktiflerinin temel tipleriyle başlayalım:Koleksiyonerler, köpürtücüler, ve Düzenleyiciler. Her reaktif flotasyon sürecinde benzersiz bir rol oynar. Toplayıcılar minerallerin hidrofobisitesini artırarak hava kabarcıklarına tutunmalarını sağlar; köpürtücüler köpük tabakasının sabitlenmesine yardımcı olarak zenginleştirilmiş minerallerin bulamaçtan kolayca ayrılmasını sağlar; değiştiriciler bulamacın pH'ını veya iyonik gücünü ayarlamak için kullanılır ve mineral flotasyonu için en uygun koşulları yaratır.

Sürekli teknolojik gelişmelerle birlikte, flotasyon reaktiflerinin türleri ve uygulamaları da genişlemektedir. Bu reaktiflerin doğru seçimi ve kullanımı yalnızca Mineral geri kazanımı oranları ve dereceleri açısından önemli avantajlar sağlamanın yanı sıra çevre koruma ve maliyet kontrolü açısından da önemli faydalar sağlamaktadır.

Flotasyon Reaktifleri Nasıl Doğru Kullanılır?

Reaktif Türleri

Flotasyon tesislerinde kullanılan reaktif türleri cevher özellikleri, proses akışı ve istenen mineral ürün sayısı gibi faktörlere bağlıdır. Genellikle cevher seçicilik testleri veya yarı endüstriyel testler yoluyla belirlenirler.

Reaktifler, işlevlerine göre genel olarak üç ana türe ayrılabilir:

1. Köpürtücüler: Su-hava arayüzünde dağılan organik yüzey aktif maddeler. Mineralleri yüzdürebilen bir köpük tabakası oluşturmak için kullanılırlar. Yaygın köpürtücüler arasında çam yağı, kresilik asit ve alkoller bulunur.

2. Koleksiyoncular: İşlevleri, hedef mineralleri yakalamak, mineral yüzeylerinin hidrofobisitesini değiştirerek yüzen mineral parçacıklarının hava kabarcıklarına yapışmasını sağlamaktır. Toplayıcılar, yapılarına göre polar olmayan toplayıcılar, anyonik toplayıcılar ve katyonik toplayıcılar olarak ayrılabilir. Yaygın olarak kullanılan toplayıcılar arasında siyah ilaç, sarı ilaç, beyaz ilaç, yağ asitleri, yağ aminleri ve mineral yağlar bulunur.

3. Değiştiriciler: Değiştiriciler, mineral yüzeylerinin özelliklerini değiştiren ve mineraller ile toplayıcılar arasındaki etkileşimi etkileyen aktivatörler ve inhibitörleri içerir. Değiştiriciler ayrıca pH ayarlayıcıları ve toplayıcıların durumu gibi sulu ortamın kimyasal veya elektrokimyasal özelliklerini değiştirmek için kullanılan ajanları da içerir. Değiştirici türleri şunları içerir:

• pH Ayarlayıcılar: Kireç, sodyum karbonat, sülfürik asit, kükürt dioksit.

• Aktivatörler: Bakır sülfat, sodyum sülfür.

• İnhibitörleri: Kireç, sarı kan tuzu, sodyum sülfür, kükürt dioksit, sodyum siyanür, çinko sülfat, potasyum dikromat, su camı, tanen, çözünür kolloidler, nişasta, sentetik polimerler vb.

• Diğerleri: Islatıcılar, flotasyon maddeleri, çözücüler, vb.

Reaktif Dozajı

Flotasyon sırasında reaktiflerin dozajı kesin olmalıdır; yetersiz veya aşırı miktarlar mineral işleme göstergelerini etkileyebilir. Aşırı kullanım ayrıca işleme maliyetlerini artırabilir.

Reaktif Dozajı ile Flotasyon Göstergeleri Arasındaki İlişki:

• Yetersiz toplayıcı dozajı minerallerin yetersiz hidrofobisitesine yol açabilir ve geri kazanım oranlarını azaltabilir. Tersine, aşırı miktarlar konsantrenin kalitesini düşürebilir ve ayırma flotasyonunu karmaşıklaştırabilir.

• Yetersiz köpürtücü dozajı düşük köpük stabilitesine yol açabilirken, aşırı miktarları "taşma" olayına neden olabilir.

• Çok az aktivatör dozajı zayıf aktivasyona yol açabileceği gibi, çok fazlası da flotasyon işleminin seçiciliğini bozabilir.

• Yetersiz inhibitör dozajı Konsantrenin derecesini düşürebileceği gibi, aşırı miktarları da yüzmesi gereken mineralleri baskılayarak geri kazanım oranlarını düşürebilir.

Reaktif Hazırlama

Katı reaktifler kolay ekleme için sıvılara seyreltilir. Sarı ilaç, amin siyah ilacı, su camı, sodyum karbonat, bakır sülfat ve sodyum sülfür gibi suda çözünmeyen reaktifler, %2 ila %10 arasında değişen konsantrasyonlarda sulu çözeltiler olarak hazırlanmalıdır. Suda çözünmeyen reaktiflerin, doğrudan eklenebilen bazı amin toplayıcılar, No. 2 yağ, No. 31 siyah ilaç ve oleik asit gibi, ekleme için sulu bir çözelti olarak hazırlanmadan önce bir çözücüde çözülmesi gerekir. Önemli miktarlar gerektiren yüksek oranda çözünür reaktifler için, hazırlama konsantrasyonları genellikle %10 ila %20 arasında değişir, örneğin kullanım sırasında %15 oranında hazırlanan sodyum sülfür. Az çözünür reaktifler için, düşük konsantrasyonlu çözeltiler olarak hazırlanmadan önce bunları çözmek için organik çözücüler kullanılabilir.

Un seçimi reaktif hazırlama yöntem öncelikle reaktiflerin özelliklerine, ekleme yöntemine ve işlevlerine bağlıdır. Aynı reaktif, farklı hazırlama yöntemleri nedeniyle dozaj ve etkilerde önemli farklılıklara sahip olabilir. Genel olarak, yaygın hazırlama yöntemleri şunları içerir:

1. %2 ila %10'luk sulu çözeltinin hazırlanması: Çoğu suda çözünen reaktifler bu şekilde hazırlanır (örneğin; sarı ilaç, bakır sülfat, su camı).

2. Bir çözücüde çözünmesi: Bazı suda çözünmeyen reaktifler özel çözücülerde çözülebilir. Örneğin, beyaz ilaç suda çözünmez ancak %10 ila %20 anilin çözeltisinde çözülebilir ve anilin karışık çözeltisi hazırlandıktan sonra kullanılmalıdır. Benzer şekilde, anilin siyah ilacı suda çözünmez ancak sodyum hidroksit alkali çözeltisinde çözülebilir, bu nedenle flotasyon için bir anilin siyah ilacı çözeltisi oluşturmak üzere reaktif eklenmeden önce alkali bir sodyum hidroksit çözeltisi hazırlanmalıdır.

3. Süspansiyon veya emülsiyon olarak hazırlanması: Bazı zayıf çözünen katı reaktifler için, kullanım için emülsiyonlar olarak hazırlanabilir. Örneğin, kirecin suda çözünürlüğü çok düşüktür, bu nedenle ince bir şekilde toz haline getirilebilir ve sütlü bir süspansiyon oluşturmak için suyla karıştırılabilir (örneğin, kireç sütü) veya doğrudan kuru toz formunda bilyalı değirmene veya karıştırma tankına eklenebilir.

4. Sabunlaşma: Yağ asidi toplayıcıları için, sabunlaştırma en yaygın yöntemdir. Örneğin, hematit seçerken, parafin ve katran yağının sabunlaştırılmış sabunu toplayıcı olarak kullanılır. Katran yağını sabunlaştırmak için, reaktif hazırlanırken yaklaşık %10 sodyum karbonat eklenmeli ve ekleme için sıcak bir sabun çözeltisi oluşturmak üzere ısıtılmalıdır.

5. Emülsifiksyon: Emülsifikasyon, ultrasonik emülsifikasyon veya mekanik karıştırma kullanılarak elde edilebilir. Emülsifikasyondan sonra, yağ asitleri ve dizel, bulamaçtaki dağılımlarını artırarak reaktiflerin etkinliğini artırabilir. Bazı emülgatör ajanları eklemek etkinliği daha da artırabilir.

6. Asitleşme: Katyonik toplayıcılar kullanıldığında, çözünürlükleri düşük olduğundan, flotasyon için suda çözünmeden önce hidroklorik asit veya asetik asit ile ön işlemden geçirilmeleri gerekir.

7. Aerosol yöntemi: Bu, reaktiflerin etkisini artıran yeni bir hazırlama yöntemidir. Reaktifleri doğrudan flotasyon tankına eklemeden önce hava ortamında aerosolize etmek için özel bir püskürtme cihazı kullanmayı içerir, bu nedenle "aerosol flotasyon yöntemi" olarak da adlandırılır. Bu yöntem yalnızca yararlı minerallerin yüzdürülebilirliğini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda reaktif kullanımını da önemli ölçüde azaltır. Örneğin, toplayıcıların dozajı normal miktarın yalnızca üçte biri ila dörtte biri olabilirken, köpürtücü dozajı yalnızca beşte biri olabilir.

8. Reaktiflerin elektrokimyasal arıtımı: Flotasyon reaktiflerini kimyasal olarak işlemek için çözeltiye doğru akım geçirilir, bu da reaktifin durumunu, pH değerini ve redoks potansiyelini değiştirebilir, böylece en aktifleştirici reaktif bileşenlerinin konsantrasyonunu artırabilir, kolloidlerin oluşumu için kritik konsantrasyonu yükseltebilir ve suda az çözünen reaktiflerin dağılımını iyileştirebilir.

Genellikle toplayıcılar ve köpürtücüler 1-2 dakika karıştırılırken, bakır-kurşun ayrımında kurşunu bastırmak için kullanılan potasyum dikromat gibi bazı reaktiflerin daha uzun süre karıştırılması gerekebilir.

Reaktif Ekleme Yeri

Flotasyon reaktiflerinin etkinliğini en üst düzeye çıkarmak için genel uygulama, uygun bir flotasyon ortamını olabildiğince erken oluşturmak için bilyalı değirmene ayarlayıcı maddeler, inhibitörler ve bazı toplayıcılar (örneğin, gazyağı) eklemektir. Toplayıcılar ve köpürtücüler çoğunlukla flotasyon işleminin ilk karıştırma tankına eklenir. İki karıştırma tankı varsa, aktivatör ilk tanka, toplayıcı ve köpürtücü ise ikinci tanka eklenmelidir. Ekleme noktaları, flotasyon makinesindeki reaktiflerin rollerine göre değişir. Örneğin, bakır sülfat, sarı ilaç ve çam yağı genellikle şu sırayla eklenir: bakır sülfat ilk karıştırma tankının ortasına, sarı ilaç ikinci tankın ortasına ve çam yağı ikinci karıştırma tankının çıkışına eklenir. Genel olarak, flotasyon tesisleri, toplayıcı ve inhibitörün daha etkili çalışmasına izin vermeden önce, bulamacı uygun bir pH'a getirmek için önce pH ayarlayıcıları ekler. Reaktif eklerken, reaktif verimsizliğine neden olan belirli zararlı iyonların farkında olmak önemlidir. Örneğin, bakır iyonlarının hidrit iyonlarıyla reaksiyona girmesi hidritlerin verimsizliğine yol açabilir. Bakır-kükürt ayırmada, karıştırma tankında çok sayıda bakır iyonu varsa, siyanür karıştırma tankına eklenmemeli, ancak ayırma flotasyonu işlemi sırasında doğrudan eklenmelidir.

Reaktif Ekleme Sırası

Flotasyon tesislerinde reaktif ilavesinin tipik sırası şu şekildedir: Ham cevherlerin flotasyonu için pH ayarlayıcılar, inhibitörler veya aktivatörler, köpürtücüler ve toplayıcılar; flotasyon sırasında inhibe edilen mineraller için ise sıra aktivatörler, toplayıcılar ve köpürtücülerdir.

Reaktif Ekleme Yöntemleri

Reaktifleri eklemek için genellikle iki yöntem vardır: merkezi ekleme ve dağıtılmış ekleme. Ekleme yönteminin seçimi hem reaktif türlerini hem de reaktiflerin eylemlerini dikkate almalıdır.

1. Merkezi Ekleme: Çoğu reaktif merkezden eklenir; örneğin toplayıcılar, aktivatörler ve inhibitörler karıştırma tanklarına eklenir.

2. Dağınık Ekleme: Bazı reaktifler, genellikle uçucu veya diğer reaktiflere karşı hassas olan reaktiflere uygulanan flotasyon tankına doğrudan eklenebilir. Örneğin, flotasyon reaktifleri birbirleri üzerinde zararlı etkilere neden oluyorsa (örneğin, aktifleştirilmiş flotasyonda aşırı sodyum sülfürün olumsuz etkisi), reaktifler doğrudan flotasyon makinesine eklenebilir.

Sonuç

Flotasyon reaktiflerinin doğru seçimi, hazırlanması, dozajı ve eklenmesiyle mineral işleme ve jeolojik analiz optimize edilebilir, testlerin ve analizlerin doğruluğu ve verimliliği artırılabilir. Bu operasyonel ipuçları, laboratuvar teknisyenlerinin ve maden mühendislerinin flotasyon reaktiflerini daha iyi kullanmalarına yardımcı olmayı, böylece operasyonel verimliliğin ve daha güvenilir sonuçların iyileştirilmesini amaçlamaktadır.