Pengapungandalam Pemberkatan
Flotasi memaksimalkan nilai bijih dengan cara memisahkan mineral berharga dari mineral pengotor dalam proses pengolahan mineral melalui perbedaan fisik dan kimia. Baik itu logam non-ferrous, logam ferrous, atau mineral non-logam, flotasi memainkan peran penting dalam menyediakan bahan baku berkualitas tinggi.
1. Metode Flotasi
(1) Flotasi Langsung
Flotasi langsung mengacu pada penyaringan mineral berharga dari bubur dengan cara membiarkan mineral tersebut menempel pada gelembung udara dan mengapung ke permukaan, sementara mineral pengotor tetap berada dalam bubur. Metode ini sangat penting dalam pengolahan logam nonferrous. Misalnya, pengolahan bijih mencapai tahap flotasi setelah melalui penghancuran dan penggilingan dalam pengolahan bijih tembaga, di mana kolektor anionik spesifik dimasukkan untuk mengubah hidrofobisitas dan membiarkannya terserap pada permukaan mineral tembaga. Kemudian partikel tembaga hidrofobik menempel pada gelembung udara dan naik, membentuk lapisan busa yang kaya akan tembaga. Busa ini dikumpulkan dalam konsentrasi awal mineral tembaga, yang berfungsi sebagai bahan baku bermutu tinggi untuk pemurnian lebih lanjut.
(2) Flotasi Terbalik
Flotasi terbalik melibatkan pengapungan mineral pengotor sementara mineral berharga tetap berada dalam bubur. Misalnya, dalam pengolahan bijih besi dengan pengotor kuarsa, kolektor anionik atau kationik digunakan untuk mengubah lingkungan kimia bubur. Hal ini mengubah sifat hidrofilik kuarsa menjadi hidrofobik, memungkinkan kuarsa menempel pada gelembung udara dan mengapung.
(3) Flotasi Preferensial
Ketika bijih mengandung dua atau lebih komponen berharga, flotasi preferensial memisahkan komponen-komponen tersebut secara berurutan berdasarkan faktor-faktor seperti aktivitas mineral dan nilai ekonomi. Proses flotasi bertahap ini memastikan setiap mineral berharga diperoleh kembali dengan kemurnian dan tingkat pemulihan yang tinggi, sehingga memaksimalkan pemanfaatan sumber daya.
(4) Flotasi Massal
Flotasi massal memperlakukan beberapa mineral berharga secara keseluruhan, mengapungkannya bersama-sama untuk mendapatkan konsentrat campuran, diikuti dengan pemisahan selanjutnya. Misalnya, dalam pengolahan bijih tembaga-nikel, di mana mineral tembaga dan nikel berasosiasi erat, flotasi massal menggunakan reagen seperti xantat atau tiol memungkinkan flotasi simultan mineral tembaga dan nikel sulfida, membentuk konsentrat campuran. Proses pemisahan kompleks selanjutnya, seperti menggunakan reagen kapur dan sianida, mengisolasi konsentrat tembaga dan nikel dengan kemurnian tinggi. Pendekatan "kumpulkan dulu, pisahkan kemudian" ini meminimalkan kehilangan mineral berharga pada tahap awal dan secara signifikan meningkatkan tingkat pemulihan keseluruhan untuk bijih kompleks.
2. Proses Flotasi: Penjelasan Langkah demi Langkah yang Tepat
(1) Proses Flotasi Bertahap: Pemurnian Inkremental
Dalam flotasi, flotasi bertahap memandu pemrosesan bijih kompleks dengan membagi proses flotasi menjadi beberapa tahapan.
Sebagai contoh, dalam proses flotasi dua tahap, bijih mengalami penggilingan kasar, yang sebagian membebaskan mineral berharga. Tahap flotasi pertama memulihkan mineral yang telah dibebaskan ini sebagai konsentrat awal. Partikel yang tersisa dan belum terbebaskan kemudian diproses ke tahap penggilingan kedua untuk pengurangan ukuran lebih lanjut, diikuti oleh tahap flotasi kedua. Hal ini memastikan mineral berharga yang tersisa terpisah secara menyeluruh dan digabungkan dengan konsentrat tahap pertama. Metode ini mencegah penggilingan berlebihan pada tahap awal, mengurangi pemborosan sumber daya, dan meningkatkan presisi flotasi.
Untuk bijih yang lebih kompleks, seperti bijih yang mengandung banyak logam langka dengan struktur kristal yang terikat erat, proses flotasi tiga tahap dapat digunakan. Langkah penggilingan dan flotasi yang bergantian memungkinkan penyaringan yang cermat dan memastikan setiap mineral berharga diekstraksi dengan kemurnian dan tingkat pemulihan maksimum, sehingga meletakkan dasar yang kuat untuk pemrosesan lebih lanjut.
3. Faktor-faktor Kunci dalam Flotasi
(1) Nilai pH: Keseimbangan Halus Keasaman Slurry
Nilai pH bubur mineral memainkan peran penting dalam flotasi, sangat memengaruhi sifat permukaan mineral dan kinerja reagen. Ketika pH berada di atas titik isoelektrik mineral, permukaannya menjadi bermuatan negatif; di bawahnya, permukaannya bermuatan positif. Perubahan muatan permukaan ini menentukan interaksi adsorpsi antara mineral dan reagen, mirip dengan daya tarik atau tolak magnet.
Sebagai contoh, dalam kondisi asam, mineral sulfida mendapat manfaat dari peningkatan aktivitas kolektor, sehingga memudahkan penangkapan mineral sulfida target. Sebaliknya, kondisi basa memfasilitasi flotasi mineral oksida dengan memodifikasi sifat permukaannya untuk meningkatkan afinitas reagen.
Mineral yang berbeda membutuhkan tingkat pH spesifik untuk flotasi, sehingga memerlukan kontrol yang tepat. Misalnya, dalam flotasi campuran kuarsa dan kalsit, kuarsa dapat di-flotasi secara lebih disukai dengan menyesuaikan pH bubur menjadi 2-3 dan menggunakan kolektor berbasis amina. Sebaliknya, flotasi kalsit lebih disukai dalam kondisi basa dengan kolektor berbasis asam lemak. Penyesuaian pH yang tepat ini merupakan kunci untuk mencapai pemisahan mineral yang efisien.
(2) Rezim Reagen
Rezim reagen mengatur proses flotasi, meliputi pemilihan, dosis, persiapan, dan penambahan reagen. Reagen secara selektif terserap ke permukaan mineral target, mengubah hidrofobisitasnya.
Zat pembuih menstabilkan gelembung dalam bubur dan memfasilitasi flotasi partikel hidrofobik. Zat pembuih umum meliputi minyak pinus dan minyak kresol, yang membentuk gelembung stabil dan berukuran baik untuk penempelan partikel.
Zat pengubah mengaktifkan atau menghambat sifat permukaan mineral dan menyesuaikan kondisi kimia atau elektrokimia dari bubur.
Dosis reagen memerlukan ketelitian—jumlah yang tidak mencukupi mengurangi hidrofobisitas, menurunkan tingkat perolehan kembali, sementara jumlah yang berlebihan membuang reagen, meningkatkan biaya, dan mengurangi kualitas konsentrat. Perangkat cerdas sepertipengukur konsentrasi onlinedapat mewujudkan kontrol yang akurat terhadap dosis reagen.
Waktu dan metode penambahan reagen juga sangat penting. Pengatur, penekan, dan beberapa pengumpul sering ditambahkan selama penggilingan untuk mempersiapkan lingkungan kimia bubur sejak dini. Pengumpul dan pembentuk busa biasanya ditambahkan di tangki flotasi pertama untuk memaksimalkan efektivitasnya pada saat-saat kritis.
(3) Tingkat Aerasi
Laju aerasi menciptakan kondisi optimal untuk pelekatan gelembung mineral, menjadikannya faktor yang sangat penting dalam flotasi. Aerasi yang tidak mencukupi mengakibatkan terlalu sedikit gelembung, mengurangi peluang tumbukan dan pelekatan, sehingga menurunkan kinerja flotasi. Aerasi yang berlebihan menyebabkan turbulensi yang berlebihan, menyebabkan gelembung pecah dan melepaskan partikel yang menempel, sehingga mengurangi efisiensi.
Para insinyur menggunakan metode seperti pengumpulan gas atau pengukuran aliran udara berbasis anemometer untuk menyempurnakan laju aerasi. Untuk partikel kasar, peningkatan aerasi untuk menghasilkan gelembung yang lebih besar meningkatkan efisiensi flotasi. Untuk partikel halus atau yang mudah mengapung, penyesuaian yang cermat memastikan flotasi yang stabil dan efektif.
(4) Waktu Mengapung
Waktu flotasi merupakan keseimbangan yang rumit antara kadar konsentrat dan tingkat perolehan, yang membutuhkan kalibrasi yang tepat. Pada tahap awal, mineral berharga dengan cepat menempel pada gelembung, sehingga menghasilkan tingkat perolehan dan kadar konsentrat yang tinggi.
Seiring waktu, ketika lebih banyak mineral berharga diendapkan, mineral pengotor juga dapat naik, sehingga mengurangi kemurnian konsentrat. Untuk bijih sederhana dengan mineral berbutir kasar dan mudah diendapkan, waktu flotasi yang lebih pendek sudah cukup, memastikan tingkat pemulihan yang tinggi tanpa mengorbankan kadar konsentrat. Untuk bijih kompleks atau refraktori, waktu flotasi yang lebih lama diperlukan untuk memungkinkan mineral berbutir halus memiliki waktu interaksi yang cukup dengan reagen dan gelembung. Penyesuaian waktu flotasi secara dinamis merupakan ciri khas teknologi flotasi yang presisi dan efisien.
Waktu posting: 22 Januari 2025
