Pengapungandalam Faedah
Pengapungan memaksimumkan nilai bijih dengan mengasingkan mineral berharga daripada mineral gangue dalam pemprosesan mineral secara mahir melalui perbezaan fizikal dan kimia. Sama ada berurusan dengan logam bukan ferus, logam ferus atau mineral bukan logam, pengapungan memainkan peranan penting dalam menyediakan bahan mentah berkualiti tinggi.
1. Kaedah Pengapungan
(1) Pengapungan Langsung
Pengapungan langsung merujuk kepada penapisan mineral berharga daripada buburan dengan membenarkannya melekat pada gelembung udara dan terapung ke permukaan, manakala mineral gangue kekal dalam buburan. Kaedah ini penting dalam pemanfaatan logam bukan ferus. Contohnya, pemprosesan bijih sampai ke peringkat pengapungan selepas menjalani penghancuran dan pengisaran dalam pemprosesan bijih kuprum, di mana pengumpul anionik tertentu diperkenalkan untuk mengubah hidrofobisiti dan membiarkannya terjerap pada permukaan mineral kuprum. Kemudian zarah kuprum hidrofobik melekat pada gelembung udara dan naik, membentuk lapisan buih yang menampilkan kuprum yang kaya. Buih ini dikumpulkan dalam kepekatan awal mineral kuprum, yang berfungsi sebagai bahan mentah gred tinggi untuk penambahbaikan selanjutnya.
(2) Pengapungan Songsang
Pengapungan songsang melibatkan pengapungan mineral gangue sementara mineral berharga kekal dalam buburan. Contohnya, dalam pemprosesan bijih besi dengan bendasing kuarza, pengumpul anionik atau kationik digunakan untuk mengubah persekitaran kimia buburan. Ini mengubah sifat hidrofilik kuarza kepada hidrofobik, membolehkannya melekat pada buih udara dan terapung.
(3) Pengapungan Keutamaan
Apabila bijih mengandungi dua atau lebih komponen berharga, pengapungan keutamaan memisahkannya secara berurutan berdasarkan faktor seperti aktiviti mineral dan nilai ekonomi. Proses pengapungan langkah demi langkah ini memastikan setiap mineral berharga diperoleh semula dengan ketulenan dan kadar pemulihan yang tinggi, sekali gus memaksimumkan penggunaan sumber.
(4) Pengapungan Pukal
Pengapungan pukal merawat pelbagai mineral berharga secara keseluruhan, mengapungkannya bersama untuk mendapatkan pekatan campuran, diikuti dengan pemisahan berikutnya. Contohnya, dalam pemanfaatan bijih kuprum-nikel, di mana mineral kuprum dan nikel berkait rapat, pengapungan pukal menggunakan reagen seperti xanthates atau thiol membolehkan pengapungan serentak mineral kuprum sulfida dan nikel, membentuk pekatan campuran. Proses pemisahan kompleks berikutnya, seperti menggunakan reagen kapur dan sianida, mengasingkan pekatan kuprum dan nikel berketulenan tinggi. Pendekatan "kumpul dahulu, asingkan kemudian" ini meminimumkan kehilangan mineral berharga pada peringkat awal dan meningkatkan kadar pemulihan keseluruhan untuk bijih kompleks dengan ketara.
2. Proses Pengapungan: Ketepatan Langkah demi Langkah
(1) Proses Pengapungan Peringkat: Penambahbaikan Berperingkat
Dalam pengapungan, pengapungan peringkat membimbing pemprosesan bijih kompleks dengan membahagikan proses pengapungan kepada beberapa peringkat.
Contohnya, dalam proses pengapungan dua peringkat, bijih mengalami pengisaran kasar, membebaskan sebahagian mineral berharga. Peringkat pengapungan pertama memulihkan mineral yang dibebaskan ini sebagai konsentrat awal. Zarah-zarah yang belum dibebaskan yang tinggal akan diteruskan ke peringkat pengisaran kedua untuk pengurangan saiz selanjutnya, diikuti dengan peringkat pengapungan kedua. Ini memastikan mineral berharga yang tinggal diasingkan sepenuhnya dan digabungkan dengan konsentrat peringkat pertama. Kaedah ini menghalang pengisaran berlebihan pada peringkat awal, mengurangkan pembaziran sumber dan meningkatkan ketepatan pengapungan.
Bagi bijih yang lebih kompleks, seperti yang mengandungi pelbagai logam nadir dengan struktur kristal yang terikat rapat, proses pengapungan tiga peringkat boleh digunakan. Langkah pengisaran dan pengapungan berselang-seli membolehkan penyaringan yang teliti dan memastikan setiap mineral berharga diekstrak dengan ketulenan dan kadar pemulihan maksimum, sekali gus meletakkan asas yang kukuh untuk pemprosesan selanjutnya.
3. Faktor Utama dalam Pengapungan
(1) Nilai pH: Keseimbangan Halus Keasidan Bubur
Nilai pH buburan memainkan peranan penting dalam pengapungan, yang sangat mempengaruhi sifat permukaan mineral dan prestasi reagen. Apabila pH berada di atas titik isoelektrik mineral, permukaan menjadi bercas negatif; di bawahnya, permukaan bercas positif. Perubahan cas permukaan ini menentukan interaksi penjerapan antara mineral dan reagen, seperti tarikan atau tolakan magnet.
Contohnya, di bawah keadaan berasid, mineral sulfida mendapat manfaat daripada aktiviti pengumpul yang dipertingkatkan, menjadikannya lebih mudah untuk menangkap mineral sulfida sasaran. Sebaliknya, keadaan alkali memudahkan pengapungan mineral oksida dengan mengubah suai sifat permukaannya untuk meningkatkan afiniti reagen.
Mineral yang berbeza memerlukan tahap pH tertentu untuk pengapungan, yang memerlukan kawalan yang tepat. Contohnya, dalam pengapungan campuran kuarza dan kalsit, kuarza boleh diapungkan secara pilihan dengan melaraskan pH buburan kepada 2-3 dan menggunakan pengumpul berasaskan amina. Sebaliknya, pengapungan kalsit digemari dalam keadaan alkali dengan pengumpul berasaskan asid lemak. Pelarasan pH yang tepat ini adalah kunci untuk mencapai pemisahan mineral yang cekap.
(2) Rejim Reagen
Rejim reagen mengawal proses pengapungan, merangkumi pemilihan, dos, penyediaan dan penambahan reagen. Reagen secara selektif menjerap pada permukaan mineral sasaran, mengubah hidrofobisitinya.
Bahan pembuih menstabilkan buih dalam buburan dan memudahkan pengapungan zarah hidrofobik. Bahan pembuih biasa termasuk minyak pain dan minyak kresol, yang membentuk buih yang stabil dan bersaiz baik untuk pelekatan zarah.
Pengubah suai mengaktifkan atau menghalang sifat permukaan mineral dan melaraskan keadaan kimia atau elektrokimia buburan.
Dos reagen memerlukan ketepatan—jumlah yang tidak mencukupi mengurangkan hidrofobisiti, menurunkan kadar pemulihan, manakala jumlah yang berlebihan membazirkan reagen, meningkatkan kos dan menjejaskan kualiti pekat. Peranti pintar sepertimeter kepekatan dalam talianboleh mencapai kawalan dos reagen yang tepat.
Masa dan kaedah penambahan reagen juga penting. Pelaras, penekan dan beberapa pengumpul sering ditambah semasa pengisaran untuk menyediakan persekitaran kimia buburan lebih awal. Pengumpul dan pembuih biasanya ditambah dalam tangki pengapungan pertama untuk memaksimumkan keberkesanannya pada saat-saat kritikal.
(3) Kadar Pengudaraan
Kadar pengudaraan mewujudkan keadaan optimum untuk pelekatan mineral-gelembung, menjadikannya faktor yang sangat penting dalam pengapungan. Pengudaraan yang tidak mencukupi mengakibatkan terlalu sedikit gelembung, mengurangkan peluang perlanggaran dan pelekatan, sekali gus menjejaskan prestasi pengapungan. Pengudaraan yang berlebihan menyebabkan pergolakan yang berlebihan, menyebabkan gelembung pecah dan menanggalkan zarah yang melekat, sekali gus mengurangkan kecekapan.
Jurutera menggunakan kaedah seperti pengumpulan gas atau pengukuran aliran udara berasaskan anemometer untuk memperhalusi kadar pengudaraan. Bagi zarah kasar, peningkatan pengudaraan untuk menghasilkan gelembung yang lebih besar meningkatkan kecekapan pengapungan. Bagi zarah halus atau mudah terapung, pelarasan yang teliti memastikan pengapungan yang stabil dan berkesan.
(4) Masa Pengapungan
Masa pengapungan merupakan keseimbangan yang halus antara gred pekat dan kadar pemulihan, yang memerlukan penentukuran yang tepat. Pada peringkat awal, mineral berharga cepat melekat pada buih, yang membawa kepada kadar pemulihan dan gred pekat yang tinggi.
Lama-kelamaan, apabila mineral yang lebih berharga terapung, mineral gangue juga mungkin meningkat, mencairkan ketulenan pekatan. Bagi bijih ringkas dengan mineral yang lebih kasar dan mudah terapung, masa pengapungan yang lebih pendek mencukupi, memastikan kadar pemulihan yang tinggi tanpa mengorbankan gred pekatan. Bagi bijih kompleks atau refraktori, masa pengapungan yang lebih lama diperlukan untuk membolehkan mineral berbutir halus mempunyai masa interaksi yang mencukupi dengan reagen dan buih. Pelarasan dinamik masa pengapungan merupakan ciri utama teknologi pengapungan yang tepat dan cekap.
Masa siaran: 22 Jan-2025
