2. กระบวนการลอยตัว: ขั้นตอนที่แม่นยำทีละขั้นตอน

(1) กระบวนการลอยตัวแบบหลายขั้นตอน: การปรับปรุงทีละขั้น

ในกระบวนการลอยแร่ การลอยแร่แบบหลายขั้นตอนจะช่วยกำหนดแนวทางการแปรรูปแร่ที่ซับซ้อนโดยการแบ่งกระบวนการลอยแร่เป็นหลายขั้นตอน

ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการลอยแร่สองขั้นตอน แร่จะถูกบดหยาบเพื่อแยกแร่ที่มีค่าออกมาบางส่วน ขั้นตอนการลอยแร่ครั้งแรกจะแยกแร่ที่แยกออกมาเหล่านี้เป็นสารเข้มข้นเบื้องต้น ส่วนอนุภาคที่เหลือซึ่งยังไม่แยกออกมาจะเข้าสู่ขั้นตอนการบดครั้งที่สองเพื่อลดขนาดลงอีก จากนั้นจึงเข้าสู่ขั้นตอนการลอยแร่ครั้งที่สอง วิธีนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าแร่ที่มีค่าที่เหลืออยู่จะถูกแยกออกมาอย่างทั่วถึงและรวมเข้ากับสารเข้มข้นจากขั้นตอนแรก วิธีนี้ช่วยป้องกันการบดมากเกินไปในขั้นตอนเริ่มต้น ลดการสูญเสียทรัพยากร และเพิ่มความแม่นยำในการลอยแร่

สำหรับแร่ที่มีโครงสร้างซับซ้อนมากขึ้น เช่น แร่ที่ประกอบด้วยโลหะหายากหลายชนิดที่มีโครงสร้างผลึกยึดติดกันแน่น อาจใช้กระบวนการลอยตัวแบบสามขั้นตอน การสลับขั้นตอนการบดและการลอยตัวช่วยให้สามารถคัดกรองได้อย่างละเอียดถี่ถ้วน และรับประกันว่าแร่ธาตุที่มีค่าแต่ละชนิดจะถูกสกัดออกมาด้วยความบริสุทธิ์และอัตราการฟื้นตัวสูงสุด ซึ่งเป็นการวางรากฐานที่แข็งแกร่งสำหรับการแปรรูปต่อไป

3. ปัจจัยสำคัญในการลอยตัว

(1) ค่า pH: ความสมดุลอันละเอียดอ่อนของความเป็นกรดของสารละลายข้น

ค่า pH ของสารละลายมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการลอยแร่ โดยส่งผลต่อคุณสมบัติพื้นผิวของแร่และประสิทธิภาพของสารเคมีอย่างมาก เมื่อค่า pH สูงกว่าจุดไอโซอิเล็กทริกของแร่ พื้นผิวจะกลายเป็นประจุลบ เมื่อค่า pH ต่ำกว่าจุดไอโซอิเล็กทริก พื้นผิวจะกลายเป็นประจุบวก การเปลี่ยนแปลงของประจุบนพื้นผิวเหล่านี้เป็นตัวกำหนดปฏิกิริยาการดูดซับระหว่างแร่และสารเคมี คล้ายกับการดึงดูดหรือผลักกันของแม่เหล็ก

ตัวอย่างเช่น ภายใต้สภาวะที่เป็นกรด แร่ซัลไฟด์จะได้รับประโยชน์จากกิจกรรมการดักจับที่เพิ่มขึ้น ทำให้สามารถดักจับแร่ซัลไฟด์เป้าหมายได้ง่ายขึ้น ในทางกลับกัน สภาวะที่เป็นด่างจะช่วยให้การลอยตัวของแร่ออกไซด์ง่ายขึ้น โดยการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวเพื่อเพิ่มความสัมพันธ์กับสารเคมี

แร่ธาตุแต่ละชนิดต้องการระดับ pH ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการลอยตัว ซึ่งจำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น ในการลอยตัวของส่วนผสมควอตซ์และแคลไซต์ ควอตซ์สามารถลอยตัวได้ดีกว่าโดยการปรับ pH ของสารละลายให้เป็น 2-3 และใช้สารดักจับที่มีส่วนประกอบของอะมีน ในทางกลับกัน การลอยตัวของแคลไซต์จะเกิดขึ้นได้ดีในสภาวะที่เป็นด่างโดยใช้สารดักจับที่มีส่วนประกอบของกรดไขมัน การปรับ pH อย่างแม่นยำนี้เป็นกุญแจสำคัญในการแยกแร่ธาตุอย่างมีประสิทธิภาพ

(2) ระบบรีเอเจนต์

กระบวนการลอยตัวถูกควบคุมโดยระบบสารเคมี ซึ่งรวมถึงการเลือก ปริมาณ การเตรียม และการเติมสารเคมี สารเคมีจะดูดซับอย่างเลือกสรรบนพื้นผิวแร่เป้าหมาย ทำให้คุณสมบัติการไม่ชอบน้ำของพื้นผิวแร่เปลี่ยนแปลงไป

สารก่อฟองช่วยให้ฟองในสารละลายคงตัวและช่วยให้อนุภาคที่ไม่ชอบน้ำลอยตัวได้ง่ายขึ้น สารก่อฟองที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ น้ำมันสนและน้ำมันครีซอล ซึ่งจะสร้างฟองที่มีขนาดเหมาะสมและคงตัวสำหรับการยึดเกาะของอนุภาค

สารปรับแต่งจะกระตุ้นหรือยับยั้งคุณสมบัติพื้นผิวของแร่ธาตุ และปรับสภาวะทางเคมีหรือทางไฟฟ้าเคมีของสารละลายข้น

การกำหนดปริมาณสารเคมีต้องทำอย่างแม่นยำ—ปริมาณที่ไม่เพียงพอจะลดคุณสมบัติการไม่ชอบน้ำ ทำให้ลดอัตราการฟื้นตัว ในขณะที่ปริมาณที่มากเกินไปจะสิ้นเปลืองสารเคมี เพิ่มต้นทุน และลดคุณภาพของสารเข้มข้น อุปกรณ์อัจฉริยะ เช่นเครื่องวัดความเข้มข้นออนไลน์สามารถควบคุมปริมาณสารเคมีได้อย่างแม่นยำ

จังหวะเวลาและวิธีการเติมสารเคมีก็มีความสำคัญเช่นกัน สารปรับสภาพ สารกด และสารดักจับบางชนิดมักถูกเติมในระหว่างการบดเพื่อเตรียมสภาพแวดล้อมทางเคมีของสารละลายตั้งแต่เนิ่นๆ สารดักจับและสารทำให้เกิดฟองมักถูกเติมในถังลอยตัวแรกเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในช่วงเวลาที่สำคัญ