سه شنبه , ۲۷ اردیبهشت ۱۴۰۱

فلوتاسیون یا شناورسازی چیست؟

تعریف فلوتاسیون (شناورسازی) :

شناورکردن انتخابی کانی های آب گریز (Hydrophobic) و جدایش آنها از کانی های آبدوست (Hydrophilic) را فلوتاسیون یا شناورسازی گویند. این عمل باعث افزایش عیار و در نتیجه بالا رفتن خلوص کانی در استخراج از فرآورده منجر خواهد شد.

برای بالا بردن عیار عناصر در فرآیند خالص سازی می بایست از فلوتاسیون استفاده شود.

توضیح کلی درباره روند انجام فرآیند فلوتایسون

در عملیات فلوتاسیون از اختلاف خواص فیزیکی و شیمیایی سطحی کانی ها بهره برده می شود. و عمل جدایش انجام می گیرد. در این روش کانی ها به ابعاد مناسب خرد شده و زمانی که با آب مخلوط می شوند. یاخیس شده و یا روی آب معلق باقی می مانند. مواد معدنی با ارزش مانند تالک، زغال، الماس،گرافیت و مولیبدنیت نمی توانند خیس شده و داخل آب غوطه ور شوند. به این نوع کانی ها  هیدروفوب یا آب گریز می گویند. در کل سطح اکثر کانی ها در تماس با آب ترمی شود. به این مواد هیدروفیل یا آبدوست گفته می شود.

زمانی که ماد معدنی با ارزش مورد نظر آب گریز نباشد برای اینکه آن کانی آب گریز شود. از مواد شیمیایی استفاده می کنند که این مواد شیمیایی در اصطلح کلکتور نامیده می شوند. به این مرحله که آماده سازی در آن انجام می گیرد را کاندیشنر می گویند. در این حالت کلکتور ها، گرایش یا تمایل ذرات را نسبت به هوا بیشتر می کنند.

در فلوتاسیون از مواد شیمایی ای استفاده می شود که فعالیت فلوتاسیون را کاملاً اختیاری می کنند. و استخراج کننده می تواند بر اساس کانی های با ارزش و باطله آنها را تنظیم کند.

در تمامی مراحل آماده سازی وفلوتاسیون به منظور جلوگیری از ته نشین شده فاز جامد و نیز افزایش سینیتیک فرآیندها، پالپ توسط دستگاه همزن، هم زده می شود.

 

فلوتاسیون

فلوتاسیون یا در واقع همان شناورسازی از بهترین روش های جداسازی کانه ها در خاک های معدنی است. البته توجه داشته باشید، هرچند این روش برای کانه آرایی شناخته شده است. اما در تصفیه پساب های صنعتی و نیز صنایع بازیافت کاغذ نیز کاربرد دارد.

البته این روش قابلیت حذف گوگرد آلی را ندارد. و تنها گوگرد معدنی (پیریت) را می تواند حدف کند.

ترتیب استفاده از مواد شیمیایی در سلول های فلوتاسیون

اولین ماده شیمیایی تنظیم کننده ها هستند که نقش آن سرعت بخشیدن اثر کلکتور بروی کانی و یا جلوگیری از اثر بخشیدن می باشد. مواد شیمیایی دسته اول که باعث سرعت بخشیدن می شود  فعال کننده و مواد شیمیایی دسته دوم که باعث جلوگیری از اثرکلکتور می شود بازدارنده می گویند. در فرآیند فلوتاسیون گاهی لازم است تا از چسپیدن دانه های ریز به هم جلوگیری شود که دراین صورت از متفرق کننده ها استفاده می شود. در پایان مرحله آماده سازی سطح کانی های مورد نظر آماده شده است و وارد سلول های فلوتاسیون می شود.

در سلول فلوتاسیون چه اتفاقی رخ می دهد؟

پس از مرحله آماده سازی پالپ وارد سلولهای فلوتاسیون می گردد. سلول فلوتاسیون به عنوان یک راکتور متشکل از یک تانک، همزن و تجهیزات لازم برای توزیع و یا ایجاد حباب هوا در پالپ می باشند. هوای دمیده شده در درون سلول به صورت حبابهایی با ابعاد قابل کنترل از درون پالپ به طرف سطح سلول حرکت می کند. همچنان که آب برروی سطوح هیدروفیل جذب می گردد.

حبابهای هوا نیز بر روی سطوح هیدروفوب قرار گرفته وبه آن متصل می شوند. این مجموعه حباب و قطعات کانی های متصل به آن با در نظر گرفتن تاثیر نیروی ارشمیدس بر آن از آب سبکتر بوده و به طرف سطح پالپ حرکت کرده و به بالا می آیند. مجموعه این حبابهای متصل به کانی ها با پایداری مناسبی که توسط کف ساز به آن داده شده است. در بالای سطح پالپ به صورت لایه ای از کف جمع شده وسپس این مجموعه توسط پاروهایی که در بخش فوقانی سلول تعبیه شده از سلول خارج می گردد.

سلول فلوتاسیون از ظرفی تشکیل شده است که درداخل آن یک همزن تعبیه شده است. (شکل زیر) عملیات درون سلول فلوتاسیون به این صورت است که ذرات به حباب های هوا می چسپند و بروی سطح سلول بالا آمده و به حالت معلق باقی می مانند و معمولاً توسط پارو جمع آوری می گردند. با هوا دهی به درون سلول فلوتاسیون حباب تشکیل م شود. دراین مرحله کف ساز ها (Frothing Agents) اضافه می شوند که نقش پایداری حباب های ایجاد شده را دارند. توجه داشته باشید حباب ها نباید آنقدربزرگ باشند که ذرات نتوانند به آن بچسپند. همچنین نباید آنقدر کوچک باشند که ظرفیت حمل ذرات را نیز نداشته باشند.

فلوتاسیون

انواع روش ها:

مستقیم و معکوس

ذرات هیدروفوب که توسط حباب هوا به سطح سلول منتقل وسپس از آن خارج می شوند اگر متشکل از کانی یا کانیهای ارزشمند باشند در این صورت کف، از محصولی پر عیار شده تشکیل می گردد. که این روش را فلوتاسیون مستقیم میگویند.

گاهی سطح کانیهای گانگ یا باطله را هیدروفوب نموده و آنها را به اصطلاح فلوته و می بایست به عنوان باطله از سلول خارج نمود. در این صورت باقیمانده کانیها در پالپ محصول پر عیار را تشکیل خواهند داد. که به آن فلوتاسیون معکوس می گویند.

بعنوان مثال در فلوتاسیون ذغال سنگ در روش مستقیم ذرات ذغال سنگ شناور شده و ذرات پیریت ته نشین (بازداشت) می شوند.

برای فلوتاسیون معکوس این ذرات پیریت هستند که شناور شده و ذغال سنگ ته نشین (بازداشت) می شود.

روش کار:

برای اینکار باید کانی به اندازه کافی خرد و سپس آسیاب شود. پس از آن مواد ِآسیاب شده را در مخزن هایی که برای عملیات مواد شیمیایی می بایست صورد گیرد وارد می کنند. در این مخزن ها کانی در اصطلاح آب گریز می شود. و کانی این امکان را دارد که از آب فرار کند.

می توان مراحل مختلف فرآیندفلوتسیون را پس از اضافه نمودن موادشیمیایی لازم وطی زمان آماده سازی به طور خلاصه شامل سه مرحله مختلف می توان دانست.

• مرحله اول:

در آن نزدیک شدن وتلقی حباب وقطعه کانی اتفاق می افتد به طوری که در این حالت یک فیلم نازک مایع بین این دو(حباب وقطعه کانی)قرار دارد.

• مرحله دوم:

که در آن فیلم مزبور تا حد گسیختگی نازک می گردد.

• مرحله سوم:

در این مرحله فیلم نازک مایع گسیخته شده و تماس و الصاق پایداری میان حباب هوا و قطعه کانی بوجود می آید. پس از تحقق الصاق پایدار کانی هیدروفوب به حباب هوا این دو مجموعاً به طرف سطح پالپ شناور گشته و به لایه کف منتقل می گردند.

پالپ آماده شده در این حالت آماده وارد شدن به سلول‌های فلوتاسیون را دارد. هنگام مخلوط شدن پالپ در این دستگاه ها حباب هایی روی پالپ ها ایجاد می شود و باعث می شود کانی ها آب گریز شوند و به حباب های هوا بچسبند و همراه حباب ها بصورت کف به سطح پالپ بیایند.

کف ها جمع آوری شده و با تکرار آن عیار کانی افزایش می یابد. که به محصول نهایی کنسانتره می گویند. به این روش مستقیم گفته می شود.

اگر عکس عمل فوق انجام شود و کانی اصلی در پالپ باقی بماند به آن فلوتاسیون معکوس گفته می شود.

مواد شیمیایی که در فلوتاسیون (شناورسازی) استفاده می شود شامل:

همان طور که در بالا گفته شد مواد شیمیایی مود استفاده در عملیات فلوتاسیون شامل کلکتور ها، کف سازها، تنظیم کننده ها، فعال کننده ها، بازداشت کننده ها می باشند. که در مقالات بعدی به معرفی دقیق تر هر یک از آنها خواهیم پرداخت.

برای خرید و فروش مواد شیمیایی مورد استفاده در فلوتاسیون می توانید از سامانه تموک استفاده نمایید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *