Flotaciónen Beneficación
A flotación maximiza o valor dos minerais ao separar habilmente os minerais valiosos dos minerais de ganga no procesamento de minerais a través das diferenzas físicas e químicas. Tanto se se trata de metais non ferrosos, metais ferrosos ou minerais non metálicos, a flotación xoga un papel fundamental á hora de obter materias primas de alta calidade.
1. Métodos de flotación
(1) Flotación directa
A flotación directa consiste en filtrar minerais valiosos dunha lama permitíndolles adherirse ás burbullas de aire e flotar na superficie, mentres que os minerais de ganga permanecen na lama. Este método é fundamental para a obtención de metais non ferrosos. Por exemplo, o procesamento do mineral chega á etapa de flotación despois de someterse a trituración e moenda no procesamento do mineral de cobre, no que se introducen colectores aniónicos específicos para alterar a hidrofobicidade e deixalos adsorber na superficie dos minerais de cobre. Despois, as partículas de cobre hidrofóbicas únense ás burbullas de aire e ascenden, formando unha capa de escuma con rico en cobre. Esta escuma recóllese nunha concentración preliminar de minerais de cobre, que serve como materia prima de alta calidade para un maior refinamento.
(2) Flotación inversa
A flotación inversa implica deixar flotar os minerais de ganga mentres que os minerais valiosos permanecen na lama. Por exemplo, no procesamento de mineral de ferro con impurezas de cuarzo, utilízanse colectores aniónicos ou catiónicos para alterar o ambiente químico da lama. Isto cambia a natureza hidrófila do cuarzo a hidrófoba, o que lle permite unirse a burbullas de aire e flotar.
(3) Flotación preferencial
Cando os minerais conteñen dous ou máis compoñentes valiosos, a flotación preferencial sepáraos secuencialmente en función de factores como a actividade mineral e o valor económico. Este proceso de flotación paso a paso garante que cada mineral valioso se recupere con alta pureza e taxas de recuperación, maximizando o uso dos recursos.
(4) Flotación a granel
A flotación a granel trata varios minerais valiosos como un todo, facéndoos flotar xuntos para obter un concentrado mesturado e, posteriormente, sepáraos. Por exemplo, na obtención de minerais de cobre e níquel, onde os minerais de cobre e níquel están estreitamente asociados, a flotación a granel con reactivos como xantatos ou tiois permite a flotación simultánea de minerais sulfurados de cobre e níquel, formando un concentrado mesturado. Os procesos de separación complexos posteriores, como o uso de reactivos de cal e cianuro, illan concentrados de cobre e níquel de alta pureza. Esta estratexia de "recollida primeiro, separación despois" minimiza a perda de minerais valiosos nas etapas iniciais e mellora significativamente as taxas de recuperación globais de minerais complexos.
2. Procesos de flotación: unha precisión paso a paso
(1) Proceso de flotación por etapas: refinamento incremental
Na flotación, a flotación por etapas guía o procesamento de minerais complexos dividindo o proceso de flotación en varias etapas.
Por exemplo, nun proceso de flotación en dúas etapas, o mineral sofre unha moenda grosa, liberando parcialmente minerais valiosos. A primeira etapa de flotación recupera estes minerais liberados como concentrados preliminares. As partículas restantes non liberadas pasan a unha segunda etapa de moenda para unha maior redución do tamaño, seguida dunha segunda etapa de flotación. Isto garante que os minerais valiosos restantes se separen completamente e se combinen cos concentrados da primeira etapa. Este método evita a moenda excesiva na etapa inicial, reduce o desperdicio de recursos e mellora a precisión da flotación.
Para minerais máis complexos, como os que conteñen varios metais raros con estruturas cristalinas fortemente unidas, pódese empregar un proceso de flotación en tres etapas. A alternancia de pasos de moenda e flotación permite unha selección meticulosa e garante que cada mineral valioso se extraia coa máxima pureza e taxa de recuperación, sentando unha base sólida para un procesamento posterior.
3. Factores clave na flotación
(1) Valor do pH: o sutil equilibrio da acidez da lama
O valor do pH da suspensión xoga un papel fundamental na flotación, influíndo profundamente nas propiedades da superficie mineral e no rendemento dos reactivos. Cando o pH está por riba do punto isoeléctrico dun mineral, a superficie cárgase negativamente; por debaixo del, a superficie cárgase positivamente. Estes cambios na carga superficial determinan as interaccións de adsorción entre os minerais e os reactivos, de xeito semellante á atracción ou repulsión dos imáns.
Por exemplo, en condicións ácidas, os minerais sulfurados benefícianse dunha maior actividade colectora, o que facilita a captura dos minerais sulfurados obxectivo. Pola contra, as condicións alcalinas facilitan a flotación de minerais de óxido ao modificar as súas propiedades superficiais para mellorar a afinidade dos reactivos.
Os diferentes minerais requiren niveis de pH específicos para a flotación, o que require un control preciso. Por exemplo, na flotación de mesturas de cuarzo e calcita, o cuarzo pódese facer flotar preferentemente axustando o pH da suspensión a 2-3 e usando colectores a base de aminas. Pola contra, a flotación de calcita prefírese en condicións alcalinas con colectores a base de ácidos graxos. Este axuste preciso do pH é clave para lograr unha separación eficiente dos minerais.
(2) Réxime de reactivos
O réxime de reactivos rexe o proceso de flotación, que abrangue a selección, dosificación, preparación e adición de reactivos. Os reactivos adsórbense selectivamente ás superficies minerais obxectivo, alterando a súa hidrofobicidade.
Os espumantes estabilizan as burbullas na suspensión e facilitan a flotación de partículas hidrofóbicas. Entre os espumantes habituais están o aceite de piñeiro e o aceite de cresol, que forman burbullas estables e de bo tamaño para a adhesión das partículas.
Os modificadores activan ou inhiben as propiedades da superficie mineral e axustan as condicións químicas ou electroquímicas da suspensión.
A dosificación de reactivos require precisión: cantidades insuficientes reducen a hidrofobicidade, o que diminúe as taxas de recuperación, mentres que cantidades excesivas desperdician reactivos, aumentan os custos e comprometen a calidade do concentrado. Dispositivos intelixentes comomedidor de concentración en liñapode realizar un control preciso das doses de reactivos.
O momento e o método de adición de reactivos tamén son críticos. Os axustadores, os depresores e algúns colectores adoitan engadirse durante a moenda para preparar o ambiente químico da suspensión cedo. Os colectores e os espumantes adoitan engadirse no primeiro tanque de flotación para maximizar a súa eficacia nos momentos críticos.
(3) Taxa de aireación
A taxa de aireación crea condicións óptimas para a adhesión das burbullas minerais, o que a converte nun factor indispensable na flotación. Unha aireación insuficiente resulta en moi poucas burbullas, o que reduce as oportunidades de colisión e adhesión, o que prexudica o rendemento da flotación. A sobreaireación leva a unha turbulencia excesiva, o que fai que as burbullas se rompan e se desprendan as partículas adheridas, o que reduce a eficiencia.
Os enxeñeiros empregan métodos como a recollida de gases ou a medición do fluxo de aire baseada en anemómetros para axustar con precisión as taxas de aireación. Para as partículas grosas, aumentar a aireación para xerar burbullas máis grandes mellora a eficiencia da flotación. Para as partículas finas ou que flotan facilmente, os axustes coidadosos garanten unha flotación estable e eficaz.
(4) Tempo de flotación
O tempo de flotación é un delicado equilibrio entre o grao do concentrado e a taxa de recuperación, o que require unha calibración precisa. Nas primeiras etapas, os minerais valiosos únense rapidamente ás burbullas, o que leva a altas taxas de recuperación e graos de concentrado.
Co tempo, a medida que se fan flotar minerais máis valiosos, os minerais de ganga tamén poden subir, diluíndo a pureza do concentrado. Para minerais simples con minerais de gran groso e fáciles de flotar, son suficientes tempos de flotación máis curtos, o que garante altas taxas de recuperación sen sacrificar a calidade do concentrado. Para minerais complexos ou refractarios, son necesarios tempos de flotación máis longos para permitir que os minerais de gran fino teñan un tempo de interacción suficiente cos reactivos e as burbullas. O axuste dinámico do tempo de flotación é unha característica distintiva da tecnoloxía de flotación precisa e eficiente.
Data de publicación: 22 de xaneiro de 2025
