الدليل النهائي لفصل التعويم

1. ما هو فصل التعويم؟

يشير فصل التعويم بشكل أساسي إلى التعويم الرغوي، والذي يعتمد على الاختلاف في الخواص الفيزيائية والكيميائية لسطح المعادن، وذلك باستخدام طفو الفقاعات في اللب لتحقيق الانفصال.

تشتمل عملية فصل التعويم بشكل أساسي على ما يلي: (1) طحن الخام جيدًا بواسطة مطحنة الكرة أو مطحنة القضيب لفصل المعادن المفيدة عن معادن الشوائب. (2) فصل الخام بواسطة آلة التعويم . ضبط لب الخام وإضافة كواشف التعويم. (3) القيام بمعالجة التعويم. (4) قم بتصفية المنتج أو تركيزه أو تجفيفه .

انقر لمعرفة المزيد عن مصنع التعويم .

2. عملية التعويم وأنواعها

• التعويم الإيجابي: تعتبر الرغاوي التي تطفو على سطح اللب من المعادن المفيدة، بينما تبقى معادن الشوائب في اللب.
• التعويم العكسي: الرغاوي التي تطفو على سطح اللب هي معادن الشوائب، بينما تبقى المعادن المفيدة في اللب.
• التعويم التفاضلي: يقوم بفصل المعادن المفيدة لتكون مركزة واحدة بدورها.
• التعويم السائب: وهو فصل المعادن المفيدة معًا ثم فصل كل منها على حدة.

3. أهمية فصل التعويم

• إنها طريقة الإثراء الأكثر استخدامًا والأكثر فعالية لفصل المعادن الدقيقة الحبيبات والجسيمات.
• أنها تحتل مكانة هامة في أساليب إثراء مختلفة، مع مجموعة واسعة من التطبيقات. يمكنها معالجة المعادن غير الحديدية والمعادن غير المعدنية والمعادن الحديدية.
• بالمقارنة مع الفصل بالجاذبية والفصل المغناطيسي ، يكون فصل التعويم أكثر كفاءة لإثراء الخامات، وخاصة الخامات ذات الحبيبات الدقيقة المنتشرة . يمكن فصل الخام الخام منخفض الجودة إلى مركز عالي الجودة. إنه يحل مشكلة استعادة المكونات المفيدة من الجزيئات المعدنية الدقيقة الحبيبات، وبالتالي الحصول على معدل استرداد مرتفع.

4. كيف نحكم على قابلية تعويم المعادن؟

إن معيار الحكم على قابلية تعويم المعادن هو قابلية البلل المعدنية .

المعادن التي لا يمكن ترطيبها بسهولة بالماء (كارهة للماء) (الجرافيت، الكالكوبايرايت، خام الذهب، إلخ) تعتبر قابلة للطفو أو قابلة للطفو. وبخلاف ذلك، يصعب أن تطفو المعادن (مثل الكوارتز).

الترطيب هو ظاهرة أساسية تحدث في الواجهة الصلبة والسائلة. عندما يتم وضع قطرة من السائل على سطح المعدن، فإن القطرة سوف تنتشر على السطح. وتسمى هذه الظاهرة ترطيب سطح الطور الصلب بالطور السائل.

إذا كان من الممكن أن ينتشر الماء على سطح المعدن، فإن المعدن يكون محبًا للماء. خلاف ذلك، فهو مسعور. على سبيل المثال، يمكن أن ينتشر الماء على سطح الكوارتز، لذلك فإن الكوارتز محب للماء. البارافين مسعور.

سرعة الترطيب مهمة جدا. نظرًا لأن المعادن المختلفة لها اختلافات في قابلية التبلل والسرعة، يمكن للجزيئات المعدنية أن تلتصق بشكل انتقائي بفقاعات الهواء. يمكن لبعض كواشف التعويم تغيير قابلية البلل. على سبيل المثال، يمكن أن يمتص السكليت (CaWO ₄ ) حمض الأوليك المعدن من محب للماء إلى كاره للماء.

5. الخاصية الكهربائية السطحية وطفو المعادن

يمكن أن يؤدي الامتزاز التفضيلي، والتفكك التفضيلي، واستبدال الأيونات الشبكية إلى شحن السطح المعدني في لب الخام، مما قد يؤثر على طفو بعض المعادن.

• بالنسبة لمعادن الأكسيد والسيليكات ، مثل الجيوثيت والكوراندوم والكوارتز، فإن الخاصية الكهربائية السطحية ستؤثر بشكل كبير على قابلية الطفو. يكمن في أن هذه المعادن سيكون لها امتزاز كهروستاتيكي مع المجمعات. ترتبط رموز الخاصية الكهربائية السطحية بقيمة الرقم الهيدروجيني لللب الخام.
• بالنسبة للمعادن الكبريتيدية ، مثل النحاس والرصاص والزنك، المجمعة مع الزانتات، فإن الخاصية الكهربائية السطحية لها تأثير ضئيل أو معدوم على قابلية الطفو. وذلك لأن عمل الزانتات مع المعادن يعتمد بشكل أساسي على الألفة الكيميائية بدلاً من القوة الكهروستاتيكية.
• بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للمعادن غير الكبريتيدية المجمعة بواسطة مجمعات النفط، فإن الخاصية الكهربائية السطحية لا تؤثر على قابلية الطفو.

6. أشكال الامتزاز للكواشف على السطح المعدني

• الامتزاز الجزيئي : يتم امتصاص الكاشف على سطح المعدن على شكل جزيئات.
• الامتزاز الأيوني : يتم امتصاص الكاشف على سطح المعدن على شكل أيونات.
• امتزاز التبادل الأيوني : يتم امتصاص الكاشف على سطح المعدن عندما يكون لأيون معين في لب الخام تبادل مكافئ مع أيون آخر على سطح المعدن له نفس علامة الشحن.
• الامتزاز الكهربائي : يتم امتصاص الكاشف على سطح المعدن بواسطة القوة الكهروستاتيكية.
• الامتزاز شبه المذيل : عندما يكون الجزء الكتلي لمجمعات السلسلة الهيدروكربونية الطويلة في الملاط مرتفعًا، يتم امتصاص أيوناتها أو جزيئاتها على السطح المعدني. تحت قوة فان دير فالس ، سترتبط المجموعة غير القطبية ببعضها البعض.
• الامتزاز النوعي : يحتوي السطح المعدني على انجذاب خاص لمكون معين في الملاط لإنتاج الامتزاز.

7. تأثير أكسدة السطح المعدني على قابلية الطفو

تتأكسد المعادن بالهواء أثناء التخزين والنقل والسحق والتعويم. أكسدة المعادن، وخاصة خام كبريتيد المعدن، يمكن أن تؤثر بشكل كبير على التعويم.

تظهر الأبحاث أن بعض معادن الكبريتيد تتمتع بطفو أفضل بعد أكسدتها قليلاً. ومع ذلك، إذا كانت مفرطة التأكسد، فسوف تنخفض قابلية الطفو.

للهواء تأثيرات معينة على طفو المعادن

• عندما يتم سحق المعدن وتعريضه لسطح جديد، سيتم ترطيبه عندما يواجه الماء، وسيكون محبًا للماء. ومع ذلك، عندما يتم امتصاص الغاز على السطح المعدني، فإنه يمكن أن يضعف الترطيب، مما يؤدي إلى الكارهة المائية الأولية للسطح.
• استخدام الأسطح الغازية والمعدنية انتقائي. الأكسجين له تأثير أكبر على السطح المعدني.
• دور الأكسجين مفيد في الكارهة للماء لخام الكبريتيد. ومع ذلك، إذا كان وقت العمل طويلاً جدًا، فسيصبح السطح المعدني محبًا للماء. عندما تكون ظروف امتصاص الغاز مناسبة، سيكون السطح المعدني كارهًا للماء ويمكن أن يطفو حتى بدون كواشف التعويم (مثل مساحيق الفحم الجاف). ولا يمكن للجالينا أن تطفو إلا بعد التأثير الأولي للأكسجين.

كيفية التحكم في درجة أكسدة المعادن وضبط قابلية الطفو؟

• ضبط سرعة تحريك الملاط والتحكم في وقت التعويم. لقد ثبت أن سرعة تحريض الهواء ومدته مهمتان للتحكم في درجة أكسدة المعادن.
• ضبط تهوية خزان اللب وآلة التعويم.
• ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني لللب الخام.
• أضف المادة المؤكسدة أو المادة المختزلة لتعزيز أو منع أكسدة السطح المعدني.

8. التلبد الانتقائي

يمكن للتلبد الانتقائي أن يفصل بشكل فعال المعادن ذات الحبيبات الدقيقة.

مبدأه هو إضافة الندف إلى المعلق الذي يحتوي على تركيبتين أو أكثر. يتم امتصاص المادة الندفية بشكل انتقائي على سطح تركيبة معدنية معينة لتعزيز التلبد والترسيب. لا تزال التركيبات المتبقية تحافظ على حالة تشتت مستقرة لتحقيق فصل المعادن.

يمكن تقسيم التلبد الانتقائي إلى أربع خطوات:

الخطوة 1. أضف المشتت

يمكن للمشتت، مثل زجاج الماء، أن ينثر بشكل كامل التركيبات المعدنية المفيدة في لب الخام لجعلها غير قابلة للالتصاق والاتصال مع بعضها البعض، وبالتالي خلق حالة أفضل للتلبد الانتقائي.

الخطوة 2. أضف الندف

يتم امتصاص المادة المندفة بشكل انتقائي على سطح المعادن المستهدفة وفي الوقت نفسه تتصل مع جزيئات معدنية أخرى لتكوين كتل أكبر وفضفاضة ومسامية، والتي تستقر في اللب.

الخطوة 3. حرك لب الخام

عند تحريك لب الخام، يرجى الانتباه إلى النقاط التالية. يتم إجراء التحريك عمومًا في مراحل مختلفة مع التحريك السريع أولاً لتفريق الكواشف بالكامل ثم التحريك الكامل لتسهيل التلبد الانتقائي للمعادن. يجب تخفيف لب الخام لتسهيل نظافة الندف وتقليل التصاق المعادن الأخرى. يجب ألا تكون الكتل كبيرة جدًا في حالة احتجاز الشوائب.

الخطوة 4. التسوية والانفصال

عندما تصل الكتل إلى حجم معين، يتم إجراء التسوية والفصل. انتبه إلى وقت وسرعة التسوية.

ويجب أن تكون سرعة الترسيب بطيئة لمنع انتقال الشوائب إلى الرواسب. في بعض الأحيان يمكن استخدام تدفق الماء الضعيف لتحرير الشوائب من الكتل.

يجب أن يكون وقت التسوية مناسبا. إذا كان الوقت قصيرًا جدًا، فسيكون المنتج أكثر نقاءً، لكنه سيؤثر على معدل الاسترداد. إذا كان الوقت طويلاً جدًا، فسوف تترسب الشوائب أيضًا لتؤثر على جودة المعادن. علاوة على ذلك، إذا فشلت عملية التلبد الأولى في تلبية متطلبات المنتج، فيمكن إجراء عملية التلبد مرة أخرى.

9. نظام فصل التعويم ثلاثي الطور

يتضمن نظام التعويم ثلاثي المراحل الطور الصلب، والطور السائل، والطور الغازي.

تشير المرحلة الصلبة إلى الجزيئات المعدنية المطحونة بدقة. تشير المرحلة السائلة إلى الماء والحل. تشير المرحلة الغازية إلى الفقاعات المتفرقة.

خصائص المرحلة الصلبة

• غالبًا ما يكون هناك العديد من المعادن المفيدة والشوائب المرتبطة معًا، مع العديد من أنواع المعادن وتركيباتها. من حيث الشكل، تكون جزيئات الخام مربعة، وعمودية، ومتقشرة، وزاوية غير منتظمة.
• لديها نطاق واسع من حجم الجسيمات. يمكن أن يصل حجم الجسيمات الأكبر إلى 0.8 إلى 1 ملم، بينما يكون حجم الجسيمات الأصغر أقل من 5 ملم.
• لديها كميات من جزيئات الخام مع مساحة سطح كبيرة. يمكن أن يحتوي كل لتر من لب الخام على عشرات الملايين أو حتى ما يقرب من 100 مليون من الجسيمات الدقيقة، وبالتالي تكون مساحة سطح الطور الصلب كبيرة.

خصائص الطور السائل

• يمكن أن يتفاعل الماء مع الطور الصلب والغازي في لب الخام، حيث يحتوي الخام غالبًا على أملاح قابلة للذوبان مختلفة يمكن إذابتها في الماء.
• غالباً ما تحتوي المياه الطبيعية الصناعية على بعض الأملاح القابلة للذوبان.
• يذوب الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون في الماء. لذلك، فإن الطور السائل ليس مجرد ماء ولكنه في الأساس محلول، مما يمكن أن يؤثر بشكل كبير على التعويم.

خصائص المرحلة الغازية

• يظهر الهواء على شكل فقاعات متناثرة بدقة في لب الخام، والتي يمكنها حمل الجزيئات المعدنية لتطفو.
• يمكن إذابة الهواء بشكل متكرر وترسيبه في اللب.
• يمكن أن يؤثر الأكسجين الموجود في الهواء بشكل كبير على طفو المعادن.

10. كيفية زيادة سرعة التعويم؟

تشير سرعة التعويم إلى وقت التعويم عند الوصول إلى معدل استرداد معين أو قدرة إنتاجية معينة لآلة التعويم. وبالتالي، من خلال تحسين معدل الاسترداد أو تقصير وقت التعويم، يمكن زيادة سرعة التعويم.

1. 1 أضف الكمية المناسبة من الكواشف، وخاصة كمية عامل الإرغاء.
2. 2 ضمن النطاق المناسب، قم بزيادة سرعة المكره لآلة التعويم وتقليل عمق الأخدود لتقليل الفجوة بين المكره والغطاء.
3. 3 قم بتمرير لب الخام عبر خزان التعويم في أسرع وقت ممكن. الخزان المتسلسل أسرع من الخزان الموازي.
4. 4 يجب أن يكون الخزان المحدد بالحجم المناسب.
5. 5- أن تكون كثافة اللب مناسبة. يعتبر اللب السميك مفيدًا لعملية التعويم، لكن اللب السميك جدًا سيؤثر على جودة التركيز ومعدل الاسترداد.

11. كواشف التعويم

إن استخدام كواشف التعويم بشكل صحيح يعني اختيار نظام الكاشف المناسب قبل عملية التعويم.

يشير نظام كاشف التعويم إلى مجموعة من القواعد التي تنظم النوع والجرعة وموقع الجرعات وطريقة الجرعات لكواشف التعويم.

انقر لمعرفة المزيد عن كواشف التعويم .

أنواع الكواشف

تشتمل كواشف التعويم بشكل أساسي على عوامل الإرغاء، والمجمعات، والمنظمات.

• تهدف عوامل الرغوة إلى إنتاج طبقة رغوية مستقرة يمكنها تعويم المعادن. تشمل عوامل الرغوة زيت التربنتين والكريسول والكحول وما إلى ذلك.
• يهدف المجمعون إلى جمع المعادن المستهدفة من خلال تعزيز الكارهة للماء لجعل الجزيئات المعدنية تلتصق بفقاعات الهواء. المجمعات الشائعة هي الأريوفلوت، والزانثات، وثنائي فينيل ثيوريا، والأحماض الدهنية، والأمين الدهني، والزيوت المعدنية.
• تهدف المنظمات إلى تغيير الخواص المعدنية، وضبط التفاعل بين المعادن والمجمعات، وضبط خواص اللب. تشتمل المنظمات الشائعة على منظمات الأس الهيدروجيني (كربونات الصوديوم، وحامض الكبريتيك، وثاني أكسيد الكبريت، وما إلى ذلك)، والمنشطات (كبريتات النحاس، وكبريتيد الصوديوم، وما إلى ذلك)، والمثبطات (الجير، وبروسيات الصودا الصفراء، وكبريتيد الصوديوم، وما إلى ذلك).

Xanthate هو جامع خام الكبريتيد مع قدرة تجميع قوية. اسمه الكيميائي هو هيدروكربيل ثنائي ثيوكربونات، بما في ذلك إيثيل زانتات، بوتيل زانتات، أميل زانتات، إلخ. وهو مسحوق بلوري أصفر ذو تأثير مهيج ويجب تخزينه في مكان بارد وجاف.

جرعة كواشف التعويم

يجب أن تكون جرعة الكاشف مناسبة.

تؤدي الجرعة غير الكافية أو المفرطة إلى انخفاض معدل الشفاء وتؤثر على جودة التركيز. الجرعة المفرطة تزيد أيضا من تكلفة إثراء.

تحضير كواشف التعويم

تمييع الكواشف الصلبة إلى سائل لسهولة الإضافة.

يختلف تحضير الكواشف باختلاف خصائصها ووظيفتها وطرق إضافتها. قد يختلف الكاشف نفسه في كمية الاستخدام والتأثير بسبب اختلاف طرق التحضير.

يجب تحضير الكواشف (مثل الزانتات، والإيروفلوات، وكربونات الصوديوم، وكبريتات النحاس) ذات القابلية الضعيفة للذوبان في الماء إلى محاليل مائية بتركيزات تتراوح من 2% إلى 10%.

يجب إذابة الكواشف غير القابلة للذوبان مثل مجمعات الأمين في المذيبات أولاً، ثم تحضيرها في محلول مائي. ويمكن إضافة زيت التربينيك والإيروفلوت 31 وحمض الأوليك مباشرة.

بالنسبة للكواشف القابلة للذوبان بحرية بكميات كبيرة للاستخدام، يتراوح التركيز من 10 إلى 20%. على سبيل المثال، يتم تحضير كبريتيد الصوديوم في محلول مائي بنسبة 15%. يمكن إذابة الكواشف غير القابلة للذوبان في الماء باستخدام مذيب عضوي لتحضيرها في محلول منخفض التركيز.

كيفية إضافة كواشف التعويم؟

• لتعويم الخام الخام: منظمات الأس الهيدروجيني، ومثبطات أو منشطات، وعوامل الإرغاء، والمجمعات.
• لتعويم المعادن المكتئبة: المنشطات، وعوامل الإرغاء، والمجمعات.

يمكن إضافة كواشف التعويم في وقت واحد أو بشكل منفصل.

• يمكن إضافة الكواشف الثابتة القابلة للذوبان في الماء والتي لا يمكن حملها بسهولة بواسطة الرغوة إلى جميع الكواشف في وقت واحد قبل التركيز المسبق.
• تتم إضافة الكواشف التي يمكن حملها بسهولة بواسطة الرغوة أو التي تتفاعل مع الدقائق الدقيقة والأملاح القابلة للذوبان على مراحل.

مؤلف : Jordan جوردان هو كاتب المدونة ويتمتع بمعرفة واسعة بهذه الصناعة. والأهم من ذلك أنه يأمل أن يساعدك في مشاريعك بإخلاص.