Pengapungandalam Pemanfaatan
Flotasi memaksimalkan nilai bijih dengan memisahkan mineral berharga dari mineral pengotor secara cermat dalam pemrosesan mineral melalui perbedaan fisik dan kimia. Baik dalam menangani logam nonferrous, logam ferrous, maupun mineral nonmetalik, flotasi memainkan peran penting dalam menyediakan bahan baku berkualitas tinggi.
1. Metode Flotasi
(1) Flotasi Langsung
Flotasi langsung mengacu pada penyaringan mineral berharga dari bubur dengan membiarkannya menempel pada gelembung udara dan mengapung ke permukaan, sementara mineral pengotor tetap berada di dalam bubur. Metode ini penting dalam pemurnian logam nonferrous. Misalnya, pemrosesan bijih masuk ke tahap flotasi setelah mengalami penghancuran dan penggilingan dalam pemrosesan bijih tembaga, di mana pengumpul anionik tertentu diperkenalkan untuk mengubah sifat hidrofobisitas dan membiarkannya teradsorpsi pada permukaan mineral tembaga. Kemudian partikel tembaga hidrofobik menempel pada gelembung udara dan naik, membentuk lapisan buih yang mengandung tembaga yang kaya. Buih ini dikumpulkan dalam konsentrasi awal mineral tembaga, yang berfungsi sebagai bahan baku bermutu tinggi untuk pemurnian lebih lanjut.
(2) Flotasi Terbalik
Flotasi terbalik melibatkan pengapungan mineral pengotor sementara mineral berharga tetap berada dalam bubur. Misalnya, dalam pengolahan bijih besi dengan pengotor kuarsa, pengumpul anionik atau kationik digunakan untuk mengubah lingkungan kimia bubur. Ini mengubah sifat hidrofilik kuarsa menjadi hidrofobik, yang memungkinkannya menempel pada gelembung udara dan mengapung.
(3) Flotasi Preferensial
Bila bijih mengandung dua atau lebih komponen berharga, flotasi preferensial memisahkannya secara berurutan berdasarkan faktor-faktor seperti aktivitas mineral dan nilai ekonomi. Proses flotasi langkah demi langkah ini memastikan setiap mineral berharga diperoleh dengan tingkat kemurnian dan pemulihan yang tinggi, sehingga memaksimalkan pemanfaatan sumber daya.
(4) Flotasi Massal
Flotasi massal mengolah beberapa mineral berharga secara keseluruhan, mengapungkannya bersama-sama untuk memperoleh konsentrat campuran, diikuti dengan pemisahan berikutnya. Misalnya, dalam pemurnian bijih tembaga-nikel, di mana mineral tembaga dan nikel saling terkait erat, flotasi massal menggunakan reagen seperti xanthates atau thiol memungkinkan flotasi mineral tembaga dan nikel sulfida secara bersamaan, membentuk konsentrat campuran. Proses pemisahan kompleks berikutnya, seperti menggunakan reagen kapur dan sianida, mengisolasi konsentrat tembaga dan nikel dengan kemurnian tinggi. Pendekatan "kumpulkan dulu, pisahkan nanti" ini meminimalkan hilangnya mineral berharga pada tahap awal dan secara signifikan meningkatkan tingkat pemulihan keseluruhan untuk bijih kompleks.
2. Proses Flotasi: Presisi Langkah demi Langkah
(1) Proses Flotasi Bertahap: Penyempurnaan Inkremental
Dalam flotasi, flotasi bertahap memandu pemrosesan bijih kompleks dengan membagi proses flotasi menjadi beberapa tahap.
Misalnya, dalam proses flotasi dua tahap, bijih mengalami penggilingan kasar, yang sebagian melepaskan mineral berharga. Tahap flotasi pertama memulihkan mineral yang dilepaskan ini sebagai konsentrat awal. Partikel yang tidak dilepaskan yang tersisa berlanjut ke tahap penggilingan kedua untuk pengurangan ukuran lebih lanjut, diikuti oleh tahap flotasi kedua. Ini memastikan mineral berharga yang tersisa dipisahkan secara menyeluruh dan digabungkan dengan konsentrat tahap pertama. Metode ini mencegah penggilingan berlebihan pada tahap awal, mengurangi pemborosan sumber daya, dan meningkatkan presisi flotasi.
Untuk bijih yang lebih kompleks, seperti bijih yang mengandung beberapa logam langka dengan struktur kristal yang terikat erat, proses flotasi tiga tahap dapat digunakan. Langkah penggilingan dan flotasi yang bergantian memungkinkan penyaringan yang cermat dan memastikan setiap mineral berharga diekstraksi dengan kemurnian dan tingkat pemulihan maksimum, sehingga menjadi dasar yang kuat untuk pemrosesan lebih lanjut.
3. Faktor Kunci dalam Flotasi
(1) Nilai pH: Keseimbangan Halus Keasaman Bubur
Nilai pH bubur berperan penting dalam flotasi, yang secara mendalam memengaruhi sifat permukaan mineral dan kinerja reagen. Ketika pH berada di atas titik isoelektrik mineral, permukaannya menjadi bermuatan negatif; di bawahnya, permukaannya bermuatan positif. Perubahan muatan permukaan ini menentukan interaksi penyerapan antara mineral dan reagen, seperti halnya tarikan atau tolakan magnet.
Misalnya, dalam kondisi asam, mineral sulfida memperoleh manfaat dari peningkatan aktivitas kolektor, sehingga memudahkan penangkapan mineral sulfida target. Sebaliknya, kondisi basa memfasilitasi flotasi mineral oksida dengan memodifikasi sifat permukaannya untuk meningkatkan afinitas reagen.
Berbagai mineral memerlukan kadar pH tertentu untuk flotasi, sehingga memerlukan kontrol yang tepat. Misalnya, dalam flotasi campuran kuarsa dan kalsit, kuarsa dapat diapungkan secara lebih baik dengan menyesuaikan pH bubur menjadi 2-3 dan menggunakan kolektor berbasis amina. Sebaliknya, flotasi kalsit lebih disukai dalam kondisi basa dengan kolektor berbasis asam lemak. Penyesuaian pH yang tepat ini adalah kunci untuk mencapai pemisahan mineral yang efisien.
(2) Rezim Reagen
Rezim reagen mengatur proses flotasi, meliputi pemilihan, dosis, persiapan, dan penambahan reagen. Reagen secara selektif menyerap ke permukaan mineral target, mengubah sifat hidrofobisitasnya.
Pembuih menstabilkan gelembung dalam bubur dan memfasilitasi flotasi partikel hidrofobik. Pembuih yang umum termasuk minyak pinus dan minyak kresol, yang membentuk gelembung stabil dan berukuran besar untuk pengikatan partikel.
Pengubah mengaktifkan atau menghambat sifat permukaan mineral dan menyesuaikan kondisi kimia atau elektrokimia bubur.
Dosis reagen memerlukan ketepatan—jumlah yang tidak mencukupi mengurangi sifat hidrofobisitas, menurunkan tingkat pemulihan, sementara jumlah yang berlebihan membuang-buang reagen, meningkatkan biaya, dan mengorbankan kualitas konsentrat. Perangkat cerdas sepertipengukur konsentrasi onlinedapat mewujudkan pengendalian dosis reagen yang akurat.
Waktu dan metode penambahan reagen juga penting. Pengatur, depresan, dan beberapa pengumpul sering ditambahkan selama penggilingan untuk menyiapkan lingkungan kimia bubur lebih awal. Pengumpul dan pembuih biasanya ditambahkan di tangki flotasi pertama untuk memaksimalkan efektivitasnya pada saat-saat kritis.
(3) Laju Aerasi
Laju aerasi menciptakan kondisi optimal untuk perlekatan gelembung mineral, sehingga menjadi faktor yang sangat diperlukan dalam flotasi. Aerasi yang tidak memadai menghasilkan terlalu sedikit gelembung, sehingga mengurangi peluang terjadinya tabrakan dan perlekatan, sehingga mengganggu kinerja flotasi. Aerasi yang berlebihan menyebabkan turbulensi yang berlebihan, yang menyebabkan gelembung pecah dan melepaskan partikel yang menempel, sehingga mengurangi efisiensi.
Insinyur menggunakan metode seperti pengumpulan gas atau pengukuran aliran udara berbasis anemometer untuk menyempurnakan laju aerasi. Untuk partikel kasar, meningkatkan aerasi untuk menghasilkan gelembung yang lebih besar akan meningkatkan efisiensi flotasi. Untuk partikel halus atau yang mudah mengapung, penyesuaian yang cermat akan memastikan flotasi yang stabil dan efektif.
(4) Waktu Flotasi
Waktu flotasi merupakan keseimbangan yang rumit antara kadar konsentrat dan tingkat pemulihan, yang membutuhkan kalibrasi yang tepat. Pada tahap awal, mineral berharga dengan cepat menempel pada gelembung, yang menghasilkan tingkat pemulihan dan kadar konsentrat yang tinggi.
Seiring berjalannya waktu, saat mineral yang lebih berharga terlarut, mineral gangue juga dapat meningkat, sehingga kemurnian konsentrat menjadi encer. Untuk bijih sederhana dengan mineral berbutir kasar dan mudah terlarut, waktu flotasi yang lebih singkat sudah cukup, sehingga memastikan tingkat pemulihan yang tinggi tanpa mengorbankan mutu konsentrat. Untuk bijih kompleks atau tahan api, waktu flotasi yang lebih lama diperlukan untuk memungkinkan mineral berbutir halus berinteraksi dengan reagen dan gelembung dengan cukup. Penyesuaian waktu flotasi yang dinamis merupakan ciri khas teknologi flotasi yang tepat dan efisien.
Waktu posting: 22-Jan-2025
