مقاله بررسی مقایسه ای سلول های فلوتاسیون مورد استفاده در کارخانه های کانه آرایی(فلزی و غیر فلزی)

اختصاصی از فایلکو مقاله بررسی مقایسه ای سلول های فلوتاسیون مورد استفاده در کارخانه های کانه آرایی(فلزی و غیر فلزی) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

 فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحات:53

∙2∙آشنایی با مفاهیم فلوتاسیون

فلوتاسیون یکی از مهمترین فرایندهای جداسازی کانیها می باشد ونقش بسیار مهم وتعیین کننده ای در فراوری مواد معدنی به عهده دارد∙به قسمی که امروزه بیش از 109*2 تن  در سال ،مواد معدنی تحت این فرایند جداسازی قرار می گیرد.فلوتاسیون باکاربردخواص شیمیایی فیزیکی سطوح و براساس چسبندگی3حبابهای هوا به قطعات کانی در یک محیط آبی و سپس شناور شدن4 این مجموعه به طرف سطح مایع ونهایتا انتقال به لایه کف5 که در بالای سطح مایع قرار گرفته است،مبتنی می باشد.

به منظور جداسازی کانیهای ارزشمند 6 در یک سنگ، ابتدا آن را به ابعاد مناسب توسط دستگاههای سنگ شکنی وآسیاها خرد می نمایند.این ابعاد به جز در موارد خاص به اندازه دجه آزادی7 ویا حتی با توجه به شرایط بهینه8 فرایند کوچکتر از آن نیز می باشد.مواد خرد شده در آب توسط هم زن به صورت معلق در می آید که اصطلاحا به آن پالپ 9 می گویند. رقت پالپ به طور معمول بین25٪تا 45٪وزنی جامد می باشد.سپس مواد شیمیایی خاصی به پالپ اضافه گشته وضمن هم زدن دائمی  وپس از طی زمان معینی که برای تاخیر مواد شیمیایی لازم است آنرا به سلولهای فلوتاسیون منتقل مینمایند این مرحله را فاز آماده سازی می نامند.

 کف                               سلول فلوتاسیون با( همزن)

                     شکل 1-1 فرایند فلوتاسیون به صورت شماتیک

 ذکر این نکته ضروری است که سطوح اکثریت کانیها پس از  عملیات خردایش  وقبل از  تاثیر عوامل محیطی، به راحتی توسط آب خیس گشته  وفی الواقع تمایلی به دور نمودن آب از خود در مقابل هوا ندارد بطوریکه سطح اینگونه مواد را آب 1 پذیر می گویند. موادی که دارای سطوح هیدروفیل می باشند  در فرایند فلوتاسیون فلوته نمیگردند . لذا می بایست سطح بعضی از کانیهای مورد نظر را به صورت انتخابی 12 بقسمی آماده نمود که تمایل بیشتری به هوا بیابند .به عبارت دیگر آب را از خود دور نموده  ومتصل به حباب هوا گردند . اینگونه سطوح را آبران  یا آب گریز 13 می نامند .شکل 1-2 تفاوت سطوح آب پذیر را از لحاظ ترشوندگی وزاویه تماس آب با سطح کانی نشان می دهد.

1. 1.3. معرف های شیمیایی14 مورد مصرف در فلوتاسیون

هدف نهایی از اضافه نمودن مواد شیمیایی در فرایند فلوتسیون ایجاد وجلوگیری از هیدروفوب شدن سطح کانیها می باشد .در فرایند فلوتاسیون از مواد شیمیایی دیگری نیز به منظور فراهم نمودن شرایط مناسب  جهت تاثیر در

   3-adhesion                              4-float                 5-froth layor                     6-valuable minerals

7-degree of liberation            8-optimum             9-pulp                           10-conditioning         

دانلود مقاله اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2+, Cu2+

اختصاصی از فایلکو دانلود مقاله اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2+, Cu2+ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مشخصات این فایل
عنوان: اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2+, Cu2+
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 14

این مقاله درمورد اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2+, Cu2+ می باشد.

خلاصه آنچه در مقاله اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2+, Cu2+ می خوانید :

- نتایج و بحث
1-3- تست های گزینش یون فلز
سیستم SDS- Cu- Ca برای ارزیابی قابلیت Trien در ترفیع تفکیک یون ها بررسی شده بودند- محلول ها در PH حدود 6.3 نگه داری شده بودند که در اینجا Cu2+ کاملاً توسط ملیت های استوکیومتریک Trien کمپلکس شده است در حالی که Ca2+ این گونه نیست. شکل 4 نشان می دهد که کمپلکس Trien Cu2+- به طور قابل توجهی سر تعمیر از Cu2+ زدوده شده و نهایتاً به غلظت نهایی  Cu2+ رسید.
این مقدار با رفتار سیستم SDS- Ca- Cu بدون Trien (شکل 5) فرق دارد که در اینجا Cu2+ سهر تعمیر از Cu2+ حذف شده و سرانجام به غلظت کمی کمتر رسید. کمپلکس سیون Cu2+ با Trien باعث بهبود چگالی جذب سطحی آن با DS- شد که احتمالاً سرعت جذف آن را افزایش قابل توجهی داده و حذف آن را از محلول های خیلی دقیق تسهیل می کند. این نتیجه برای مصارف پتانسیل فلوتاسیون یون در سم زدایی سیالات خروجی و آب ها با غلظت های کلسیم بالا علاوه بر حلال های سمی خیلی مهم بود. برای بررسی بیشتر اثر trine روی فلوتاسیون یون یون های فلزی، رفتار محلول های فلزی بررسی شده بود.

2-3- فلوتاسیون یون و کشش سطحی
شکل های 6 و 7 رفتار فلوتاسیون یون Cu2+  و Ni2+  را با SDs در حضور و عدم حضور Trien مقایسه می کند. Trien باعث بهبود قابل توجه سرعت یون زدایی فلز و کاهش غلظت نهایی به دلیل کمپلکساسیون Trien - M2+  و تغییر حاصل در انرپی آزاد جذب سطحی در حد فاصل هوا/ محلول شد. این مورد نشان می دهد که اثر Trien در بهبود قابلیت انتخاب مس نسبت به کلسیم به دلیل بهبود فلوتاسیون مس بوده است.
شکل های 8 و 9 کشش های سطحی محلول های یون های فلزی SDs در وجود Trien را به صورت تابعی از غلظت SDS نشان می دهد. دی یون فلز و Trien نصف SDS بودند تا تعادل ستوکیومتری حفظ شود. غلظت های یون فلز و Trien.
کشش های سطحی، پیشش بیشتری را در مورد اثر کمپلک سیون Trien روی کشش سطحی فراهم می سازد. در غلظت مواد فعال متوسط و بالا، غلظت ویژه SDS موقع وجود Trien باعث کاهش قابل توجه کشش سطحی شد. گرادیان سختی کشش سطحی در حضور Trien در غلظت های متوسط به طور قابل توجهی منفی تر بود. معادلات 1 و 2 نشان می دهند که این مورد متناسب با چگالی های جذب سطح بالاتر دودکیل سولفات و یون های فلز موقع کمپلکس شدن یون های فلز توسط Trien می باشد.
چگالی جذب سطحی در شروع هر تست فلوتاسیون یون از گرادیان های شکل های 8 و 9 و با استفاده از معادله 1 بر آورده شده بودند. این چگالی ها در جدول 3 همراه با مساحت معادل هر ملکول نشان داده شده اند. این چگالی ها قابل مقایسه با مقادیر 3-5.89 ymollm2 حاصل از تکنیک های حباب و رادی ردیاب تریسیوم می باشد. معلوم است که Trien چگالی جذب سطحی دو دکیل سولفات را افزایش و مساحت / ملکول را تا %20 در سیستم SDS- Cu و جحدود %10 در سیستم SDS – Ni کاهش داده است که تأثیر می گذارد Trien همراه با زنجیره های دودکیل در طرف بخار حد فاصل محلول/ بخار جذب شده از این رو انتظار می رود که چگالی جذب سطحی دودکیل سولفات را کاهش و مساحت / ملکول را افزایش می دهد.
میزانی که Trien جذب سطحی را افزایش می دهد می تواند از لحاظ کمی برآورد شده باشد. مشخص است که افزایش طول زنجیره هیدروکربن الکیل سولفات، باعث کاهش کشش های سطحی محلول های آبی این مواد فعال می شود. شکل های 8 و 9 نشان می دهند که اضافه شدن Trien اثر مشابهی دارد. برای تخمین تغییر کلی انرژی آزاد گیبس مربوط به جذب مشترک کمپلس های Trien – فلز با DS- در حد فاصل هوا محلول در مقایسه با جذب سطحی مشترک کاتیون های ساده، غلظت های SDs متناسب با کشش سطحی 0.05N/m برای همه سیستم ها مشخص شده بودند. که در جدول 4 نشان داد. شده است. انرژی آزاد گیبس لازم برای انتقال یک سول یون های فلز ساده از محلول انبوه به حد فاصل هوا/ محلول می تواند به صورت   نوشته شود: معادله یک معادله مشابه می تواند برای این انرژی و برای سول Trien M (II) نوشته شود یعنی   .

با فرض این که ضخامت ناحیه های مشابه تنش کششی مشابه y است:
واقعیتی که جذب سطحی با دودکیل سولفات از لحاظ انرژی برای کمپلکس های Trien – فلز مطلوب تر از یون های آبی فلز است ممکن است انعکاس و هنر، سهولت بیشتر هیدراسیون کمپلکس Trien- فلز یا فعل و انفعال مستقیم بین Trien و موزهای دیگر موجود در ناحیه مشترک باشد که در محلول توده وجود ندارد. علاوه بر این خاصیت هیدروفوبیک گروه های اتیلن Trien باعث کاهش   یعنی انرژی گیبس جابجایی اسفر هیدراسیون تا نور خورشید خواهد شد.
اگر سهولت بیشتر دهرریسیون تنها از مطلوب روی جذب سطحی کمپلک های فلز- Trien باشد مزد چگالی های جذب سطحی مشاهده شده در فرایکی اشباع در هر دو سیستم SDS- Ni(II) – Tiren , SDS – Cu (II) را مستثنی نخواهد کرد به نظر متحمل می رسد که Trien با نوردهای دیگر موجود در ناحیه میانی واکنش می دهد. این واکنش بعید است که باز محیره هیدروکرین ددوکیل سولفات یا گروه های سر سولفات باشد. به احتمال بیشتر این فعل و انفعال، فعل و انفعالات هیدروفوبیک بین قسمت های اتیلن کمپلکس های Trien- فلز مجاور خواهد بود.
گیاند Trien ، شش گروه CH2 را به همراه هم وارد که به صورت قسمت های اتیلن آرایش یافته است (شکل 1). از اندازه   واضح است که فعل و انفعال هیدروفوبیک بایستی ناچیزتر از موردی باشد که همه گروه های اتیلن بتوانند فعل و انفعال نزدیکی با گروه های اتیلن و کمپلک های مجاور داشته باشند. اولاً محدودیت های قابل توجهی وجود دارد که از فعل و انفعال بهینه بین زنجیره های اتیلن مجاور یون های کمپلکس فلز – Trien جلوگیری می کند. چرخش های را لزوم کمپلکس ها، باعث جابجایی گروه های اتیلن Trien از پلان نزدیک به کمپلکس های مجاور خواهند شد. ثانیاً کمپلکس های فلز- Trien می توانند در بهترین شرایط تنها در یک پلان بحرانی محلول آبی واکنش دهند. زنجیره های هیدروفوبیک مواد فعال دیکتاتیک در طرف بخار حد فاصل بخار/ محلول قرار دارند.
گروه های CH2 در یک لایه هیدروکبن نازک تعبیه شده و می توانند با گروه های CH2 دیگر در سردیماسیون فعل و انفعال برقرار نمایند. سرانجام برخی از فرایند هیدروسیون اضافی برای فعل و انفعال گروه های اتیلن روی کمپلکس های فلز- Trien مجاور لازم بودند.

4- خلاصه:
موقعی که فلوتاسیون یون با دودکیل سولفات در مخلوط یون های کلسیم و مس در حضور Trien انجام شد. مس حذف می شود. این رفتار می تواند، مصارف صفری در عملیات آبی و سیال خروجی داشته باشد.
Trien  سرعت های حذف Nizr, Cuzr را طی فلوتاسیون یون با ددوکیل سولفات افزایش داده و غلظت حالت رسانا را کاهش داد. اندازه گیری های کشش سطحی تأئید کردند که Trien فعالیت سطحی چگالی جذب سطحی را در محلول های Cu (II) SDS Ni (II), SDS- بهبود بخشیده است. تغییر کلی انرژی آزاد گیبس برای جذب سطحی ساحل از کمپلک سیون برای مس و سیکل  -3.6 و -3.JKg/Mol بود و گمان می رود که شامل اثرات فعل و انفعالات هیدروفوبیک بین کمپلکس دی فلز - Trien   در حد فاصل بخار/ محلول همراه با تغییرات میزان و هیدرواسیون مربوط به جذب سطحی مشترک کمپلکس فلز- Trien   با Ds- در حد فاصل هوا/ محلول باشد.
....

بخشی از فهرست مطالب مقاله اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2+, Cu2+

چکیده
1- مقدمه:
2- مواد و روش ها
2-1- مواد
2-2- اندازه گیری کشش سطحی
3-2- فلوتاسیون یون
4-2- آنالیز یون فلز
3- نتایج و بحث
1-3- تست های گزینش یون فلز
2-3- فلوتاسیون یون و کشش سطحی
خلاصه:

دانلود مقاله اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2+, Cu2+

اختصاصی از فایلکو دانلود مقاله اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2+, Cu2+ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فلوتاسیون یون یک فرایند تفکیک شامل جذب یک ماده فعال و کانتریون و در حد فاصل محلول آبی / هواست. که برای حذف یون های فلز سنگین سمی از محلول دی آبی رقیق، فوق العاده است. ما در اینجا اثر گیماند لیت ساز عصبی و Trien را روی فلوتاسیون یون کاتیون دبی با دودکیل سولفات DS و به صورت دودکیل سولفات سدیم SDS اضافه شده را نشان می دهیم. فلورتاسیون یون در سیستم (II) Trien SDS- CU باعث حذف ترجیحی CU (II) می شود که بر عکس قابلیت گزینش مشاهده شده در سیستم (II) Trien SDS- CU بدون Trien است. سرعت دی حذف Ni2+, Cu2+  با DS خیلی سریعتر از (وجود Tries) نسبت به یون های ساده بود و غلظت نهایی فنر به طور قابل توجهی کمتر بود. اندازه گیری دی کشش سطحی نشان دادند که Trien باعث بهبود فعالیت سطحی و چگونگی جذب سطحی محلول های SDS- CU (II), SDS – Ni (II) شد. تغییر کمی انرپی آزاد گیبس برای جذب سطحی حاصل از کمپلک یون به ازاء CU (II) برابر -3.6 kg/mol و به ازاء Ni (II) برابر -3.5 kg/mol بود و شامل اثرات فعل و انفعالات هیدروفولیک بین مجموعه دی Trien فلزی در حد فاصل هوا / محلول می باشد و با تغییرات میزان دهیدراسیون مربوط به جذب مشترک مجموعه Trien – فلز با DS در حد فاصل هوا/ محلول همراه است.

1- مقدمه:

فلتاسیون یون ، یک تکنیک تفکیک استفاده شده برای حذف یونهای غیر فعال سطحی از محلول دی آلی از طریق اضافه کردن یک ماده فعال می باشد. ماده فعال به طور خود به خود در حد فاصل هوای محلول متمرکز شده و یونهای حذف شده با فعل و انفعال الکترو استاتیک یا کی سیت به ماده فعال متصل شده اند. یونهای در حال واکنش با ماده فعال سوتعی از محلول زدوده شده اند که گاز در محلول پخش شده و حباب دی حاصل تشکیل یک فوم پایدار می دهند. در مقایسه با روش دی تفکیک های دیگر فلوتاسیون یون مزایایی از لحاظ سهولت عملیات و هزینه دی پائین دارد و برای پردازش حجم دی زیاد محلولت های آبسی رقیق خیلی برجسته است.

1- مقدمه:
2-1- مواد
2-2- اندازه گیری کشش سطحی
3-2- فلوتاسیون یون
4-2- آنالیز یون فلز
3- نتایج و بحث
1-3- تست های گزینش یون فلز
2-3- فلوتاسیون یون و کشش سطحی
4- خلاصه:

شامل 14 صفحه فایل word

دانلود با لینک مستقیم

دانلود مقاله اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2+, Cu2+

دانلود پایان نامه فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

اختصاصی از فایلکو دانلود پایان نامه فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده: فلوئوریت (CaF2) یک ماده فلورینی مهمی می باشد که بیشتر جهت تولید اسید هیدروفلوئوریک و در صنعت فولاد بکار می رود در این بخش خلاصه مطالبی در مورد روشهای فلوتاسیون فلوئورین، نفتنات سدیم، تأثیر دی اولئات کلسیم بر روی سطح کلسیم و فلوئورین، و رفتار شناور گونه عنصر فلورایت [دارای اسید چرب] ارائه می شود در استخراج فلوئورین از سنگ آهن در چین از نفتنات سدیم غنی شده بعنوان عامل وصولی و سولفات مس نمکی مس بعنوان کندساز مواد معدنی فسفاتی مورد مطالعه قرار می گیرد اسید پالمتیک [یک وصول کننده ترکیب کربوکسیلات] و نمکهای پالمیتات کلسیم و اثر آنها را روی رفتار شناورگونه فلوئوریت را دقیقاً تشریح می نماید برای بررسی تأثیر دی اولئات کلسیم بر روی سطح کلسیم و فلوئورین باید نیروهای کششی متقابل کلکتورها با سطوح کلسیت و فلوئوریت مورد استفاده می باشد نیروهای جاذب AFM بین دی اولئات کلسیم کروی و سطح فلوئوریت بسیار قوی می باشد نیروی دافعه AFM بین دی اولئات کلسیم کروی و سطوح فلوئوریت همگون با روند پیش بینی DVLO نمی باشد. فعل و انفعالات عاری از DVLO اینطور در نظر است که توسط ساختارهای آبی میان سطحی مختلفی در فلوئوریت – واسطه های کلسیت – آب همانطور که توسط آزمایشات محاسبه عددی با استفاده شبیه سازی پویای مولکولی آشکار گردیده است توجیه می شود در مورد فلوتاسیون فلوئورین در یک ستون کوتاه با استفاده از یک ستون کوتاه [ناحیه جمع آوری کننده خارج و حدود 8 متر] طول دارد و تحت گرایش منفی شدت جریان مواد زائد کمتر از جریان تغذیه می باشد و بدون استفاده از آب شستشو ارائه می نماید در مورد فلوتاسیون فلوئورین با استفاده از پروسه پراکندگی ذرات با بکارگیری عامل CMC بعنوان تجزیه کننده توانسته است بصورت مؤثری در ارتقاء کار فلوتاسیون فلوئوریت تأثیرگذار باشد و باعث افزایش کیفی فلوئوریت از 72% به 5/78% در همان گرید تغلیظی 98% CaF2 می گردد.

چکیده                                                 1
مقدمه                                                3
فصل اول: فلوئورین
1-1- مقدمه                                            5
1-2- مشخصات عمومی و کلی فلورین                                 10
1-2-1- مشخصات عمومی فلورین                            10
1-2-2- مشخصات کلی فلورین                                12
1-3- زمین شناسی فلورین                                    18
    1-3-1- انواع کانسارهای فلورین                                18
    1-3-2- زمین شناسی و پراکندگی کانه در ایران                         21
    1-3-3- شرایط تشکیل وژنز فلورین                            25
    1-3-4- مطالعات اکتشافی                                28
1-4- روش های اکتشاف و استخراج و فرآوری فلورین                        31
    1-4-1- روش های عمده اکتشاف فلورین                            31
1-5- بررسی وضعیت فلورین در جهان                                 36
    1-5-1- کشورهای عمده تولید کننده فلورین                        36
    1-5-2- میزان صادرات فلورین در جهان                            37
1-6- بیولوژی و تاثیرات زیست محیطی فلوئورین                            40
1-7- صنایع مصرف کننده فلوئورین در جهان                            40

فصل دوم: فرآوری فلوئورین با روش فلوتاسیون
2-1- مقدمه                                            43
2-2- عملیات آزمایشی                                        45
2-2-1- نمونه سنگ معدن                                 45
2-2-2- معرفها (مواد شیمیایی مورد مصرف)                        46
2-2-2-1-Gj                                      46
2-2-2-2- سولفات مس نمکی                            47
2-2-2-3- سایر معرفها                                 48
2-2-3- فلوشیت فلوتاسیون                                 48
2-3- نتایج و بحثها                                         50

فصل سوم: رفتار پیچیده اسید چرب در فلوتاسیون فلورین
3-1- مقدمه                                            57
3-2- مواد و روشها                                         58
3-3- نتایج آزمایشات                                        61
3-3-1- محلولهای اسید پالمتیک مایع                             61
3-3-2- بالقوگی زتای – zeta رسوبات پالمیتات                         64
3-3-3- تاثیر اسید پالمیتیک روی بالقوگی زتای فلوئورین                    66
3-3-4- جذب سطحی پالمیتات در فلوئوریت                        69
3-3-5- نوعهای پالمیتات و زاویه تماس فلوئوریت                         70
3-3-6- شناوری فلوئوریت با وصول کننده پالمیتات                     72


فصل چهارم: فلوتاسیون فلوئورین با عیار بالا در فلوتاسیون ستونی
4-1- مقدمه                                             77
4-2- مواد و روشها                                        78
4-2-1- ماده معدنی                                    78
4-3- نتایج و بحث                                         83

فصل پنجم: تأثیر دی اولئات کلسیم بر روی سطح کلسیم و فلوئورین
5-1- مقدمه                                             90
5-2- آزمایشات                                            95
5-2-1- اندازه گیری نیروی فعل و انفعالی توسط میکروسکوپ اتمی (AFM)         95
5-2-2- محاسبه عددی از طریق شبیه سازی دینامیک مولکولی                 97
5-3- نتایج و بحث                                        103
5-3-1- نیروهای فعل و انفعالی میان سطحی اندازه گیری شده توسط میکروسکوپ اتمی (AFM)   103
5-3-2- آنالیز نیروهای فعل و انفعالی با استفاده از نظریه های: DLVO  و DLVO ارتقاء یافته     104
5-3-3- ساختار میان سطحی آب در سطوح کلسیت و فلوئوریت                110
5-3-4- بحث و نتیجه گیری                                114

فصل ششم: بهبود فلوتاسیون فلورین با استفاده از پروسه پراکندگی ذرات
6-1- مقدمه                                             118
6-2- فرایند آزمایشی                                        120
6-2-1- مواد                                        120
6-2-2- روشهای آزمایشی                                121
6-2-2-1- آنالیز دانه سنجی                            121
6-2-2-2- آنالیز دیدن از طریق میکروسکوپ الکترونیکی (S6M)            122
6-2-2-3- تست فلوتاسیون                             122
6-3- نتایج و بحثها                                         123

فصل هفتم: نتایج و پیشنهادات
نتایج و پیشنهادات                                        135
منابع مورد استفاده                                        138

دانلود با لینک مستقیم

دانلود پایان نامه فلوتاسیون فلورین با استفاده از کلکتورهای آنیونیک

پایان نامه بررسی مقایسه ای سلول های فلوتاسیون مورد استفاده در کارخانه های کانه آرایی

اختصاصی از فایلکو پایان نامه بررسی مقایسه ای سلول های فلوتاسیون مورد استفاده در کارخانه های کانه آرایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فصل اول:مفاهیم اولیه فلوتاسیون

 1∙1 مقدمه

 پروسه فلوتاسیون یکی از روشهای متداول فراوری مواد معدنی است که برای اولین بار در سال 1906 به ثبت رسیده است∙کاربرد این پروسه انتخابی بیشتر برای کانسار پیچیده فلزی ١چون سرب وروی ،اکسیدهای آهن وروی،سولفاتهای روی وآهن و همچنین کانسارهای غیر فلزی مانند فلوئوریت ، فسفاتها،زغال سنگ وغیره می باشد∙

کاربرد سایر روشهای جداسازی مواد معدنی از قبیل روشهای ثقلی، مغناطیسی والکترواستاتیکی اختصاص به کانیهای معین ویا مواد معدنی متشکل از تعداد محدود ومشخصی از کانیها دارد در حالیکه فلوتاسیون با بکار گیری اختلاف خواص شیمیایی سطوح کانیها ومواد شیمیایی متعددی که امروزه فراهم آمده است تقریبا هیچگونه محدودیتی در جداسازی مواد معدنی ندارد . مشکل نرمه در صنعت فلوتاسیون نیز اخیرا با مواردی که با استفاده از تکنیک فولو کولاسیون2 انتخابی در دسترس قرار گرفته است تا حدود زیادی رفع شده است.

 فرایند فلوتاسیون به دلایل مشروحه ذیل از اهمیت بیشتری نسبت به سایر روشهای تغلیظ برخوردار است:

الف)کاهش منابع معدنی با عیارهای بالا و مینرالوژی ساده که بتوان به روشهای ساده فیزیکی ساده آنها را تغلیظ نمود .

 ب)کاربرد وسیع صنعت فلوتاسیون در محدوده دانه بندی مواد معدنی بین 20 تا 200 مش به طوریکه این ابعاد از 10 مش در مورد زغال سنگ ودر مورد سایر مواد مواد معدنی از 48 مش وتا 10 تا 15 میکرون

که در شرایط خاص تحت فراوری قرار میگیرد، مورد استفاده قرار میگیرد.

 ج)تکنیکهای مختلف فلوتاسیون منحصر به نوع کانی معین و یا تعداد محدودی از کانیهای متشکله سنگهای معدنی نمی باشد∙

1∙2∙آشنایی با مفاهیم فلوتاسیون

فلوتاسیون یکی از مهمترین فرایندهای جداسازی کانیها می باشد ونقش بسیار مهم وتعیین کننده ای در فراوری مواد معدنی به عهده دارد∙به قسمی که امروزه بیش از 10⁹*2 تن در سال ،مواد معدنی تحت این فرایند جداسازی قرار می گیرد.فلوتاسیون باکاربردخواص شیمیایی فیزیکی سطوح و براساس چسبندگی3حبابهای هوا به قطعات کانی در یک محیط آبی و سپس شناور شدن4 این مجموعه به طرف سطح مایع ونهایتا انتقال به لایه کف5 که در بالای سطح مایع قرار گرفته است،مبتنی می باشد.

به منظور جداسازی کانیهای ارزشمند 6 در یک سنگ، ابتدا آن را به ابعاد مناسب توسط دستگاههای سنگ شکنی وآسیاها خرد می نمایند.این ابعاد به جز در موارد خاص به اندازه دجه آزادی7 ویا حتی با توجه به شرایط بهینه8 فرایند کوچکتر از آن نیز می باشد.مواد خرد شده در آب توسط هم زن به صورت معلق در می آید که اصطلاحا به آن پالپ 9 می گویند. رقت پالپ به طور معمول بین25٪تا 45٪وزنی جامد می باشد.سپس مواد شیمیایی خاصی به پالپ اضافه گشته وضمن هم زدن دائمی وپس از طی زمان معینی که برای تاخیر مواد شیمیایی لازم است آنرا به سلولهای فلوتاسیون منتقل مینمایند این مرحله را فاز آماده سازی می نامند.

ذکر این نکته ضروری است که سطوح اکثریت کانیها پس از عملیات خردایش وقبل از تاثیر عوامل محیطی، به راحتی توسط آب خیس گشته وفی الواقع تمایلی به دور نمودن آب از خود در مقابل هوا ندارد بطوریکه سطح اینگونه مواد را آب 1 پذیر می گویند. موادی که دارای سطوح هیدروفیل می باشند در فرایند فلوتاسیون فلوته نمیگردند . لذا می بایست سطح بعضی از کانیهای مورد نظر را به صورت انتخابی 12 بقسمی آماده نمود که تمایل بیشتری به هوا بیابند .به عبارت دیگر آب را از خود دور نموده ومتصل به حباب هوا گردند . اینگونه سطوح را آبران یا آب گریز 13 می نامند .شکل 1-2 تفاوت سطوح آب پذیر را از لحاظ ترشوندگی وزاویه تماس آب با سطح کانی نشان می دهد.

1.3. معرف های شیمیایی14 مورد مصرف در فلوتاسیون

هدف نهایی از اضافه نمودن مواد شیمیایی در فرایند فلوتسیون ایجاد وجلوگیری از هیدروفوب شدن سطح کانیها می باشد .در فرایند فلوتاسیون از مواد شیمیایی دیگری نیز به منظور فراهم نمودن شرایط مناسب جهت تاثیر در

 امر فوق الذکر و یا ایجاد پایداری حبابهای هوا به منظور ایجاد وتوان لازم جهت حمل ذرات کانی به سطح سیال بر اساس قوانین شناوری استفاده می گردد.

اهم مواد شیمیایی که در فلوتاسیون مصرف می گردد با توجه به خواص وعملکرد معینهر کدام به شرح ذیل تقسیم بندی می گردد.

1∙3 ∙1∙ کلکتورها15

در فلوتاسیون کلکتورها مواد عالی فعال کننده سطوح16 کانیها می باشند که به صورت انتخابی در سطح یک یا چند کانی مورد نظر جذب وسبب هیدرو فوب شدن آن می گردد . وبدین ترتیب یک حباب هوا به صورت ترجیهی به اینگونه کانیها متصل گشته وان را با خود به لایه کف که د ر بالای سلول فلوتاسیون قرار دارد می برد .جزئیات دیگر در این رابطه در بخشهای بعدی به تفصیل آورده خواهد شد.

1∙3∙2فعال کننده ها17

فعال کننده ها موادی هستند که به منظور افزایش جذب انتخاب کلکتور بر سطح یک کانی مشخص بکار برده می شوند .بعبارت دیگر فعال کننده ها قبل از کلکتور به پالپ افزوده شده و با انجام واکنشهایی در سطح بعضی از کانیها زمینه لازم جهت جذب کلکتور را بر روی آنان به صورت انتخابی فراهم آورده و باعث تسریع در عمل جذب کلکتور می گردند.

1∙3∙3∙بازداشت کننده ها18

باز داشت کننده ها با عملکردی درست برعکس عملکرد فعال کننده ها با تاثیر بر سطح بعضی از کانیها سبب جلوگیری از جذب کلکتور بر روی آنان می گردند و به عبارت دیگر هیدروفیل بودن سطوح اینگونه کانیها را حفظ یا تشدید می کند .

1∙3∙4∙کف سازها19

کف سازها نیز از مواد شیمیایی فعال کننده سطوح بوده بطوریکه از این مواد به منظور تشکیل وپایداری کف استفاده می شود به قسمی که کانی های دارای سطوح هیدروفوب بتوانند به راحتی به حباب هوا اتصالی پایدار یابند .به طور کلی کف سازها جهت اهداف ذیل مورد استفاده قرار می گیرند:

الف)کنترل ابعاد حباب هوا

ب)کنترل شکل حباب هوا

ج)ایجاد پایداری کافی حباب هوا در طی فرایند

د)کاهش انرژی سطحی سیال

 1∙3∙5∙تنظیم کننده ها20

تنظیم کننده ها به تمامی مواد شیمیایی (آلی و معدنی )که سبب تنظیم وتعدیل شرایط محیط فلوتاسیون وشیمی پالپ می گردد اطلاق می شود که از آن جمله مواد تنظیم کنندهph محلول را می توان نام برد.

  1∙4پروسه فلوتاسیون22

پس از مرحله آماده سازی پالپ وارد سلولهای فلوتاسیون23 می گردد .سلول فلوتاسیون به عنوان یک رآکتور متشکل از یک تانک،هم زن وتجهیزات لازم برای توزیع ویا ایجاد حبا ب هوا در پالپ می باشد وهوای دمیده شده در درون سلول به صورت حبابهایی با ابعاد قابل کنترل از درون پالپ به طرف سطح سلول حرکت می نمایند.همچنان که آب برروی سطوح هیدروفیل جذب می گردد ،حبابهای هوا نیز بر روی سطوح هیدروفوب قرار گرفته وبه آن متصل می گردند.این مجموعه حباب وقطعات کانیهای متصل به آن با در نظر گرفتن تاثیر نیروی ارشمیدسی بر آن از آب سبکتر بوده وبه طرف سطح پالپ حرکت کرده وبالا می آیند.مجموعه این حبابهای متصل به کانیها 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.

لازم به ذکر است که ذرات هیدروفوب که توسط حبا ب هوا به سطح سلول منتقل وسپس از آن خارج می شوندددچنانچه متشکل از کانی یا کانیهای ارزشمند باشنددراینصورت کف،محصول پر عیار شدهای را تشکیل می دهد واین روش را فلوتاسیون مستقیم24 میگویند.گاهی از اوقات می توان از فلوتاسیون معکوس25 استفاده کرد به طوریکه سطح کانیهای گانگ یا باطله را هیدروفوب نموده و آنها را فلوته وبه عنوان باطله از سلول خارج نمود.در اینصورت باقیمانده کانیها در پالپ محصول پر عیار 26 راتشکیل خواهند داد.

در تمامی مراحل آماده سازی وفلوتاسیون به منظور جلوگیری از ته نشین شده فاز جامد وافزایش سینیتیک فرآیندها، پالپ توسط دستگاه هم زن27 هم زده می شود .بنابراین 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 که 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 میگردد .
• مرحله سوم که در آن فیلم نازک مایع گسیخته شدهوتماس والصاق پایداری میان حباب هوا وقطعه کانی بوجود می آید.پس از تحقق الصاق پایدار کانی هیدروفوب به حباب هوا ایندو مجموعا به طرف سطح پالپ شناور گشته و به لایه کف منتقل می گردند.

 درک صحیح از فرایند فلوتاسیون نیازمندبررسی دوجنبه فیزیکی وشیمیایی سیستم می باشد. از جمله باید دانست که چرا بعضی از مواد جامد قابلیت فلوتاسیون سریعی دارند وبعضی دیگر فاقد آن می باشند.عوامل تغییر وکنترل شیمی سطح کانیها کدامند؟ونقض پارامترهای ترمودینامیکی در شیمی و فیزیک سطح چه می باشند؟مکانیزم عمل مواد شیمیایی مصرفی در فلوتاسیون وتنظیم قابلیت تر شوندگی سطح کانیهای مختلف چگونه است؟

تاثیر ساختمان کریستالی وشیمی کریستالی کانیها چیست؟وهمچنین عوامل کنترل سینیتیک محاصره قطعات کانی توسط حبابهای هوا وسینیتیک کلی فرآیند وسلولهای فلوتاسیون کدامند؟

از نقطه نظر صنعتی جنبه های هیدرودینامیکی ومهندسی فلوتاسیون دارای مفاهیم علمی وعمیقی می باشند که می بایست مورد ارزیابی قرار گیرد.آنچه در این میان اهمیت ویژهای دارد درک دقیق وتصویر علمی از این فرآیند مهم جداسازی 28 است.

 مبانی علمی فلوتاسیون در نیمه دوم قرن بیستم وبه ویژه در دو دهه اخیر رشد شایانی نموده است وهر چه هنوز جنبه های نا شناخته ای وجود دارد که مورد مطالعه محققین است لیکن فلوتاسیون امروزه یک روش مبتنی بر سعی وخطا نبوده ومی بایست با یافتن پایه های علمی ودرک پدیده های نسبتا پیچیده ترمو دینامیک سطح ومکانیز مهای جذب از یک سو وجنبه های مهندسی آن از سوی دیگر به عنوان علم و تکنیک ارزشمند به مطالعه آن پرداخت.