Flotation
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 14. august 2019; checks kræver 7 redigeringer .Flotation ( fr. flottation , fra flotter - at svømme) er en af mineralbearbejdningsmetoderne , som er baseret på forskellen i mineralers evne til at opholde sig på grænsefladeoverfladen, på grund af forskellen i specifikke overfladeenergier. Hydrofobe (dårligt fugtet af vand) mineralpartikler fikseres selektivt ved grænsefladen, sædvanligvis gas og vand, og adskilles fra hydrofile (godt fugtet af vand) partikler. Under flotation klæber gasbobler eller oliedråber til partikler, der er dårligt fugtet af vand og løfter dem til overfladen.
Flotation bruges også til at rense vand fra organiske stoffer og faste suspensioner, til at adskille blandinger og til at accelerere bundfældning i den kemiske industri, olieraffinering, fødevareindustri og andre industrier.
Historie
En vigtig rolle i udviklingen af teorien om flotation blev spillet af arbejdet fra russiske fysiske kemikere - I. S. Gromeka , som først formulerede hovedbestemmelserne for befugtningsprocessen i slutningen af det 19. århundrede, og L. G. Gurvich, der udviklede bestemmelserne om hydrofobicitet og hydrofilicitet i begyndelsen af det 20. århundrede. Værker af A. Gaudin, A. Taggart (USA), I. Wark (Australien) og de sovjetiske videnskabsmænd P. A. Rebinder , A. N. Frumkin , I. N. Plaksin og B. V. Deryagin , V. R. Krivoshein og andre.
Flotationsmetoder
Afhængigt af arten og metoden til dannelse af grænsefladegrænser (vand - olie - gas), hvorpå de adskilte komponenter er fastgjort (se overfladeaktive stoffer ), skelnes flere typer flotation.
- Olieflotation var den første, der blev foreslået; i 1860 udstedte W. Hynes ( Storbritannien ) et patent for det nr. 488 [1] . Når knust malm blandes med olie og vand, fugtes sulfidmineraler selektivt af olie og flyder med den til vandoverfladen, og stenen ( kvarts , feldspat) aflejres. I det russiske imperium blev olieflotation af grafit udført i 1904 i Mariupol .
- Film . Hydrofobe mineralpartiklers evne til at forblive på overfladen af vand, mens hydrofile synker ned i det, blev brugt af A. Nibelius ( USA , 1892) og McVisten ( Storbritannien , 1904) til at skabe filmflotationsapparater, hvorunder der fra kl. et tyndt lag knust malm, placeret på overfladen af vandstrømmen, falder hydrofile partikler ud.
- Skum - hvori små luftbobler ledes gennem en blanding af partikler med vand, partikler af visse mineraler opsamles på " luft - væske " fasegrænsefladen , klæber til luftbobler og føres med dem til overfladen som en del af en tre -faseskum (med tilsætning af et skummiddel , der regulerer stabilitetsskummet). Skummet fortykkes yderligere og filtreres. Vand bruges oftest som flydende, sjældnere mættede saltopløsninger (separering af salte, der er en del af kaliumchloridmalme) eller smelter (svovlberigelse).
Forskellige metoder er blevet foreslået til dannelse af bobler: dannelse af kuldioxid på grund af en kemisk reaktion (S. Potter, USA, 1902), frigivelse af gas fra en opløsning med et fald i tryk (F. Elmore, Storbritannien , 1906) - vakuumflotation, kraftig blanding af pulpen, passage af luft gennem små huller.
For at udføre skumflotation knuses malmen til en partikelstørrelse på 0,5-1,0 mm i tilfælde af naturlige hydrofobe ikke-metalliske mineraler med lav densitet ( svovl , kul , talkum ) og til 0,1-0,2 mm for metalmalme. Flotationsreagenser tilsættes for at skabe og forstærke forskellen i hydreringen af de separerede mineraler og for at give skummet tilstrækkelig modstand mod pulpen. Massen kommer derefter ind i flotationsmaskinerne . Dannelsen af flotationsaggregater (partikler og luftbobler) sker, når mineraler kolliderer med luftbobler, der indføres i pulpen, samt når gasbobler, der kommer ud af opløsningen, opstår på partiklerne. Flotation påvirkes af den ioniske sammensætning af massens flydende fase, gasserne opløst i den (især oxygen), temperatur, massefylde. Baseret på undersøgelsen af den mineralogiske og petrografiske sammensætning af det berigede mineral vælges et flotationsskema, et reagensregime og en grad af formaling, som giver en ret fuldstændig adskillelse af mineraler. Det bedste af det hele er, at korn med en størrelse på 0,1-0,04 mm adskilles ved flotation. Mindre partikler adskiller mindre godt, og partikler mindre end 5 mikron forringer flotationen af større partikler. Den negative effekt af partikler af mikronstørrelse reduceres af specifikke reagenser. Store (1-3 mm) partikler bryder væk fra boblerne under flotation og flyder ikke. Til flotation af store partikler (0,5-5 mm) blev der udviklet metoder til skumseparation i USSR , hvor pulpen tilføres et lag skum, der kun tilbageholder hydrofobede partikler. Til samme formål er der skabt fluid-bed-flotationsmaskiner med stigende strømme af luftet væske.
Skumflotation er en meget mere produktiv proces end olie- og filmflotation. Denne metode er den mest udbredte .
- Elektroflotation er en lovende metode til anvendelse i den kemiske industri , den består i at flyde på overfladen af en væske af spredte forurenende stoffer på grund af frigivelsen af elektrolytiske gasser og flotationseffekten.
For at rense vand såvel som for at udvinde komponenter fra fortyndede opløsninger blev ionflotationsmetoden udviklet i 1950'erne , der lovede forarbejdning af industrielle spildevand, mineraliseret underjordisk termisk vand og minevand samt havvand. Under ionisk flotation interagerer individuelle ioner, molekyler, fine sedimenter og kolloide partikler med flotationsreagens-samlere, oftest af den kationiske type, og ekstraheres af bobler til et skum eller en film på overfladen af opløsningen. Fine bobler til flotation fra opløsninger opnås også ved elektrolytisk nedbrydning af vand med dannelse af gasformig oxygen og brint (elektroflotation). Under elektroflotation er forbruget af reagenser betydeligt mindre, og i nogle tilfælde er de ikke nødvendige.
Den udbredte brug af flotation til mineralforarbejdning har ført til skabelsen af forskellige designs af flotationsmaskiner med store kamre (op til 10-30 m³) med høj produktivitet. Flotationsmaskinen består af en række sekventielt arrangerede kamre med modtage- og aflæsningsanordninger til pulpen. Hvert kammer er udstyret med en beluftningsanordning og en skimmer.
Ansøgninger
- Berigelse af mineraler ( ikke -jernholdige metalmalme , sjældne og sporstoffer , kul , naturligt svovl ) ;
- Adskillelse af mineraler af komplekse malme;
- Separation af salte ;
- Spildevandsbehandling , især til adskillelse af dråber af olier og olieprodukter .
- Gærproduktion (koncentreringsmetode)
I verden er forekomster af fint spredte malme takket være flotation involveret i industriel produktion, og den integrerede anvendelse af mineraler er sikret. Fabrikker producerer op til fem typer koncentrater. I nogle tilfælde er flotationsaffald ikke affald, men bruges som byggematerialer, gødning til landbruget og til andre formål. Flotation er den førende proces inden for berigelse af ikke-jernholdige metalmalme. Brugen af genbrugsvand indføres, hvilket reducerer forureningen af vandområderne .
Flotationsreagenser
Der er flere typer flotationsreagenser, der adskiller sig i virkningsprincippet:
- Opsamlere er reagenser, der selektivt adsorberes på overfladen af mineralet, der skal omdannes til skum og bibringe partiklerne hydrofobe egenskaber. Som samlere bruges stoffer, hvis molekyler har en amfifil struktur: en hydrofil polær gruppe, som er fikseret på overfladen af partiklerne, og en hydrofob kulbrintegruppe . Oftest er samlere ioniske forbindelser; afhængig af hvilken ion der er aktiv, skelnes samlere af anioniske og kationiske typer. Samlere er mindre almindeligt anvendt, som er ikke-polære forbindelser, der ikke er i stand til at dissociere . Typiske samlere er: xanthater og dithiophosphater til sulfidmineraler, natriumsæber og aminer til ikke-sulfidmineraler, petroleum til kulberigelse . Samlernes forbrug er hundredvis af gram pr. ton malm;
- Regulatorer er reagenser, som et resultat af selektiv sorption , hvoraf sidstnævnte på overfladen af et mineral bliver hydrofilt og ude af stand til flotation. Salte af uorganiske syrer og nogle polymerer anvendes som regulatorer ;
- Skumkoncentrater er designet til at forbedre luftspredningen og stabiliteten af mineraliseret skum. Skummidler er milde overfladeaktive stoffer . Forbruget af skummidler er titusvis af gram pr. ton malm.
- Aktivatorreagenser er reagenser, der skaber betingelser, der er befordrende for fiksering af samlere på overfladen af mineraler.
- Depressive reagenser er reagenser, der bruges til at forhindre hydrofobering af mineraler af samlere. De er designet til at øge selektiviteten (selektiviteten) af flotation ved adskillelse af mineraler med lignende flotationsegenskaber.
Se også
Noter
- ↑ Woodcroft B. Kronologisk indeks over ansøgte patenter og meddelte patenter, for året 1860 . - London: Great Seal Patent Office, 1861. - S. 34.
Litteratur
- Meshcheryakov N. F. Flotationsmaskiner. — M .: Nedra , 1972. — 248 s.
- Glembotsky V. A., Klassen V. I. Flotation. — M .: Nedra, 1973. — 384 s. - 7300 eksemplarer.
- Opslagsbog om berigelse af malme. I 3 bind / O. S. Bogdanov (chefredaktør) og andre - M . : Nedra, 1972-1974.
- Barsky L.A. Så fossiler bliver nyttige. - M. : Nedra, 1988. - 152 s. - 19.000 eksemplarer. — ISBN 5-247-00326-8 .
Links
- Elektroflotation i galvaniseringsindustrien
- Sulfidflotation i guldminedrift
- Flotation // Chemical Encyclopedia : i 5 bind / Kap. Udg.: I. L. Knunyants (T. 1-3), N. S. Zefirov (T. 4-5). - M . : Sovjetisk Encyklopædi (V. 1-2); Great Russian Encyclopedia (T. 3-5), 1988-1998. - ISBN 5-85270-008-8 .
 Ordbøger og encyklopædier | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||