Στήλη επίπλευσης αφρού

Η διαδικασία της επίπλευσης αφρού βοηθά στον διαχωρισμό των υλικών με βάση τη συσχέτισή τους με το νερό, δηλαδή ουσίες που είναι είτε υδρόφιλες (υδατοαπωθητικές) είτε υδρόφοβες (υδατοαπωθητικές). Εκτός από τη σύνδεση με το νερό, η επίπλευση αφρού εξαρτάται από την πυκνότητα των υλικών. Είναι μια διαδικασία συγκέντρωσης.

Μια τυπική επίπλευση αφρού περιλαμβάνει πέντε βήματα:απελευθέρωση, προετοιμασία, επίπλευση, αφρισμός και διαχωρισμός. Τα ορυκτά ή τα υγρά συνήθως διαχωρίζονται με επίπλευση αφρού με χρήση αέρα και διαβρεκτικών παραγόντων. Οι ακαθαρσίες ή τα υλικά δένονται με φυσαλίδες για να αιωρούνται και οι τελευταίες βυθίζονται στον πυθμένα.

Η επίπλευση αφρού έχει ευρεία αναγνώριση και εφαρμογές στην πρακτική ζωή. Μερικές από τις χρήσεις της επίπλευσης αφρού περιλαμβάνουν τον διαχωρισμό ορυκτών, πλαστικών, επεξεργασίας λυμάτων και ανακύκλωσης χαρτιού.

Επίπλευση αφρού

Η επίπλευση αφρού είναι μια διαδικασία συγκέντρωσης διαχωρισμού υλικών με βάση την πυκνότητά τους και τη φύση της σύνδεσής τους με το νερό. Η διεργασία χρησιμοποιείται κυρίως για τον διαχωρισμό των επιθυμητών ορυκτών συστατικών από τους γάνγκους. Διάφορες χημικές ουσίες έχουν διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες. Αυτή είναι η αρχή για τον διαχωρισμό ορυκτών με χρήση επίπλευσης αφρού.

Διαδικασία επίπλευσης αφρού

Το μετάλλευμα υποβάλλεται σε επεξεργασία μέσω χονδροποίησης, καθαρισμού και καθαρισμού για να ληφθεί η πιο συμπυκνωμένη μορφή των επιθυμητών ορυκτών χωρίς ακαθαρσίες.

• Το μετάλλευμα διαχωρίζεται σε διάφορα ορυκτά χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται "απελευθέρωση".
• Δημιουργείται ένα υδρόφοβο περιβάλλον για τα επιθυμητά ορυκτά με τη χρήση χημικών ή επιφανειοδραστικών ουσιών. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται «conditioning».
• Μια μορφή λάσπης ορυκτών με νερό και αφρό προστίθεται στη στήλη επίπλευσης που ονομάζεται "flotation".
• Ο σχηματισμός αφρού εμφανίζεται με την ενσωμάτωση αέρα και μόνο τα επιθυμητά ορυκτά ή μέταλλα αιωρούνται στην επιφάνεια με φυσαλίδες αέρα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται «αφρισμός».
• Ο διαχωρισμός του αφρού με τη μέγιστη συγκέντρωση του επιθυμητού ορυκτού ονομάζεται "διαχωρισμός".

Σημασία στήλης επίπλευσης αφρού

Η διαδικασία επίπλευσης αφρού πραγματοποιείται σε κυλινδρικές ή ορθογώνιες δεξαμενές με μηχανική ανάδευση, που ονομάζονται «δεξαμενές επίπλευσης αφρού». Στην αρχή υπήρχαν δύο τύποι επίπλευσης αφρού:οι πνευματικές και οι μηχανικές. Το Pneumatic ήταν δυσκίνητο και είχε ως αποτέλεσμα ένα χαμηλής ποιότητας συμπύκνωμα του επιθυμητού ορυκτού. Ο μηχανικός τύπος χρησιμοποιούσε διαχύτη και αναμικτήρα ενώ παρείχε συμπυκνώματα χαμηλής ποιότητας.

Η μοντέρνα στήλη επίπλευσης αφρού παρέχει αέρα από το κάτω μέρος ως έκπλυση αερίου (spargers). Ταυτόχρονα, η μορφή λάσπης του μεταλλεύματος εισάγεται από τον πυθμένα. Η κίνηση υδρομασάζ του πολτού παράγει εξαιρετική ανάμειξη που προκαλείται από τον αέρα που ξεπλένεται από τον πυθμένα. Οι στήλες επίπλευσης έχουν γίνει ευρύτερα αποδεκτές από τις πνευματικές ή τις μηχανικές κυψέλες. Οι κύριες αλλαγές της στήλης επίπλευσης αφρού από όλες αυτές τις προηγούμενες μορφές είναι:

• Δεν υπάρχει μηχανικός αναδευτήρας για τη δημιουργία αφρού.
• Το κελί της στήλης είναι ψηλό και στενό, επιτρέποντας άφθονο χρόνο ανάμειξης.
• Οι φυσαλίδες αερίου ή ο αέρας είναι αέριο που ξεπλένεται από το κάτω μέρος (σπάρτζερ).
• Ο αφρός που σχηματίζεται είναι πολύ βαθύτερος από την επιφάνεια, καθώς ο πολτός από την κορυφή αναμιγνύεται με τις φυσαλίδες αέρα από το κάτω μέρος γύρω από τη μέση της στήλης. Αυτό εξασφαλίζει την πλήρη διαβροχή των ορυκτών μορίων και αυξάνει τις πιθανότητες δέσμευσης με τον αφρό. Επίσης, το νερό πλυσίματος χύνεται στην επιφάνεια πάνω από τον αφρό.

Σχέδιο στήλης επίπλευσης αφρού

Οι βιομηχανικές κολώνες είχαν συνήθως ύψος 6–14 μέτρα και διάμετρο 0,5–5 μέτρα. Εάν η στήλη προορίζεται για παραγωγή μεγάλης κλίμακας, το ύψος θα είναι 4–4,5 μέτρα και η διάμετρος φτάνει τα 12 μέτρα. Η στήλη πλένεται με νερό. Το νερό του πλυσίματος χύνεται μέσα από ένα ταψί με διάτρητες οπές διαμέτρου 4–8 mm. Αυτό βρίσκεται 20-30 cm πάνω από τον αφρό.

Το πλύσιμο με νερό γίνεται για να αποφευχθεί η επανασύνδεση υδρόφιλου υλικού από το επιθυμητό ορυκτό. Ο χρόνος κατακράτησης είναι ο χρόνος που ξοδεύει ένα ορυκτό στη στήλη. Το ύψος της στήλης καθορίζεται από το χρόνο συγκράτησης.

Τα παραδείγματα στηλών επίπλευσης αφρού περιλαμβάνουν τα Metso outotec, FLSmidth και SGS India.

Περιορισμοί στηλών επίπλευσης αφρού

• Δεν παρέχουν λεπτή ρύθμιση όπως οι μηχανικές κυψέλες.
• Η επίπλευση λεπτών σωματιδίων δεν είναι τόσο αποτελεσματική.

Συμπέρασμα

Η επίπλευση αφρού διαχωρίζει τα υλικά με βάση τη σύνδεσή τους με το νερό (υδρόφιλο ή υδρόφοβο). Η διαδικασία εξαρτάται επίσης από την πυκνότητα των υλικών. Είναι μια διαδικασία συγκέντρωσης. Μια τυπική επίπλευση αφρού περιλαμβάνει πέντε βήματα:απελευθέρωση, προετοιμασία, επίπλευση, αφρισμός και διαχωρισμός. Μερικές από τις πρακτικές χρήσεις της επίπλευσης αφρού περιλαμβάνουν τον διαχωρισμό ορυκτών, πλαστικών, επεξεργασίας λυμάτων και ανακύκλωσης χαρτιού.

Η σύγχρονη στήλη επίπλευσης αφρού παρέχει αέρα από τον πυθμένα ως έκπλυση αερίου (spargers), και ταυτόχρονα, η μορφή λάσπης μεταλλεύματος εισάγεται από τον πυθμένα. Λόγω του αέρα που ξεπλένεται από τον πυθμένα, η κίνηση υδρομασάζ του πολτού παράγει εξαιρετική ανάμειξη. Οι περιορισμοί της στήλης επίπλευσης αφρού περιλαμβάνουν τη μη παροχή καλής προετοιμασίας και την αναποτελεσματική επίπλευση λεπτών σωματιδίων.