XMEHRDADX 7514 اشتراک گذاری ارسال شده در ۶ تیر، ۱۳۹۱ مقدمه: صنعت فرآوري مواد معدني به‌عنوان بخش مكمل فعاليت‌هاي معدني به حساب مي‌آيد. مهمترين وظيفه اين بخش از صنعت تبديل سنگ معدن استخراج شده به كنسانتره قابل مصرف در كارخانه‌هاي ذوب و توليد شمش است. به‌طور كلي عمليات كانه‌آرايي شامل مراحل خردايش (سنگ‌شكني ـ آسيا)، طبقه‌بندي (سرندكردن)، جدايش ثقلي، جدايش مغناطيسي، جدايش الكترواستاتيكي، *****اسيون، فلوتاسيون و ليچينگ است. در هر يك از مراحل فوق بسته به نوع و حجم عمليات طراحي شده، از تجهيزات مختلف در حجم‌هاي گوناگون استفاده مي‌شود. اغلب مراحل از سه شاخه جريان خوراك ورودي، كنسانتره و باطله تشكيل شده است. با توجه به گستردگي مقوله باطله‌هاي توليدي در صنايع معدني و فرآوري، مبحث جداگانه‌اي به اين موضوع اختصاص يافته است. فلوتاسيون: فلوتاسيون مهمترين روش تغليظ است كه به‌منظور فرآوري فلزات پايه بهكار گرفته مي‌شود. اصولا فلوتاسيون در تغليظ كانه‌هاي سولفيدي مس، سرب و روي بهكار مي‌رود. علاوه بر اين امروزه فلوتاسيون را در فرآوري كانه‌هاي غير فلزي مانند زغال دانه‌ريز، فلوريت، فسفات، پتاس و اكسيدهايي مانند كاسيتريت و هماتيت و كانه‌هاي كربناته از قبيل مالاكيت و سروزيت استفاده مي‌كنند. در فلوتاسيون جدايش كاني‌ها بر پايه تفاوت در ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي سطوح آنها است. بدين ترتيب كه پس از آماده‌سازي پالپ با معرف‌هاي شيميايي مصرفي، پاره‌اي از آنها آبگريز و گروه ديگري آب‌پذير مي‌شوند. در فرآيندهاي جدايش انتخابي، حباب‌هاي هوا به ذرات آبگريز چسبيده و باعث انتقال آنها به سطح و تشكيل يك لايه كف پايدار مي‌شود. اين لايه كف توسط پاروهايي كه در سطح سلول فلوتاسيون قرار دارند قابل جمع‌آوري است. فلوتاسيون يكي از مراحل فرآوري است كه داراي اثرات گسترده زيست‌محيطي است. عمده اين اثرات در نتيجه استفاده از داروها يا معرف‌هاي شيميايي است. به‌طور خلاصه يک فرآيند فلوتاسيون داراي چهار گام زير است: 1. كاني‌هاي سولفيدي معمولا به وسيله آب، تر مي‌شوند. اما مي‌توان آنها را به كمك واكنش گر‌هاي ويژه دافع آب (آبگريز )كرد. 2. اين خاصيت آبگريزي را مي‌توان براي كاني‌هاي ويژه‌اي در پالپ متشكل از آب و كانه به‌وجود آورد. 3. برخورد بين حباب‌هاي هوا و كاني‌هايي كه آبگريز شده‌اند منجر به اتصال اين دو مي‌شود. 4. ذرات كاني‌هاي‌تر شده به حباب‌هاي هوا نمي‌چسبند. فلوتاسيون با استفاده از گازهاي کلوئيدي(CGA): در سال‌هاي اخير، فلوتاسيون ذرات ريز نقش ويژه‌اي را در پيشرفت فرآيندهاي آسياب داشته‌اند و امکان بازيابي اقتصادي نهشت‌هاي کاني‌هاي کم‌عيار را فراهم آورده‌اند. بازيابي ناچيز ذرات ريز توسط فرآيند فلوتاسيون متداول را مي‌توان به احتمال اندک تصادم حباب و ذره نسبت داد که با کاهش اندازه ذرات اين برخورد کمتر مي‌شود. به هر حال فعل و انفعالات بين ذرات و حباب‌ها از قبيل نيروهاي الکترواستاتيک و آبگريز نقش مهمي را در تعيين گزينش‌پذيري جدايش ذرات برعهده دارند. در فرآيند متداول فلوتاسيون کف، ذرات و حباب‌هايي که نسبت به يکديگر داراي بار مخالف هستند، جذب يکديگر مي‌شوند. اما، ذرات نيز بايد آبگريز بوده و موجب ابقاي پيوستگي بين ذرات و حباب‌ها شود. همان‌طور که اشاره کرديم، احتمال کاهش برخورد (با توجه به کاهش اندازه ذرات) رابطه معکوس با اندازه حباب دارد، اين موضوع نشان مي‌دهد که بازيابي ذرات ريز بهبود يافته مي‌تواند با فرآيند فلوتاسيون با استفاده از حباب‌هاي کوچک نيز حاصل شود. اين مطلب همواره مورد توجه بسياري از محققين بوده است و روش‌هايي مانند ايجاد حباب‌هاي کوچک شامل فلوتاسيون هواي حل شده و همچنين پيکو حباب‌ها (پيکو = 12-10) را در اين زمينه به‌کار گرفته‌اند. دو لايه الکتريکي در اطراف هر ذره وجود دارد. اولين لايه يک مايع احاطه کننده ذره که داراي دو بخش است: بخش داخلي که در آن يون‌ها با استحکام بالايي در کنار يکديگر قرار گرفته‌اند و ديگري لايه خارجي يا نفوذي که در آن پيوستگي يون‌ها داراي استحکام کمتري است. در داخل لايه نفوذي يک مرز طبيعي وجود دارد که به باند لغزش معروف است که در داخل آن ذره به صورت يک موجود منفرد عمل مي‌کند پتانسيل موجود در اين باند به پتانسيل زتا معروف است. يکي از مشکلات عديده در فلوتاسيون ذرات ريز، کاهش احتمال برخورد يا تصادم بين ذرات و حباب‌ها است که اين مشکل را با کاهش اندازه حباب‌ها مي‌توان برطرف كرد. علاوه بر اين، ذرات کوچکتر، داراي اندازه حرکت کمتري هستند و ممکن است نتوانند از ميان سد مايع محاطي حباب‌ها عبور کنند. براي غلبه بر اين محدوديت، بهره گيري از برهم کنش‌هاي رفتار الکترواستاتيکي يک عامل بالقوه در فلوتاسيون است. در اين جا استفاده از گازهاي کلوئيدي aphron (CGAs) براي جداسازي خاک سنگ‌هاي معدني در فلوتاسيون، پيشنهاد مي‌شود. گازهاي کلوئيدي aphrons (CGAs) همان ميکرو حباب‌هاي باردار هستند که از طريق چرخش يک پروانه با سرعت بالا توليد شده‌اند و به‌طور معمول داراي اندازه‌اي برابر با 50 ميکرومتر هستند. گازهاي کلوئيدي اين مزيت را دارند که برخلاف حباب‌هاي رايج، پراکندگي يا تجزيه آنها به صورت پايدار شکل مي‌گيرد و بدون اين‌که متلاشي شوند، مي‌توانند مانند مايعات پمپاژ شوند. همچنين بسته به نياز فرآيند که آيا فعال ساز سطحي داراي بار باشد يا خير، مي‌توانند باردار شوند. بارنمايش داده شده توسط گازهاي کلوئيدي تعيين‌کننده نوع برهم کنش‌هاي الکترو استاتيک آنها است که مي‌تواند براي رسيدن به يک جدايش گزينشي در مخلوطي از مواد مورد استفاده قرار گيرد. همچنين از ديگر کاربردهاي گازهاي کلوئيدي در فلوتاسيون مي‌توان به مواردي از قبيل جداسازي و بازيابي پروتئين‌ها، جداسازي رنگ و رنگدانه‌ها، جداسازي يون‌هاي سنگين فلزي از آب و بازيابي ذرات ريز، اشاره كرد. اکثر مطالعات در اين زمينه به اين نکته اشاره دارند که برهم کنش‌هاي الکترواستاتيک موجود بين گازهاي کلوئيدي باردار و ذرات با بار مخالف ممکن است يک نيروي محرک براي جدايش تلقي شوند و نشان مي‌دهد که برهم کنش‌هاي بين ذرات و گازهاي کلوئيدي ايجاد شده با استفاده از فعال‌ساز سطحي غير يوني به‌طور طبيعي آبگريز هستند. اخيرا در سال 2006 محققين ديگري با نام‌هاي Fuda و Jauregi، مطالعات دقيق تري را بر روي مکانيزم جدايش پروتئين‌ها به‌وسيله گازهاي کلوئيدي يوني انجام داده‌اند و به اين فرضيه که برهم کنش‌هاي الکترواستاتيک به‌عنوان نيروي محرک براي ايجاد جدايش هستند، قطعيت بخشيدند. جدايش الكترواستاتيكي: اين روش در تغليظ كاني‌هايي از قبيل روتيل، ايلمنيت، زيركن، آپاتيت، آزبست، هماتيت و پتاس بهكار گرفته مي‌شود. اين عمليات نيز به دو نوع جدايش الكترواستاتيك با شدت جريان بالا و پايين تقسيم مي‌شود. اساس عمليات جدايش الكترواستاتيك بر پايه ميزان هدايت الكتريكي مواد مختلف بنا شده است. بدين ترتيب كه هر يك از مواد بسته به ميزان هدايت الكتريكي خود در مسير جداگانه‌اي قرار مي‌گيرند. پاره‌اي از عوامل مؤثر در اين فرآيند شامل اندازه، حالت، وزن مخصوص، ويژگي‌هاي سطحي و ميزان خلوص كاني است. لازم است که در اين عمليات خوراك كاملا خشك بوده و رطوبت محيط نيز به شدت تحت كنترل قرار گيرد. مهمترين مشكلات زيست محيطي ناشي از به‌كارگيري سيستم‌هاي جدايش الكترواستاتيكي، احتمال بروز خطرات ناشي از وجود جريان‌هاي الكتريكي فشار قوي و انتشار گرد و غبار در محل است. به كمك سيستم‌هاي حفاظتي در اطراف اين دستگاه‌ها و نصب تجهيزات تهويه و *****اسيون هوا از قبيل الكترو***** و اسكرابر مي‌توان از شدت اين مسائل كاست. نتيجه‌گيري: در اين مقاله به روش فلوتاسيون به وسيله گازهاي aphrons کلوييدي باردار (CGAs) توليد شده با استفاده از فعال ساز سطحي SDS اشاره شد و همچنين به روش‌هاي متداول فلوتاسيون نيز اشاره شد. در روش فلوتاسيون گازهاي کلوئيدي يک تکنيک نوين دو مرحله‌اي به‌کار گرفته شد و کف توليد شده در اين روش هيچ‌گاه از لبه ستون فلوتاسيون لبريز نخواهند شد، اما قبل از اين که جمع‌آوري شود مي‌تواند آبگيري شود. اين امر باعث مي‌شود تا عيار و ميزان بازيابي کنسانتره مورد نظر تا حد قابل‌توجهي بيشتر از عيار و بازيابي کنسانتره به‌دست آمده از روش‌هاي متداول فلوتاسيون باشد. در ضمن مي‌توان اين‌گونه فرض كرد که فعل و انفعال انجام گرفته در سيستم فلوتاسيون متداول بين حباب‌ها و ذراتي که فعال‌ساز سطحي را جذب کرده‌اند، ذاتا آبگريز است و نتايج نشان مي‌دهند که جاذبه موجود بين CGAهاي آنيوني و ذرات CuO در اصل به دليل فعل و انفعالات الکترواستاتيک است. علاوه بر اين، عيار و بازيابي بالاي حاصل شده با استفاده از گازهاي کلوئيدي نشان‌دهنده اين است که بهره‌برداري از فعل و انفعالات الکترواستاتيک داراي يک پتانسيل براي ايجاد يک جدايش گزينشي در کاني‌هاي ريز تغذيه شده، است. زماني که فرآيند فلوتاسيون CGA بهينه‌سازي شد يک مقايسه فراگير با ديگر فرآيندهاي فلوتاسيون با استفاده از ريز حباب‌ها از قبيل DAF بايد صورت‌پذيرد تا مشخص شود که آيا اين فرآيند ارزش اقتصادي صنعتي دارد يا خير؟ کمال‌الدين غفوري منابع: ScienceDirect و برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام معدن و توسعه 285 1 لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده