روش فلوتاسیون
فلوتاسیون یکی از مهمترین ترین و متداول ترین روشهای پرعیارسازی مواد معدنی است که بر مبنای خواص فیزیکی ذرات جامد، برای ذرات ۲۰ تا ۲۰۰ مش در سیستم (ASTM) در یک محیط سیال و در کنار حبابها انجام می شود.غلظت ذرات داخل محلول که پالپ را تشکیل میدهند ۲۵ تا ۳۵ درصد جامد است. فلوتاسیون بر مبنای خواص فیزیکی-شیمی سطوح بنا شده است. در این روش کلیه پدیده ها بر اساس اصول علمی مشخص کاملا قابل تفسير هستند. در فلوتاسیون پارامترهای بسیار زیادی در نتیجه فرآیند موثر هستند که با تنظیم و کنترل آنها می توان به نتایج مطلوبی رسید. مطالعه و بررسی مواد از نظر قطبی و یا غیرقطبی بودن و نوع پیوند اتمی بین اجزای تشکیل دهنده آنها از فاکتورهای مهمی است که باید در فلوتاسیون در نظر گرفته شود. برای درک صحیح تئوری و مکانیزم فرآیندهای فلوتاسیون مطالعه و بررسی کامل خواص و پدیده های فیزیکی- شیمیایی سطح لازم است. در فلوتاسیون، سه فاز جامد، مایع و گاز و در نتیجه سه فصل مشترک جامد-مایع، جامد- گاز و مایع- گاز مورد بررسی قرار می گیرد. از سه فاز عنوان شده فاز گاز بسیار ساده، فاز جامد بسیار متغیر و فاز مایع با وجود ظاهری ساده، بسیار پیچیده و مهم است. نیروهایی که باعث نگهداری ملکول های یک مایع یا جامد در کنار هم می شوند نیز در نتایج فرآیند فلوتاسیون موثر هستند. علاوه بر این، نوع نیروهای بین ملکولی و نحوه جذب مواد شیمیایی بر روی سطح کانیها از عوامل موثر در فرآیند فلوتاسیون می باشند. تغییرات بار سطحی کانی ها در محیط پالپ نیز در فرآیند فلوتاسیون بسیاری از کانیها موثر است که باید مورد توجه قرار گیرد.
در فرآیند فلوتاسیون از مواد شیمیایی مختلفی استفاده میشود. بطور کلی مواد مصرفی در فلوتاسیون بر مبنای کاربرد آنها به کلکتورها، کف سازها، آبدوست کننده ها، تنظیم کننده ها و فلوکولانتها تقسیم می شوند. ساختار ملکولی آنها شامل بخشهای قطبی و یا غیرقطبی است. بخش غیرقطبی که ممکن است هیدروکربن خطی، شاخه ای یا حلقوی باشد، اثر متقابل بسیار ضعیفی بر ملکول های آب دارند و بنابراین گروه آبگریز نامیده میشوند. بخش قطبی مولکول ها را میتوان به دو گروه تقسیم کرد. گروه اول که به شدت مولکول هایی آب را جذب میکنند و گروه آبدوست نامیده میشوند. گروه دوم که با سطح قطبی کانی ها و مولکول های آب اندرکنش دارند گروه کانی دوست میشوند. این سه گروه اصلی میتوانند با مولکول ها ترکیب شده و انواع مختلف معرف های شیمیایی فلوتاسیون را ایجاد کنند.
مراحل کلی فلوتاسیون به اینگونه است که ابتدا پالپ تولید شده با برخی از مواد شیمیایی مخلوط می شود تا به pH مطلوب برسد. سپس با مواد شیمیایی دیگری به نام متفرق کننده که نقش آنها متفرق کردن مواد ریز یا نرمه از سطح کانیهاست، آغشته می شود. در مرحله بعد با مواد شیمیایی دیگری با هدف آب پذیرکردن سطوح برخی از ذرات است آماده می شود. سرانجام پالپ با مواد آلی دیگری به نام کلکتور که نقش آنها آبگریز کردن ذرات است مخلوط می شود. پالپ آماده شده به داخل سلول فلوتاسیون وارد می شود. سپس جریان هوا توسط همزن، دیافراگم و یا الکترودهایی که برای تولید و پراکنده کرد هوا ایجاد شده وارد این پالپ می شود. البته در برخی موارد که کلکتورها قادر به تولید کف نیستند، قبل از ورود هوا برای پایدار ساختن حباب هوا از مواد آلی دیگری به نام کف سازها استفاده می کنند. بدین ترتیب، ذراتی که سطح آنها با کلکتور آبگریز شده است بر روی حباب های هوا جذب و تحت تأثیر نیروی ارشمیدس به سطح پالپ منتقل می شوند. ذراتی که آبدوست شده اند بر روی حباب هوا جذب نشده و در محیط باقی می مانند. هرگاه كانی مورد نظر به صورت کف در سطح پالپ ظاهر شود، فلوتاسیون را مستقیم و اگر باطله ها شناور شوند آن را غیرمستقیم میگویند.
