הַנפָּקָהב- Benefication
ציפה ממקסמת את הערך של עפרות על ידי הפרדה מיומנת של מינרלים יקרי ערך ממינרלי גנגה בעיבוד מינרלים באמצעות ההבדלים הפיזיקליים והכימיים. בין אם מדובר במתכות לא ברזליות, מתכות ברזליות או מינרלים לא מתכתיים, הציפה ממלאת תפקיד קריטי באספקת חומרי גלם באיכות גבוהה.
1. שיטות ציפה
(1) ציפה ישירה
ציפה ישירה מתייחסת לסינון מינרלים יקרי ערך מתרחית על ידי כך שהם מאפשרים להם להיצמד לבועות אוויר ולצוף אל פני השטח, בעוד שמינרלים גנגויים נשארים בתמיסה. שיטה זו היא קריטית בהטבה של מתכות לא ברזליות. לדוגמה, עיבוד עפרות מגיע לשלב הציפה לאחר שעבר ריסוק וטחינה בעיבוד עפרות נחושת, בו מכניסים קולטים אניונים ספציפיים לשינוי ההידרופוביות ולהשאיר אותם לספוח על פני השטח של מינרלי נחושת. ואז חלקיקי נחושת הידרופוביים מתחברים לבועות אוויר ועולים, ויוצרים שכבת קצף הכוללת נחושת עשירה. קצף זה נאסף בריכוז ראשוני של מינרלים נחושת, המשמש כחומר גלם בדרגה גבוהה לעידון נוסף.
(2) ציפה לאחור
ציפה הפוכה כוללת ציפה של מינרלים הגנגיים בעוד המינרלים יקרי הערך נשארים בתרחיץ. לדוגמה, בעיבוד עפרות ברזל עם זיהומי קוורץ, משתמשים בקולטים אניונים או קטיוניים כדי לשנות את הסביבה הכימית של התרחיץ. זה משנה את האופי ההידרופילי של הקוורץ להידרופובי, ומאפשר לו להיצמד לבועות אוויר ולצוף.
(3) ציפה מועדפת
כאשר עפרות מכילות שניים או יותר רכיבים בעלי ערך, הנפה מועדפת מפרידה ביניהם ברצף על סמך גורמים כמו פעילות מינרלים וערך כלכלי. תהליך הנפה שלב אחר שלב זה מבטיח שכל מינרל יקר ערך מוחזר עם שיעורי טוהר והחלמה גבוהים, תוך ניצול מקסימלי של משאבים.
(4) ציפה בתפזורת
ציפה בתפזורת מטפלת במינרלים יקרי ערך מרובים כמכלול, מרחפת אותם יחד לקבלת תרכיז מעורב, ולאחר מכן הפרדה. לדוגמה, בהטבת עפרות נחושת-ניקל, שבה מינרלים נחושת וניקל קשורים קשר הדוק, הציפה בתפזורת באמצעות ריאגנטים כמו קסנטאטים או תיולים מאפשרת הצפה בו-זמנית של מינרלים גופרתיים נחושת וניקל, ויוצרים ריכוז מעורב. תהליכי הפרדה מורכבים הבאים, כגון שימוש בריאגנטים של סיד וציאניד, מבודדים תרכיזי נחושת וניקל בטוהר גבוה. גישה זו של "איסוף ראשון, נפרד-מאוחר יותר" ממזערת את אובדן מינרלים יקרי ערך בשלבים הראשונים ומשפרת משמעותית את שיעורי ההחלמה הכוללים של עפרות מורכבות.
2. תהליכי ציפה: דיוק שלב אחר שלב
(1) תהליך ציפה בשלב: עידון מצטבר
בציפה, הצפת שלב מנחה את העיבוד של עפרות מורכבות על ידי חלוקת תהליך ההצפה למספר שלבים.
לדוגמה, בתהליך הנפה דו-שלבי, העפרה עוברת טחינה גסה, ומשחררת חלקית מינרלים יקרי ערך. שלב ההצפה הראשון משחזר את המינרלים המשוחררים הללו כריכוזים ראשוניים. החלקיקים הנותרים לא משוחררים ממשיכים לשלב טחינה שני להקטנת גודל נוספת, ולאחר מכן שלב שני של ציפה. זה מבטיח שהמינרלים יקרי הערך הנותרים מופרדים היטב ומשולבים עם תרכיז השלב הראשון. שיטה זו מונעת שחיקת יתר בשלב הראשוני, מפחיתה בזבוז משאבים ומשפרת את דיוק הציפה.
עבור עפרות מורכבות יותר, כגון אלו המכילות מספר מתכות נדירות עם מבני גביש קשורים בחוזקה, ניתן להשתמש בתהליך הנפה תלת שלבי. שלבי טחינה וציפה מתחלפים מאפשרים סינון קפדני ומבטיחים שכל מינרל יקר ערך מופק בטוהר ובקצב התאוששות מרביים, מה שמניח בסיס חזק להמשך עיבוד.
3. גורמי מפתח בציפה
(1) ערך pH: האיזון העדין של חומציות הסלורי
ערך ה-pH של התרחיץ ממלא תפקיד מרכזי בהנפה, ומשפיע עמוקות על תכונות פני השטח של המינרלים וביצועי הריאגנטים. כאשר ה-pH הוא מעל הנקודה האיזואלקטרית של המינרל, פני השטח הופך למטען שלילי; מתחתיו, פני השטח טעונים חיובית. שינויים אלה במטען פני השטח מכתיבים את אינטראקציות הספיחה בין מינרלים וריאגנטים, בדומה למשיכה או הדחייה של מגנטים.
לדוגמה, בתנאים חומציים, מינרלים גופרתיים נהנים מפעילות אספן משופרת, מה שמקל על לכידת מינרלים גופרתיים. לעומת זאת, תנאים אלקליים מקלים על הציפה של מינרלים תחמוצתיים על ידי שינוי תכונות פני השטח שלהם כדי לשפר את זיקת הריאגנטים.
מינרלים שונים דורשים רמות pH ספציפיות לציפה, המחייבות בקרה מדויקת. לדוגמה, בהנפה של תערובות קוורץ וקלציט, ניתן לצוף את הקוורץ באופן מועדף על ידי התאמת ה-pH של התרחיץ ל-2-3 ושימוש בקולטים מבוססי אמין. לעומת זאת, ציפה קלציט מועדפת בתנאים בסיסיים עם קולטים מבוססי חומצות שומן. התאמת pH מדויקת זו היא המפתח להשגת הפרדת מינרלים יעילה.
(2) משטר ריאגנטים
משטר הריאגנטים שולט בתהליך הציפה, וכולל את הבחירה, המינון, ההכנה וההוספה של ריאגנטים. ריאגנטים נספגים באופן סלקטיבי על משטחי מינרלים מטרה, ומשנים את ההידרופוביות שלהם.
מקציפים מייצבים בועות בתרחיץ ומקלים על הציפה של חלקיקים הידרופוביים. מקציפים נפוצים כוללים שמן אורן ושמן קרסול, היוצרים בועות יציבות בגודל טוב להצמדת חלקיקים.
חומרי שינוי מפעילים או מעכבים את תכונות פני השטח של המינרלים ומכוונים את התנאים הכימיים או האלקטרוכימיים של התרחיץ.
מינון ריאגנטים דורש דיוק - כמויות לא מספקות מפחיתות הידרופוביות, מפחיתות את שיעורי ההחלמה, בעוד שכמויות מוגזמות מבזבזות ריאגנטים, מגדילות עלויות ופוגעות באיכות התרכז. מכשירים חכמים כגוןמד ריכוז מקווןיכול לממש שליטה מדויקת במינוני ריאגנטים.
התזמון והשיטה של הוספת ריאגנטים הם גם קריטיים. מכווננים, מדכאים וכמה אספנים מתווספים לעתים קרובות במהלך הטחינה כדי להכין את הסביבה הכימית של התרחיץ מוקדם. אספנים ומקציפים מתווספים בדרך כלל במיכל ההצפה הראשון כדי למקסם את היעילות שלהם ברגעים קריטיים.
(3) קצב אוורור
קצב האוורור יוצר תנאים אופטימליים להצמדת בועות מינרלים, מה שהופך אותו לגורם הכרחי בציפה. איוורור לא מספק מביא למעט מדי בועות, מפחית את הזדמנויות התנגשות והיצמדות, ובכך פוגע בביצועי הציפה. אוורור יתר מוביל למערבולת מוגזמת, הגורמת לבועות להישבר ולפירוק חלקיקים מחוברים, ומפחיתה את היעילות.
מהנדסים משתמשים בשיטות כמו איסוף גז או מדידת זרימת אוויר מבוססת מד רוח כדי לכוונן את קצבי האוורור. עבור חלקיקים גסים, הגברת האוורור ליצירת בועות גדולות יותר משפרת את יעילות הציפה. עבור חלקיקים עדינים או צפים בקלות, התאמות קפדניות מבטיחות ציפה יציבה ויעילה.
(4) זמן ציפה
זמן הציפה הוא איזון עדין בין דרגת תרכיז לקצב התאוששות, הדורש כיול מדויק. בשלבים המוקדמים, מינרלים יקרי ערך מתחברים במהירות לבועות, מה שמוביל לשיעורי התאוששות גבוהים וציוני תרכיז.
עם הזמן, ככל שמצפים מינרלים בעלי ערך רב יותר, עלולים לעלות גם מינרלים גנגויים, מה שמדלל את טוהר התרכיז. עבור עפרות פשוטות עם מינרלים גסים יותר וצפים בקלות, מספיקים זמני ציפה קצרים יותר, ומבטיחים שיעורי התאוששות גבוהים מבלי לוותר על דרגת תרכיז. עבור עפרות מורכבות או עקשניות, יש צורך בזמני ציפה ארוכים יותר כדי לאפשר למינרלים עדינים זמן אינטראקציה מספקת עם ריאגנטים ובועות. התאמה דינמית של זמן הציפה היא סימן היכר של טכנולוגיית הציפה מדויקת ויעילה.
זמן פרסום: 22 בינואר 2025
