הַנפָּקָהב- Benefication
ציפה ממקסמת את ערך העפרות על ידי הפרדה מיומנת של מינרלים יקרי ערך ממינרלי גנג בעיבוד מינרלים באמצעות הבדלים פיזיקליים וכימיים. בין אם מדובר במתכות לא ברזליות, מתכות ברזליות או מינרלים לא מתכתיים, ציפה ממלאת תפקיד קריטי באספקת חומרי גלם באיכות גבוהה.
1. שיטות ציפה
(1) ציפה ישירה
ציפה ישירה מתייחסת לסינון מינרלים יקרי ערך מתרחיף על ידי מתן אפשרות להם להידבק לבועות אוויר ולצוף אל פני השטח, בעוד שמינרלי הגנגה נשארים בתרחיף. שיטה זו קריטית בתהליך הטמעת מתכות לא ברזליות. לדוגמה, עיבוד עפרות מגיע לשלב הציפה לאחר ריסוק וטחינה בעיבוד עפרות נחושת, שבו מכניסים קולטים אניוניים ספציפיים כדי לשנות את ההידרופוביות ולהשאיר אותם לספוח על פני השטח של מינרלי הנחושת. לאחר מכן, חלקיקי נחושת הידרופוביים נצמדים לבועות אוויר ועולים, ויוצרים שכבת קצף המכילה נחושת עשירה. קצף זה נאסף בריכוז ראשוני של מינרלי נחושת, המשמש כחומר גלם איכותי לעידון נוסף.
(2) ציפה הפוכה
ציפה הפוכה כרוכה בהצפה של מינרלי הגנגה בעוד שהמינרלים היקרים נשארים בתרחיף. לדוגמה, בעיבוד עפרות ברזל עם זיהומי קוורץ, משתמשים באספנים אניוניים או קטיוניים כדי לשנות את הסביבה הכימית של התרחיף. זה משנה את האופי ההידרופילי של הקוורץ להידרופובי, מה שמאפשר לו להיקשר לבועות אוויר ולצוף.
(3) הנפקה מועדפת
כאשר עפרות מכילות שני רכיבים יקרי ערך או יותר, תהליך ציפה מועדף מפריד אותן ברצף בהתבסס על גורמים כמו פעילות מינרלית וערך כלכלי. תהליך ציפה שלב אחר שלב זה מבטיח שכל מינרל יקר ערך יופק בטוהר ובשיעורי הפקה גבוהים, תוך ניצול מקסימלי של משאבים.
(4) הנפקה בתפזורת
ציפה בתפזורת מטפלת במספר מינרלים יקרי ערך כמכלול, מציפה אותם יחד כדי לקבל תרכיז מעורב, ולאחר מכן מתבצעת הפרדה. לדוגמה, בעיבוד עפרות נחושת-ניקל, שבו מינרלי נחושת וניקל קשורים זה בזה באופן הדוק, ציפה בתפזורת באמצעות ריאגנטים כמו קסנטטים או תיולים מאפשרת ציפה בו זמנית של מינרלי נחושת וניקל גופרתיים, ליצירת תרכיז מעורב. תהליכי הפרדה מורכבים נוספים, כגון שימוש בריאגנטים של סיד וציאניד, מבודדים תרכיזי נחושת וניקל בעלי טוהר גבוה. גישת "איסוף קודם, הפרדה אחר כך" זו ממזערת את אובדן המינרלים היקרים בשלבים הראשוניים ומשפרת משמעותית את שיעורי ההפקה הכוללים עבור עפרות מורכבות.
2. תהליכי ציפה: דיוק שלב אחר שלב
(1) תהליך ציפה בשלבים: זיקוק הדרגתי
בציפה, ציפה בשלבים מנחה את עיבוד עפרות מורכבות על ידי חלוקת תהליך הציפה למספר שלבים.
לדוגמה, בתהליך ציפה דו-שלבי, העפרה עוברת טחינה גסה, המשחררת חלקית מינרלים יקרי ערך. שלב הציפה הראשון משחזר את המינרלים המשוחררים הללו כתרכיזים ראשוניים. החלקיקים הנותרים שלא שוחררו עוברים לשלב טחינה שני להפחתה נוספת של גודלם, ולאחר מכן שלב ציפה שני. זה מבטיח שהמינרלים היקרים שנותרו מופרדים היטב ומשולבים עם התרכיזים של השלב הראשון. שיטה זו מונעת טחינה יתר בשלב הראשוני, מפחיתה בזבוז משאבים ומשפרת את דיוק הציפה.
עבור עפרות מורכבות יותר, כגון אלו המכילות מספר מתכות נדירות בעלות מבני גביש קשורים זה בזה, ניתן להשתמש בתהליך ציפה בן שלושה שלבים. שלבי טחינה והציפה מתחלפים מאפשרים סינון קפדני ומבטיחים שכל מינרל יקר מופק בטוהר וקצב הפקה מקסימליים, ובכך מניחים בסיס איתן לעיבוד נוסף.
3. גורמים מרכזיים בציפה
(1) ערך pH: האיזון העדין של חומציות הדליפה
ערך ה-pH של התרחיף ממלא תפקיד מרכזי בציפה, ומשפיע רבות על תכונות פני השטח של המינרלים ועל ביצועי הריאגנטים. כאשר ה-pH נמצא מעל הנקודה האיזואלקטרית של המינרל, פני השטח נטענים שלילית; מתחתיה, פני השטח נטענים חיובית. שינויים אלה במטען פני השטח מכתיבים את יחסי הגומלין בין מינרלים לריאגנטים, בדומה למשיכה או דחייה של מגנטים.
לדוגמה, בתנאים חומציים, מינרלים גופריתיים נהנים מפעילות קולט משופרת, מה שמקל על לכידת מינרלי גופריתיים פוטנציאליים. לעומת זאת, תנאים בסיסיים מקלים על ציפה של מינרלי תחמוצת על ידי שינוי תכונות פני השטח שלהם כדי לשפר את הזיקה של ריאגנטים.
מינרלים שונים דורשים רמות pH ספציפיות לצורך ציפה, מה שמחייב בקרה מדויקת. לדוגמה, בציפה של תערובות קוורץ וקלציט, ניתן לצוף קוורץ באופן מועדף על ידי התאמת רמת ה-pH של התרחיף ל-2-3 ושימוש בקולטים מבוססי אמין. לעומת זאת, ציפת קלציט עדיפה בתנאים בסיסיים עם קולטים מבוססי חומצות שומן. התאמת pH מדויקת זו היא המפתח להשגת הפרדת מינרלים יעילה.
(2) משטר ריאגנטים
משטר הריאגנטים מסדיר את תהליך הציפה, וכולל את הבחירה, המינון, ההכנה וההוספה של ריאגנטים. ריאגנטים נספגים באופן סלקטיבי על משטחי המינרלים של המטרה, ומשנים את ההידרופוביות שלהם.
מקציפים מייצבים בועות בתרחיף ומקלים על ציפה של חלקיקים הידרופוביים. מקציפים נפוצים כוללים שמן אורן ושמן קרסול, היוצרים בועות יציבות וגודלן מתאים להיצמדות החלקיקים.
משחזרים מפעילים או מעכבים את תכונות פני השטח של המינרלים ומתאימים את התנאים הכימיים או האלקטרוכימיים של התרחיף.
מינון ריאגנטים דורש דיוק - כמויות לא מספיקות מפחיתות את ההידרופוביות, ומורידות את שיעורי ההשבה, בעוד שכמויות עודפות מבזבזות ריאגנטים, מגדילות את העלויות ופוגעות באיכות התרכיז. מכשירים חכמים כגוןמד ריכוז מקווןיכול לממש שליטה מדויקת במינוני ריאגנטים.
גם התזמון ושיטת הוספת הריאגנטים הם קריטיים. לעיתים קרובות מוסיפים מכשירי התאמת חומרים, מדכאים וחלק מהקולטים במהלך הטחינה כדי להכין את הסביבה הכימית של התרחיף מוקדם. בדרך כלל מוסיפים קולטים ומקציפים במיכל הציפה הראשון כדי למקסם את יעילותם ברגעים קריטיים.
(3) קצב אוורור
קצב האוורור יוצר תנאים אופטימליים להיצמדות מינרלים לבועות, מה שהופך אותו לגורם הכרחי בציפה. אוורור לא מספק גורם לכמות קטנה מדי של בועות, מה שמפחית את הזדמנויות ההתנגשות וההיצמדות, ובכך פוגע בביצועי הציפה. אוורור יתר מוביל למערבולות מוגזמת, הגורמת לשבירת בועות ולניתוק חלקיקים מחוברים, מה שמפחית את היעילות.
מהנדסים משתמשים בשיטות כמו איסוף גז או מדידת זרימת אוויר מבוססת אנמומטר כדי לכוונן את קצב האוורור. עבור חלקיקים גסים, הגברת האוורור ליצירת בועות גדולות יותר משפרת את יעילות הציפה. עבור חלקיקים עדינים או חלקיקים הניתנים לציפה בקלות, התאמות קפדניות מבטיחות ציפה יציבה ויעילה.
(4) זמן ציפה
זמן הציפה הוא איזון עדין בין דירוג התרכיז לקצב ההפקה, הדורש כיול מדויק. בשלבים המוקדמים, מינרלים יקרי ערך נצמדים במהירות לבועות, מה שמוביל לשיעורי הפקה גבוהים ודרגות תרכיז גבוהות.
עם הזמן, ככל שמינרלים יקרי ערך יותר מופצים, מינרלי גנגה עשויים גם הם לעלות, מה שמדלל את טוהר התרכיז. עבור עפרות פשוטות עם מינרלים בעלי גרגירים גסים יותר הניתנים לציפה בקלות, זמני ציפה קצרים יותר מספיקים, מה שמבטיח שיעורי הפקה גבוהים מבלי להתפשר על איכות התרכיז. עבור עפרות מורכבות או עקשניות, זמני ציפה ארוכים יותר נחוצים כדי לאפשר למינרלים בעלי גרגירים עדינים זמן אינטראקציה מספק עם ריאגנטים ובועות. התאמה דינמית של זמן הציפה היא מאפיין של טכנולוגיית ציפה מדויקת ויעילה.
זמן פרסום: 22 בינואר 2025
