يستغل فصل التعويم ، الذي يعتمد بشكل أساسي على تعويم الرغوة ، التفاوتات في الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأسطح المعدنية لإحداث الفصل. تتضمن هذه العملية عدة خطوات: (1) طحن الخام عبر مطاحن الكرة أو القضبان لتحرير المعادن المفيدة من الشوائب ؛ (2) فصل آلة التعويم عن طريق ضبط لب الخام وإضافة كواشف التعويم ؛ (3) معالجة التعويم. (4) ترشيح المنتج أو تركيزه أو تجفيفه.
يستلزم التعويم الإيجابي تعويم المعادن الثمينة على سطح اللب بينما تبقى معادن الشوائب في اللب. على العكس من ذلك ، ينطوي التعويم العكسي على معادن شوائب عائمة ، تاركا المعادن الثمينة في اللب. يعزل التعويم التفاضلي المعادن الثمينة الفردية في مركزات منفصلة، بينما يفصل التعويم السائب أولا المعادن الثمينة معا قبل عزلها بشكل فردي.
يحمل فصل التعويم أهمية باعتباره طريقة الإثراء الأكثر استخداما وفعالية للمعادن ذات الحبيبات الدقيقة والجسيمات. يجد استخداما واسع النطاق عبر تطبيقات الإثراء المختلفة ، ومعالجة المعادن غير الحديدية ، وغير المعدنية ، والمعادن الحديدية المعدنية. بالمقارنة مع الجاذبية والفصل المغناطيسي ، فإن التعويم فعال بشكل خاص لإثراء الخامات ، وخاصة تلك المنتشرة بدقة. إنه يتيح فصل الخام منخفض الدرجة إلى مركزات عالية الجودة ، ومواجهة التحدي المتمثل في استعادة المكونات المفيدة من جزيئات المعادن الدقيقة ذات معدلات الاسترداد العالية.
يتم الحكم على قابلية التعويم المعدنية بناء على قابلية البلل المعدنية ، حيث تعتبر المعادن الكارهة للماء مثل الجرافيت والكالكوبايرايت وخام الذهب قابلة للطفو أو قابلة للطفو ، بينما تقاوم المعادن المحبة للماء مثل الكوارتز التعويم. يحدد الترطيب ، الذي يحدث في الواجهة الصلبة السائلة ، ما إذا كان المعدن محبا للماء أو كارها للماء ، مع انتشار الماء على الأسطح المحبة للماء وليس على الأسطح الكارهة للماء. تعد سرعة الترطيب أمرا بالغ الأهمية ، حيث ترتبط المعادن ذات قابلية البلل المختلفة بشكل انتقائي بفقاعات الهواء ، بمساعدة كواشف التعويم التي يمكن أن تغير قابلية البلل.
يمكن أن تؤثر الخواص الكهربائية السطحية على قابلية الطفو المعدنية عن طريق الامتزاز التفضيلي أو التفكك أو استبدال شبكة الأيونات. بالنسبة لمعادن الأكسيد والسيليكات مثل goethite و اكسيد الالمونيوم والكوارتز ، تؤثر الخواص الكهربائية السطحية بشكل كبير على قابلية الطفو بسبب الامتزاز الكهروستاتيكي مع المجمعات ، مع ارتباط رموز الخواص الكهربائية السطحية بالرقم الهيدروجيني لب الخام. على العكس من ذلك ، فإن معادن الكبريتيد مثل النحاس والرصاص والزنك ، التي يتم جمعها باستخدام الزانثات ، تتأثر إلى الحد الأدنى بالخصائص الكهربائية السطحية. يعتمد عمل الزانثات مع المعادن بشكل أساسي على التقارب الكيميائي بدلا من القوة الكهروستاتيكية. بالنسبة للمعادن غير الكبريتيدية التي يتم جمعها بواسطة مجمعات النفط ، لا تؤثر الخواص الكهربائية السطحية على قابلية الطفو.
أشكال الامتزاز من الكواشف على السطح المعدني:
1. الامتزاز الجزيئي: يتم امتصاص الكواشف على السطح المعدني كجزيئات.
2. امتزاز الأيونات: يتم امتصاص الكواشف على شكل أيونات.
3. امتزاز التبادل الأيوني: يتم امتصاص الكواشف عندما تتبادل أيونات معينة في لب الخام مع الأيونات الموجودة على السطح المعدني.
4. الامتزاز الكهربائي: يتم امتصاص الكواشف بواسطة القوة الكهروستاتيكية.
5. امتزاز شبه المذيلة: يؤدي جزء الكتلة العالي من المجمعات إلى امتزاز الأيونات أو الجزيئات على السطح المعدني.
6. امتزاز محدد: السطح المعدني له تقارب لمكونات محددة في الملاط ، مما يؤدي إلى الامتزاز.
تأثير أكسدة السطح المعدني على قابلية الطفو:
تتأكسد المعادن أثناء التخزين والنقل والسحق والتعويم. قد تؤدي الأكسدة الطفيفة إلى تحسين قابلية الطفو ، لكن الأكسدة المفرطة تقللها. الأكسجين له تأثير انتقائي على الأسطح المعدنية ، مما يفيد الكارهة للماء لخامات الكبريتيد في البداية ، لكن التعرض المطول يجعل السطح محبا للماء. السيطرة على الأكسدة:
- ضبط سرعة التحريض ووقت التعويم.
- تنظيم تهوية خزان اللب وآلة التعويم.
- التحكم في درجة الحموضة في لب الخام.
- إضافة المؤكسدات أو المختزلات.
التلبد الانتقائي:
تفصل هذه التقنية المعادن ذات الحبيبات الدقيقة عن طريق امتصاص المواد الندفية بشكل انتقائي على المعادن المستهدفة ، مما يعزز التلبد والترسيب مع ترك الآخرين مشتتين. تشمل الخطوات:
1. إضافة مشتت: تفريق التركيبات المعدنية المفيدة في لب الخام.
2. إضافة Flocculant: يمتص الندف بشكل انتقائي على المعادن المستهدفة ويشكل كتلا أكبر مسامية .
3. تحريك لب الخام: إجراء التقليب على مراحل لتفريق الكواشف وتسهيل التلبد الانتقائي. تمييع اللب لتنظيف الندف وتقليل الالتصاق.
4. التسوية والفصل: تسوية وفصل الكتل عندما تصل إلى حجم معين.