فلوتاسیون کف
Froth flotation
فلوتاسیون کف یک فرآیند پرکاربرد در معدن و صنعت فرآوری مواد معدنی برای جداسازی مواد معدنی با ارزش از گنگ ( gangue) است. این تکنیک بر تفاوت‌های ویژگی‌های سطحی ذرات برای جداسازی، مانند آبگریزی، برای چسبیدن انتخابی به حباب‌های هوا و تشکیل کف روی سطح سلول شناور متکی است. سپس کف برای بازیابی مواد معدنی ارزشمند از بین می رود.
فرآیند فلوتاسیون کف با آسیاب کردن سنگ معدن به اندازه ریز برای آزادسازی مواد معدنی ارزشمند از گنگ آغاز می شود. سپس سنگ آسیاب شده با آب و ترکیبی از معرف‌ها، که ممکن است شامل کلکتورها، کف‌کننده‌ها و اصلاح‌کننده‌ها باشد، مخلوط میشود تا اتصال انتخابی مواد معدنی مورد نظر به حباب‌های هوا را تقویت کند. خمیر در سلول‌های فلوتاسیون هم زده میشود، جایی که هوا برای ایجاد کفی وارد میشود که مواد معدنی شناور را برای بازیابی به سطح می‌برد.
متداول ترین سورفکتانت های مورد استفاده در فلوتاسیون کف، کلکتورها(collectors)، کف کننده ها(frothers) و اصلاح کننده ها (modifiers) هستند.
یکی از اجزای کلیدی فلوتاسیون کف استفاده از کلکتورها است که مواد شیمیایی فعال سطحی (سورفکتانت)هستند که به طور انتخابی به کانی های مورد نظر متصل می شوند و آنها را آبگریز می کنند. کلکتورهای رایج مورد استفاده شامل زانتات ها، دی تیوفسفات ها و تیونوکاربامات ها هستند که میل ترکیبی بالایی با کانی های سولفیدی مانند سنگ معدن مس، سرب و روی دارند. کف‌کننده‌ها همچنین در تثبیت کف و ترویج تشکیل یک دانه حباب-ذره پایدار ضروری هستند. آنها کشش سطحی بین هوا و آب را کاهش می دهند و به حباب های کوچک هوا اجازه می دهند تا ذرات آبگریز را به سطح منتقل کنند.
علاوه بر کلکتورها و کف‌کننده‌ها، اصلاح‌کننده‌ها اغلب در شناورسازی کف برای کنترل pH، ویسکوزیته و سایر خواص خمیر استفاده می‌شوند. این اصلاح کننده ها می توانند بر جذب کلکتورها بر روی سطوح معدنی و پایداری کف تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، آهک معمولاً برای تنظیم pH خمیر استفاده می شود، در حالی که ممکن است برای جلوگیری از تجمع ذرات ریز مواد پخش کننده به آن اضافه شود.
کارایی فلوتاسیون کف تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله کانی شناسی سنگ معدن، توزیع اندازه ذرات، چگالی خمیر، دوز معرف و طراحی سلول فلوتاسیون قرار دارد. درک تأثیر متقابل این عوامل در بهینه سازی فرآیند فلوتاسیون برای دستیابی به بازیابی مواد معدنی و عیار کنسانتره بسیار مهم است.
ثابت شده است که شناورسازی کف یک روش همه کاره و مقرون به صرفه برای جداسازی کانی های با ارزش از توده های معدنی پیچیده است. به طور گسترده ای در پردازش فلزات اساسی، فلزات گرانبها، زغال سنگ و مواد معدنی صنعتی استفاده می شود. توسعه مداوم معرف‌های جدید و فن‌آوری‌های شناورسازی بهبود یافته، کارایی و کاربرد آن را در عملیات‌های مختلف فرآوری مواد معدنی افزایش داده است.
در نتیجه، فلوتاسیون کف نقش مهمی در معدن و صنعت فرآوری مواد معدنی با امکان تمرکز مواد معدنی ارزشمند از توده‌های سنگ معدنی پیچیده دارد. موفقیت آن به درک عمیق اصول فیزیکوشیمیایی حاکم بر تعامل بین مواد معدنی و معرف ها متکی است. با ظهور چالش‌های جدید در فرآوری مواد معدنی، ادامه تحقیقات و نوآوری در شناورسازی کف برای برآوردن نیازهای تولید مواد معدنی پایدار ضروری خواهد بود.
