فلوتاسیون بوکسیت (Al): حذف ناخالصی های سیلیسی و آهنی در فرآوری آلومینیوم
مقدمه
بوکسیت، مهم ترین منبع آلومینیوم در جهان، عمدتاً شامل ترکیبات آلومینیومی مانند گیبسیت، بوهمیت و دیاسپور است. فرآوری بوکسیت معمولاً با روش بایر برای تولید آلومینا (Al₂O₃) انجام می شود، اما در بسیاری از موارد، ناخالصی هایی مانند سیلیس فعال، هماتیت، مگنتیت و تیتانیا وجود دارد که کیفیت خوراک را کاهش می دهد. در این موارد، روش فلوتاسیون معکوس به عنوان یک تکنیک مؤثر برای حذف این ناخالصی ها به کار گرفته می شود.

اهمیت حذف ناخالصی ها
سیلیس فعال (Reactive Silica) در واکنش با سود در فرآیند بایر، سیلیکات های محلول تشکیل می دهد که باعث اتلاف سود و آلودگی آلومینا می شود. حذف این ناخالصی ها قبل از ورود به فرآیند، کیفیت محصول نهایی و بهره وری اقتصادی را افزایش می دهد.

ویژگی های بوکسیت
بوکسیت از نظر ساختاری و ترکیب کانی شناسی بسیار متنوع است و رفتار آن در فلوتاسیون به نوع کانی غالب، درجه بلوری بودن، و نسبت فازهای آلومینیوم به سیلیس و آهن بستگی دارد.

مراحل فلوتاسیون بوکسیت
۱. خردایش و دانه بندی
هدف اصلی در این مرحله، آزادسازی سیلیس و اکسیدهای آهن از فاز آلومینیومی است. خردایش تا اندازه ۰٫۱۵ تا ۰٫۲ میلی متر رایج است. کنترل نرمه ها اهمیت زیادی دارد.

۲. تنظیم محیط و pH
فلوتاسیون بوکسیت اغلب در محیط قلیایی ملایم (pH ۹ تا ۱۰) انجام می شود. تنظیم دقیق pH تأثیر زیادی بر عملکرد کلکتورها و بازداشت کننده ها دارد.

۳. کلکتورها و بازداشت کننده ها
در فلوتاسیون معکوس، ناخالصی ها شناور شده و فاز آلومینیومی در باطله باقی می ماند.

کلکتورهای آمینی (Amines): برای شناورسازی سیلیس

کلکتورهای آنیونی در موارد خاص برای آهن

سدیم سیلیکات، نشاسته یا هگزا متافسفات: بازداشت کننده فاز آلومینیومی

اسیدهای آلی برای کنترل تیتانیا

۴. کف سازها
کف سازهایی مانند MIBC برای ایجاد کف پایدار و جلوگیری از کشیده شدن مواد نامطلوب به فاز کنسانتره استفاده می شوند.

۵. مراحل تمیزکننده
برای رسیدن به حذف کامل ناخالصی ها، معمولاً از دو یا سه مرحله فلوتاسیون تمیزکننده استفاده می شود.

چالش ها در فلوتاسیون بوکسیت
تنوع کانی شناسی در منابع مختلف

وجود کانی های بسیار ریز و نرمه

شناورسازی ناخواسته فاز آلومینیومی به دلیل استفاده بیش ازحد کلکتور

بهینه سازی فرآیند
تست آزمایشگاهی برای تعیین دوز دقیق مواد شیمیایی

پیش تصفیه با شستشو یا دسپریشن برای کاهش ناخالصی سطحی

استفاده از مدارهای ترکیبی مانند فلوتاسیون–جدایش ثقلی

نتیجه گیری
فلوتاسیون بوکسیت، به ویژه به صورت معکوس، یک ابزار کارآمد برای حذف ناخالصی های مضر از سنگ معدن آلومینیوم است. با طراحی مناسب مدار و استفاده از مواد شیمیایی کنترل شده، می توان راندمان فرآیند بایر را به طور قابل توجهی افزایش داد.