فلوتاسیون هماتیت و مگنتیت (Fe): جدایش انتخابی به روش فلوتاسیون معکوس
مقدمه
هماتیت (Fe₂O₃) و مگنتیت (Fe₃O₄) از مهم ترین کانی های آهن هستند که در فرآیندهای استخراج آهن و فولادسازی کاربرد دارند. این کانی ها به طور گسترده در معادن آهن وجود دارند، اما در بسیاری از موارد، همراه با ناخالصی هایی نظیر سیلیس، کربنات ها و اکسیدهای آهن غیرقابل مصرف هستند. برای بهبود کیفیت کنسانتره آهن، لازم است این ناخالصی ها از هماتیت و مگنتیت جدا شوند. یکی از روش های مؤثر برای این منظور، فلوتاسیون معکوس است.

ویژگی های هماتیت و مگنتیت
هماتیت به طور طبیعی تمایل به شناوری ندارد، زیرا سطح آن به طور عمده آب دوست است. این ویژگی باعث می شود که در فرآیند فلوتاسیون به راحتی شناور نشود.

مگنتیت نیز دارای خاصیت مغناطیسی است، اما سطح آن به طور طبیعی آب دوست است و بنابراین در فرآیند فلوتاسیون به سختی شناور می شود.

مراحل فلوتاسیون هماتیت و مگنتیت
۱. خردایش و آماده سازی
خردایش کانی های آهن به اندازه مناسب یکی از مهم ترین مراحل است. معمولاً این اندازه گیری باید تا حدی باشد که کانی های آهن از سایر ناخالصی ها آزاد شوند. اندازه گیری بهینه برای فلوتاسیون معمولاً در حدود ۰٫۲ تا ۰٫۵ میلی متر است.

۲. تنظیم pH محیط
برای فلوتاسیون هماتیت و مگنتیت، تنظیم pH بین ۸٫۵ تا ۱۰ به منظور بهینه سازی عملکرد کلکتورها ضروری است. pH بالا موجب بازداشت هماتیت و حذف ناخالصی های سیلیسی و کربناتی می شود.

۳. کلکتورها و بازداشت کننده ها
کلکتورهای کاتیونی نظیر کامینول (amine-based collectors) برای شناورسازی هماتیت در محیط قلیایی استفاده می شوند.

برای حذف ناخالصی های سیلیسی و کربناتی، از بازداشت کننده هایی مانند سدیم سیلیکات یا هگزامتافسفات استفاده می شود.

۴. کف سازها
کف سازهای غیر یونی مانند MIBC یا روغن کاج برای ایجاد و پایدارسازی کف در فرآیند فلوتاسیون استفاده می شوند. این کف باید به طور موثر مواد آلی و معدنی ناخالص را از فاز شناور جدا کند.

۵. مراحل تمیزکننده
برای دستیابی به کنسانتره با خلوص بالا، معمولاً از دو تا سه مرحله فلوتاسیون تمیزکننده استفاده می شود. در این مرحله، ناخالصی ها به طور انتخابی شناور شده و جدا می شوند.

چالش ها در فلوتاسیون هماتیت و مگنتیت
تنوع رفتار سطحی کانی ها: هماتیت و مگنتیت در شرایط مشابه، ممکن است واکنش های متفاوتی به مواد شیمیایی نشان دهند.

شناوری ناخالصی های آهنی دیگر: در فرآیند فلوتاسیون، برخی ناخالصی های آهنی ممکن است همراه با هماتیت شناور شوند و کیفیت کنسانتره را کاهش دهند.

بهینه سازی فرآیند
انجام آزمایش های پیش آزمایشگاهی برای تعیین دوز دقیق مواد شیمیایی

استفاده از فلوتاسیون معکوس برای حذف ناخالصی های سیلیسی و کربناتی

استفاده از مدارهای ترکیبی ثقلی–فلوتاسیون برای افزایش بهره وری

نتیجه گیری
فلوتاسیون هماتیت و مگنتیت به ویژه با استفاده از فلوتاسیون معکوس یک روش مؤثر برای تولید کنسانتره آهن با کیفیت بالا است. بهینه سازی شرایط pH، انتخاب مناسب کلکتورها و بازداشت کننده ها، و استفاده از مدارهای چندمرحله ای، به افزایش راندمان فرآیند کمک می کند.