بررسی اثرات گازهای محلول (O₂، CO₂) بر راندمان فلوتاسیون کانی های سولفیدی
فرآیند فلوتاسیون معمولاً به عنوان یک روش مکانیکی-شیمیایی در جداسازی کانی های ارزشمند از باطله ها شناخته می شود. در کنار عواملی چون pH، نوع کلکتور، فعال کننده ها و بازدارنده ها، ترکیب گازی فاز گازی موجود در پالپ نیز تأثیر قابل توجهی بر فرآیند دارد. یکی از پارامترهای کمتر بررسی شده، تأثیر گازهای محلول (مانند اکسیژن و دی اکسید کربن) در بازده فلوتاسیون است.

نقش فاز گازی در فلوتاسیون
در سیستم فلوتاسیون، حباب های گاز به عنوان حامل های کلکتور و عامل انتقال کانی ها به سطح کف عمل می کنند. در بسیاری از واحدهای صنعتی، از هوای معمولی برای تولید حباب ها استفاده می شود. اما ترکیب این گاز، به ویژه غلظت گازهای محلول مانند O₂ و CO₂ می تواند تأثیر مستقیم بر واکنش های سطحی کانی ها و واکنش شیمیایی معرف ها داشته باشد.

تأثیر اکسیژن (O₂) در فلوتاسیون
اکسیژن از طریق دو مکانیسم بر فرآیند فلوتاسیون تأثیر می گذارد:

اکسیداسیون سطح کانی ها: حضور اکسیژن موجب اکسید شدن سطح کانی های سولفیدی مانند کالکوپیریت، گالن و پیریت می شود. این اکسیداسیون می تواند به طور هم زمان مفید و مضر باشد:

در برخی موارد، اکسیداسیون سطح کانی باعث افزایش جذب کلکتورها (مثل زانتات) می شود.

در شرایطی دیگر، اکسیداسیون بیش ازحد می تواند لایه ای غیرفعال روی سطح کانی ایجاد کرده و بازده بازیابی را کاهش دهد.

افزایش تجزیه کلکتورها: اکسیژن می تواند باعث تسریع تجزیه شیمیایی زانتات ها در محلول شود که به کاهش اثربخشی آن ها منجر می گردد.

تأثیر دی اکسید کربن (CO₂)
دی اکسید کربن با ایجاد اسیدیته در محیط پالپ (کاهش pH) اثرات مختلفی دارد:

افزایش حلالیت برخی فلزات: کاهش pH ناشی از انحلال CO₂ در آب، باعث افزایش حلالیت برخی کاتیون ها (مانند Cu²⁺) می شود که می تواند منجر به فعال سازی یا غیرفعال سازی کانی های خاصی گردد.

کنترل pH بدون استفاده از اسیدهای قوی: در برخی مدارها برای تنظیم pH، از گاز CO₂ به جای اسیدها استفاده می شود که ایمنی بیشتر و کنترل ملایم تری دارد.

تأثیر بر تعادل سطحی کانی ها: با تغییر pH، بار سطحی ذرات تغییر کرده و در نتیجه واکنش پذیری آن ها نسبت به کلکتورها و کف سازها نیز دچار تغییر می شود.

مقایسه عملکرد فلوتاسیون با گازهای مختلف

کاربرد عملی در مدارهای صنعتی
در برخی کارخانه ها، به ویژه کارخانه های مس و سرب-روی، از گازهای مهندسی شده مانند مخلوط N₂ و CO₂ استفاده می شود تا شرایط بهینه ای برای گزینش پذیری و بازیابی ایجاد گردد.

برای مثال:

در فلوتاسیون اسفالریت، تزریق CO₂ به مدار باعث کاهش pH شده و از فعال سازی ناخواسته توسط یون های مس جلوگیری می کند.

در فلوتاسیون کالکوپیریت، استفاده از نیتروژن به جای هوا باعث کاهش اکسیداسیون سطح و افزایش بازیابی شده است.

مزایا و معایب استفاده از گازهای خاص در فلوتاسیون
مزایا:

بهینه سازی واکنش های شیمیایی سطح

افزایش گزینش پذیری با کنترل اکسیداسیون

امکان تنظیم pH بدون معرف های شیمیایی سنتی

معایب:

افزایش هزینه تأمین گازهای صنعتی

نیاز به تجهیزات تزریق گاز خاص

پیچیدگی کنترل شرایط مدار

جمع بندی
استفاده از گازهای محلول مانند O₂ و CO₂ در فرآیند فلوتاسیون تأثیر چشمگیری بر عملکرد دارد. با مهندسی صحیح ترکیب گاز، می توان فرآیند را در جهت بهبود بازیابی، گزینش پذیری و کاهش مصرف معرف ها بهینه سازی کرد. این مسئله به ویژه در کانی های حساس به pH و اکسیداسیون سطحی اهمیت بیشتری دارد.

برای خرید گازهای صنعتی مخصوص فلوتاسیون با ما تماس بگیرید