شرح فرآیند فلوتاسیون به زبان ساده

مقدمه

در مقالات قبل به صورت کاملا تخصصی در مورد فرآیند فلوتاسیون و همچنین مراحل آن، که در متالورژی از جایگاه و اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، صحبت کردیم. در این مقاله تصمیم گرفتیم تا به صورت جامع و همچنین روان و ساده، برای همراهان خود این فرآیند را شرح دهیم، تا افراد غیرمتخصص نیز، با این روش آشنا شوند.

فلوتاسیون

فلوتاسیون یکی از روش‌های مرسوم تغلیظ کانی‌ها و یکی از روش‌های جدایش کانی‌های مختلف همراه، از یکدیگر است. این روش بر پایه اختلاف خواص شیمی – فیزیک سطحی دانه‌های کانی‌های مختلف بنا شده است. دانه‌های جامد پس از خرد شدن تا ابعاد مناسب، در آب به حالت معلق درمی‌آیند و تشکیل پالپ می‌دهند.

به جز چند مورد استثنا، سطح بیشتر کانی‌ها در تماس با آب، تر می‌شود. به این قبل مواد "آب پذیر" می‌گویند. با افزودن مواد شیمیایی خاصی به نام "کلکتور" به پالپ، سطح دانه‌های کانی یا کانی‌های مورد نظر "آب ران" می‌شوند. این مرحله، آماده‌سازی نام دارد و در اثر آن کانی یا کانی‌هایی که تحت تاثیر کلکتور قرار می‌گیرند، آب‌ران می‌شون و گرایش بیشتری به هوا پیدا می‌کنند. برای تکمیل این فرآیند به داخل سلول فلوتاسیون، هوا (یا در مواردی، گازهایی مانند نیتروژن) دمیده می‌شود.

علاوه بر کلکتورها، مواد شیمیایی دیگری به عنوان "تنظیم‌‌کننده" در فلوتاسیون مصرف می‌شود که نقش آنها سرعت بخشیدن به اثر کلکتور بر کانی مورد نظر یا جلوگیری از این اثر است؛ به این ترتیب، تنظیم‌کننده‌ها به دو دسته فعال‌کننده و بازداشت‌کننده تقسیم می‌شوند. به علاوه، ممکن است برای جلوگیری از چسبیدن دانه‌های ریز به یکدیگر از مواد شیمیایی دیگری به نام "متفرق‌کننده" نیز استفاده شود. به هر حال در پایان مرحله آماده‌سازی، باید تا حد امکان، تنها سطح کانی یا کانی‌های مورد نظر "آب‌گریز" شده باشد. آب‌گریز یا هیدروفوب، یک پدیده فیزیکی در مولکول‌ها است که از آب دوری می‌کنند. مواد آبگریز، اجازه پخش شدن یا جذب شدن آب روی سطح را نمی‌دهند و از این رو موجب قطره‌ای شدن آب و سر خوردن آن می‌شوند.

پالپی که به ترتیب فوق آماده شد، به سلول فلوتاسیون منتقل می‌شود. سلول فلوتاسیون، ظرفی است که داخل آن یک همزن برای معلق نگه‌داشتن دانه‌های جامد و همچنین مسیری برای ورود حباب‌های هوا پیش‌بینی شده است. ابعاد این حباب‌ها توسط خود دستگاه فلوتاسیون، شدت همزنی و حضور ماده شیمیایی مرسوم به "کف‌ساز" در فصل مشترک مایع-گاز قابل کنترل است. این حباب‌ها به سطح دانه‌های هیدروفوب می‌چسبند و در اثر نیروی ارشمیدس و وزن خودشان و دانه‌های جامد، دانه‌ها را به سطح پالپ منتقل می‌کنند.

با استفاده از کف‌ساز مناسب و مقدار صحیح آن می‌توان لایه‌ای از کف با پایداری کافی در سلول ایجاد کرد که حاوی دانه‌های جامد هیدروفوب است. با خارج کردن این کف از سطح سلول، کانی یا کانی‌های مورد نظر از سایر کانی‌ها جدا می‌شود.