ફ્લોટેશનલાભમાં
ભૌતિક અને રાસાયણિક તફાવતો દ્વારા ખનિજ પ્રક્રિયામાં મૂલ્યવાન ખનિજોને ગેંગ્યુ ખનિજોથી કુશળતાપૂર્વક અલગ કરીને ફ્લોટેશન અયસ્કના મૂલ્યને મહત્તમ કરે છે. બિન-લોહ ધાતુઓ, ફેરસ ધાતુઓ અથવા બિન-ધાતુ ખનિજો સાથે વ્યવહાર કરવો હોય તો પણ, ફ્લોટેશન ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા કાચો માલ પૂરો પાડવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.
1. ફ્લોટેશન પદ્ધતિઓ
(1) ડાયરેક્ટ ફ્લોટેશન
ડાયરેક્ટ ફ્લોટેશન એટલે સ્લરીમાંથી મૂલ્યવાન ખનિજોને ફિલ્ટર કરીને તેમને હવાના પરપોટા સાથે ચોંટીને સપાટી પર તરતા રહેવાની મંજૂરી આપવી, જ્યારે ગેંગ્યુ ખનિજો સ્લરીમાં રહે છે. આ પદ્ધતિ બિન-લોહ ધાતુઓના લાભમાં મહત્વપૂર્ણ છે. ઉદાહરણ તરીકે, કોપર ઓર પ્રોસેસિંગમાં ક્રશિંગ અને ગ્રાઇન્ડીંગ કર્યા પછી ઓર પ્રોસેસિંગ ફ્લોટેશન તબક્કામાં આવે છે, જેમાં હાઇડ્રોફોબિસિટી બદલવા અને તેમને કોપર ખનિજોની સપાટી પર શોષવા માટે છોડી દેવા માટે ચોક્કસ એનિઓનિક કલેક્ટર્સ રજૂ કરવામાં આવે છે. પછી હાઇડ્રોફોબિક કોપર કણો હવાના પરપોટા સાથે જોડાય છે અને ઉપર ઉઠે છે, જે સમૃદ્ધ કોપર ધરાવતા ફીણનો સ્તર બનાવે છે. આ ફીણ કોપર ખનિજોની પ્રારંભિક સાંદ્રતામાં એકત્રિત કરવામાં આવે છે, જે વધુ શુદ્ધિકરણ માટે ઉચ્ચ-ગ્રેડ કાચા માલ તરીકે કામ કરે છે.
(2) રિવર્સ ફ્લોટેશન
રિવર્સ ફ્લોટેશનમાં ગેંગ્યુ ખનિજોને તરતા રાખવાનો સમાવેશ થાય છે જ્યારે મૂલ્યવાન ખનિજો સ્લરીમાં રહે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્વાર્ટઝ અશુદ્ધિઓ સાથે આયર્ન ઓર પ્રોસેસિંગમાં, સ્લરીના રાસાયણિક વાતાવરણને બદલવા માટે એનિઓનિક અથવા કેશનિક કલેક્ટર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ ક્વાર્ટઝના હાઇડ્રોફિલિક સ્વભાવને હાઇડ્રોફોબિકમાં બદલી નાખે છે, જેનાથી તે હવાના પરપોટા સાથે જોડાઈ શકે છે અને તરતો રહે છે.
(3) પ્રેફરન્શિયલ ફ્લોટેશન
જ્યારે અયસ્કમાં બે કે તેથી વધુ મૂલ્યવાન ઘટકો હોય છે, ત્યારે પ્રેફરન્શિયલ ફ્લોટેશન ખનિજ પ્રવૃત્તિ અને આર્થિક મૂલ્ય જેવા પરિબળોના આધારે તેમને ક્રમિક રીતે અલગ કરે છે. આ પગલું-દર-પગલાની ફ્લોટેશન પ્રક્રિયા ખાતરી કરે છે કે દરેક મૂલ્યવાન ખનિજ ઉચ્ચ શુદ્ધતા અને પુનઃપ્રાપ્તિ દર સાથે પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે, જેનાથી સંસાધનનો મહત્તમ ઉપયોગ થાય છે.
(૪) બલ્ક ફ્લોટેશન
બલ્ક ફ્લોટેશન બહુવિધ મૂલ્યવાન ખનિજોને સંપૂર્ણ રીતે ટ્રીટ કરે છે, તેમને મિશ્ર સાંદ્રતા મેળવવા માટે એકસાથે તરતા રાખે છે, ત્યારબાદ અનુગામી અલગતા થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, કોપર-નિકલ ઓર બેનિફિએશનમાં, જ્યાં કોપર અને નિકલ ખનિજો નજીકથી સંકળાયેલા હોય છે, ઝેન્થેટ્સ અથવા થિઓલ્સ જેવા રીએજન્ટનો ઉપયોગ કરીને બલ્ક ફ્લોટેશન સલ્ફાઇડ કોપર અને નિકલ ખનિજોના એક સાથે ફ્લોટેશનને મંજૂરી આપે છે, જે મિશ્ર સાંદ્રતા બનાવે છે. અનુગામી જટિલ અલગતા પ્રક્રિયાઓ, જેમ કે ચૂનો અને સાયનાઇડ રીએજન્ટનો ઉપયોગ, ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા કોપર અને નિકલ સાંદ્રતાને અલગ કરે છે. આ "પહેલા એકત્રિત કરો, અલગ કરો-પાછળ" અભિગમ પ્રારંભિક તબક્કામાં મૂલ્યવાન ખનિજોના નુકસાનને ઘટાડે છે અને જટિલ અયસ્ક માટે એકંદર પુનઃપ્રાપ્તિ દરમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે.

2. ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાઓ: એક પગલું-દર-પગલાની ચોકસાઇ
(1) સ્ટેજ ફ્લોટેશન પ્રક્રિયા: ઇન્ક્રીમેન્ટલ રિફાઇનમેન્ટ
ફ્લોટેશનમાં, સ્ટેજ ફ્લોટેશન ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાને બહુવિધ તબક્કામાં વિભાજીત કરીને જટિલ અયસ્કની પ્રક્રિયાને માર્ગદર્શન આપે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, બે-તબક્કાની ફ્લોટેશન પ્રક્રિયામાં, ઓર રફ ગ્રાઇન્ડીંગમાંથી પસાર થાય છે, જે મૂલ્યવાન ખનિજોને આંશિક રીતે મુક્ત કરે છે. પ્રથમ ફ્લોટેશન સ્ટેજ આ મુક્ત ખનિજોને પ્રારંભિક સાંદ્રતા તરીકે પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે. બાકીના મુક્ત ન થયેલા કણો વધુ કદ ઘટાડવા માટે બીજા ગ્રાઇન્ડીંગ સ્ટેજમાં આગળ વધે છે, ત્યારબાદ બીજો ફ્લોટેશન સ્ટેજ આવે છે. આ ખાતરી કરે છે કે બાકીના મૂલ્યવાન ખનિજોને સંપૂર્ણપણે અલગ કરવામાં આવે છે અને પ્રથમ તબક્કાના સાંદ્રતા સાથે જોડવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ પ્રારંભિક તબક્કામાં ઓવરગ્રાઇન્ડીંગ અટકાવે છે, સંસાધનોનો બગાડ ઘટાડે છે અને ફ્લોટેશન ચોકસાઇ સુધારે છે.
વધુ જટિલ અયસ્ક માટે, જેમ કે જેમાં બહુવિધ દુર્લભ ધાતુઓ હોય છે જેમાં ચુસ્ત રીતે બંધાયેલ સ્ફટિક માળખાં હોય છે, ત્રણ-તબક્કાની ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. વૈકલ્પિક ગ્રાઇન્ડીંગ અને ફ્લોટેશન પગલાં ઝીણવટભરી તપાસ માટે પરવાનગી આપે છે અને ખાતરી કરે છે કે દરેક મૂલ્યવાન ખનિજ મહત્તમ શુદ્ધતા અને પુનઃપ્રાપ્તિ દર સાથે કાઢવામાં આવે છે, જે આગળની પ્રક્રિયા માટે મજબૂત પાયો નાખે છે.
3. ફ્લોટેશનમાં મુખ્ય પરિબળો
(1) pH મૂલ્ય: સ્લરી એસિડિટીનું સૂક્ષ્મ સંતુલન
સ્લરીનું pH મૂલ્ય ફ્લોટેશનમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, જે ખનિજ સપાટીના ગુણધર્મો અને રીએજન્ટ કામગીરીને ઊંડો પ્રભાવિત કરે છે. જ્યારે pH ખનિજના આઇસોઇલેક્ટ્રિક બિંદુથી ઉપર હોય છે, ત્યારે સપાટી નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે; તેની નીચે, સપાટી હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. સપાટીના ચાર્જમાં આ ફેરફારો ખનિજો અને રીએજન્ટ વચ્ચે શોષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ નક્કી કરે છે, જેમ કે ચુંબકના આકર્ષણ અથવા પ્રતિકર્ષણ.
ઉદાહરણ તરીકે, એસિડિક પરિસ્થિતિઓમાં, સલ્ફાઇડ ખનિજો ઉન્નત કલેક્ટર પ્રવૃત્તિથી લાભ મેળવે છે, જે લક્ષ્ય સલ્ફાઇડ ખનિજોને પકડવાનું સરળ બનાવે છે. તેનાથી વિપરીત, આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓ ઓક્સાઇડ ખનિજોના ફ્લોટેશનને સરળ બનાવે છે, જેનાથી રીએજન્ટ આકર્ષણ વધે છે.
વિવિધ ખનિજોને ફ્લોટેશન માટે ચોક્કસ pH સ્તરની જરૂર પડે છે, જેના કારણે ચોક્કસ નિયંત્રણ જરૂરી બને છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્વાર્ટઝ અને કેલ્સાઇટ મિશ્રણના ફ્લોટેશનમાં, સ્લરી pH ને 2-3 પર સમાયોજિત કરીને અને એમાઇન-આધારિત કલેક્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને ક્વાર્ટઝને પ્રાધાન્યમાં ફ્લોટ કરી શકાય છે. તેનાથી વિપરીત, ફેટી એસિડ-આધારિત કલેક્ટર્સ સાથે આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓમાં કેલ્સાઇટ ફ્લોટેશન પસંદ કરવામાં આવે છે. કાર્યક્ષમ ખનિજ વિભાજન પ્રાપ્ત કરવા માટે આ ચોક્કસ pH ગોઠવણ ચાવીરૂપ છે.
(2) રીએજન્ટ શાસન
રીએજન્ટ શાસન ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરે છે, જેમાં રીએજન્ટ્સની પસંદગી, માત્રા, તૈયારી અને ઉમેરાનો સમાવેશ થાય છે. રીએજન્ટ્સ લક્ષ્ય ખનિજ સપાટીઓ પર પસંદગીયુક્ત રીતે શોષાય છે, તેમની હાઇડ્રોફોબિસિટીમાં ફેરફાર કરે છે.
ફ્રેધર સ્લરીમાં પરપોટાને સ્થિર કરે છે અને હાઇડ્રોફોબિક કણોના ફ્લોટેશનને સરળ બનાવે છે. સામાન્ય ફ્રેધર્સમાં પાઈન તેલ અને ક્રેસોલ તેલનો સમાવેશ થાય છે, જે કણોના જોડાણ માટે સ્થિર, સારા કદના પરપોટા બનાવે છે.
સંશોધકો ખનિજ સપાટીના ગુણધર્મોને સક્રિય અથવા અવરોધે છે અને સ્લરીની રાસાયણિક અથવા ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પરિસ્થિતિઓને સમાયોજિત કરે છે.
રીએજન્ટ ડોઝ માટે ચોકસાઈની જરૂર પડે છે - અપૂરતી માત્રા હાઇડ્રોફોબિસિટી ઘટાડે છે, પુનઃપ્રાપ્તિ દર ઘટાડે છે, જ્યારે વધુ પડતી માત્રા કચરો રીએજન્ટ્સ, ખર્ચમાં વધારો કરે છે અને સાંદ્રતા ગુણવત્તા સાથે ચેડા કરે છે. બુદ્ધિશાળી ઉપકરણો જેમ કેઓનલાઇન સાંદ્રતા માપકરીએજન્ટ ડોઝનું ચોક્કસ નિયંત્રણ અનુભવી શકે છે.
રીએજન્ટ ઉમેરવાનો સમય અને પદ્ધતિ પણ મહત્વપૂર્ણ છે. સ્લરીના રાસાયણિક વાતાવરણને વહેલા તૈયાર કરવા માટે ગ્રાઇન્ડીંગ દરમિયાન એડજસ્ટર્સ, ડિપ્રેસન્ટ્સ અને કેટલાક કલેક્ટર્સ ઘણીવાર ઉમેરવામાં આવે છે. કલેક્ટર્સ અને ફ્રુથર્સ સામાન્ય રીતે પ્રથમ ફ્લોટેશન ટાંકીમાં ઉમેરવામાં આવે છે જેથી મહત્વપૂર્ણ ક્ષણોમાં તેમની અસરકારકતા મહત્તમ થાય.

(3) વાયુમિશ્રણ દર
વાયુમિશ્રણ દર ખનિજ-બબલ જોડાણ માટે શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ બનાવે છે, જે તેને ફ્લોટેશનમાં એક અનિવાર્ય પરિબળ બનાવે છે. અપૂરતી વાયુમિશ્રણના પરિણામે ખૂબ ઓછા પરપોટા થાય છે, જેનાથી અથડામણ અને જોડાણની તકો ઓછી થાય છે, જેના કારણે ફ્લોટેશન કામગીરી નબળી પડે છે. વધુ પડતા વાયુમિશ્રણથી અતિશય તોફાન થાય છે, જેના કારણે પરપોટા તૂટી જાય છે અને જોડાયેલા કણોનું વિસ્થાપન થાય છે, જેનાથી કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે.
ઇજનેરો વાયુપ્રવાહના દરને સુધારવા માટે ગેસ સંગ્રહ અથવા એનિમોમીટર-આધારિત હવા પ્રવાહ માપન જેવી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે. બરછટ કણો માટે, મોટા પરપોટા ઉત્પન્ન કરવા માટે વાયુપ્રવાહ વધારવાથી ફ્લોટેશન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે. ઝીણા અથવા સરળતાથી તરતા કણો માટે, કાળજીપૂર્વક ગોઠવણો સ્થિર અને અસરકારક ફ્લોટેશન સુનિશ્ચિત કરે છે.
(4) ફ્લોટેશન સમય
ફ્લોટેશન સમય એ કોન્સન્ટ્રેટ ગ્રેડ અને રિકવરી રેટ વચ્ચેનું એક નાજુક સંતુલન છે, જેને ચોક્કસ કેલિબ્રેશનની જરૂર પડે છે. શરૂઆતના તબક્કામાં, મૂલ્યવાન ખનિજો ઝડપથી પરપોટા સાથે જોડાય છે, જેના કારણે ઉચ્ચ રિકવરી દર અને કોન્સન્ટ્રેટ ગ્રેડ થાય છે.
સમય જતાં, જેમ જેમ વધુ મૂલ્યવાન ખનિજો તરતા રહે છે, તેમ તેમ ગેંગ્યુ ખનિજો પણ વધી શકે છે, જે સાંદ્ર શુદ્ધતાને પાતળું કરે છે. બરછટ-દાણાવાળા અને સરળતાથી તરતા ખનિજો ધરાવતા સરળ અયસ્ક માટે, ટૂંકા ફ્લોટેશન સમય પૂરતો છે, જે સાંદ્ર ગ્રેડને બલિદાન આપ્યા વિના ઉચ્ચ પુનઃપ્રાપ્તિ દર સુનિશ્ચિત કરે છે. જટિલ અથવા પ્રત્યાવર્તન અયસ્ક માટે, ઝીણા-દાણાવાળા ખનિજોને રીએજન્ટ્સ અને પરપોટા સાથે પૂરતો ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સમય આપવા માટે લાંબા ફ્લોટેશન સમય જરૂરી છે. ફ્લોટેશન સમયનું ગતિશીલ ગોઠવણ એ ચોક્કસ અને કાર્યક્ષમ ફ્લોટેશન ટેકનોલોજીનું લક્ષણ છે.
પોસ્ટ સમય: જાન્યુઆરી-22-2025