فلوتاسیون یا علم شناورسازی چیست ؟
فلوتاسیون در اصطلاح به معنای شناورسازی می‌باشد و یکی از راه‌های تغلیظ یا بالا بردن عیار مواد معدنی (پرعیارسازی مواد) در صنعت است.
امروزه شناور سازی بدون شک مهم‌ترین و همه جانبه‌ترین روش جدایش کانی‌ها است و استفاده آن در زمینه‌های جدید و برای فرآوری مواد معدنی در حال گسترش است.
شناورسازی یا فلوتاسیون فرآیندی برای جداسازی مواد آبگریز از آب دوست است. این فرایند در صنایع فرآوری مواد معدنی، بازیافت کاغذ، صنایع تصفیه فاضلاب و مهم‌تر از همه در صنعت فرآوری مواد معدنی استفاده می‌شود. از نظر تاریخی، این فرایند اولین بار در صنعت معدن استفاده شد، جایی که یکی از فناوری‌های قدرتمند قرن بیستم بود. همچنین به عنوان “مهم‌ترین عملیات مورد استفاده برای بازیابی و ارتقاء سنگ معدن سولفید” مورد استفاده قرار می‌گیرد. توسعه فلوتاسیون باعث بهبود بازیابی مواد معدنی با ارزش مانند کانی‌های مس و سرب شده‌است. در کنار استخراج مکانیزه، امکان بازیابی اقتصادی فلزات با ارزش از سنگ معدنی با عیار بسیار پایین‌تر از گذشته فراهم شده‌است.
سلول فلوتاسیون جیمسون طراحی شده توسط گروه صنعتی معدنی فرامین آسیا
تاریخچه فلوتاسیون
در یونان قدیم ابتدا فلوتاسیون یک روش رایجی بوده است ولی بعد ها فراموش شده تا آنجا که در اواخر قرن ۱۹ بار دیگر رونق گرفت و امروزه مهم‌ترین روش برای پر عیار کردن مواد معدنی کم عیار است.
با ورود فلوتاسيون در سال ۱۹۰۶، فرآوري كاني‌هاي عيار پايين و مختلط (داراي چند كاني با ارزش) كه قـبلاً غيـر اقتصـادي بـود، عملـي شـد.
اولین فرایند تجاری موفق فلوته کردن برای سولفیدهای معدنی توسط فرانک المور که به همراه برادرش استنلی که روی توسعه کار می‌کرد، اختراع شد. در سال ۱۸۹۷، برادران المور اولین فرایند شناورسازی تجاری با اندازه صنعتی را برای استخراج مواد معدنی در معدن گلاس دیر نصب کردند. این فرایند شناورسازی کف نبود، بلکه از روغن برای آگلومره کردن سولفیدهای پودر شده و شناور کردن آنها به سطح استفاده می‌شد که در سال ۱۸۹۸ این اختراع ثبت شد. در ۲۵ آوریل ۱۹۰۰، عملیات و فرآیند معاملات مؤسسه معدن و متالورژی انگلستان شرح داده شد که در ۲۳ ژوئن ۱۹۰۰ با نظر در مجله مهندسی و معدن شهر نیویورک تجدید چاپ شد. در این زمان آنها اهمیت حباب‌های هوا را در کمک به روغن برای دور کردن ذرات معدنی درک کرده بودند.
کاربردهای فلوتاسیون
امروزه با توجه به کمبود منابع پر عیار در طبیعت، صنعت مجبور به استفاده از منابع کم عیار است. ورود این منابع با عیار پایین به خط تولید کارخانه‌هایی که برای منابعی با عیار بالا طراحی کرده ایم دارای هزینه‌های بسیار زیادی است. از این رو برای بهینه سازی، قبل از ورود منابع به مدار تولید، باید تغلیظ شوند.
برای تغلیظ یا همان کنسانتره سازی روش‌های زیادی وجود دارد که یکی از این روش‌ها فلوتاسیون است. فلوتاسیون تاثیر مثبتی در بهبود عملکرد فرآوری مواد معدنی دارد، به این صورت که با افزایش عیار منابع کم عیار سبب کاهش هزینه‌ها و بالارفتن راندمان خطوط تولید می‌شود. «فلوتاسیون» مهم‌ترین روش تغلیظ است. که به منظور فرآوری فلزات پایه به کار می‌گیریم. در اصل در تغلیظ کانه‌های سولفیدی مس، سرب و روی به کار می‌رود. این روش در اکثر معادن ایران به کار می‌رود از جمله زغال سنگ زیرآب در مازندران، معدن مس سرچشمه کرمان، معادن سرب و روی آهنگران و…..
مراحل فلوتاسیون
در مرحله اول جدایش ذرات کانی‌های موجود در آب را داریم. با استفاده از مهندسی سطح، سطح ذرات را آب گریز می‌شود. سپس با استفاده از ماشین آلات مربوطه حباب هوا تولید و داخل پالپ پمپاژ و در سرتاسر سلول به طور یکنواخت توزیع می‌شود. در مرحله بعد کانی‌ها با این حباب‌ها برخورد کرده و بدین وسیله کانی‌های آب گریز به حباب‌های هوا متصل می‌شوند. در اثر نیروی ارشمیدس ( وزن مخصوص مجموع حباب هوا و کانی‌ها کمتر از وزن مخصوص آب است) به سمت بالا، به شکل کف، حرکت می‌کنند. (باید شرایطی فراهم کنیم که کف‌ها تا رسیدن به سطح نترکیده و بار خود را از دست ندهند و به اصطلاح کف پایدار باشد). و در مرحله آخر کف موجود با سرعت متوسط به کنستانتره منتقل می‌شود.
چرا فلوتاسیون ؟
مزیت فلوتاسیون بر سایر روش‌های تغلیظ این است که مواد کم عیار توسط این روش پرعیار می‌شوند و نتایج مطلوبی حاصل می‌گردد. پرعیار کردن مواد معدنی که عیار فلزی آنها ۳ الی ۰/۵ درصد می‌باشد تنها به روش فلوتاسیون ممکن و مقرون به صرفه است. زیرا پرعیار کردن این مواد با روش‌های فیزیکی بر اساس وزن مخصوص کارایی بسیار پایینی دارد. در روش‌های ثقلی بازیابی بیشتر از ۳۰ تا ۴۰ درصد نمی‌شود در حالیکه بازیابی این مواد توسط فلوتاسیون به ۸۰ تا ۹۰ درصد می‌رسد.
انواع ماشین آلات فلوتاسیون
انواع ماشین‌های فلوتاسیون به دو نوع ماشین‌های فلوتاسیون مكانیكی و هوایی تقسیم بندی می‌شوند. ماشین‌های مكانیكی دارای همزن و جریان هوا معمولا توسط مكشی كه در اثر چرخش همزن ایجاد می‌شود به داخل سلول مكش می‌شود. (البته در موارد زیادی هوا به سلول تزریق می‌شود) هستند. ولی ماشین‌های هوایی فاقد همزن و روتور هستند. جریان متلاطم پالپ همراه با هوا باعث پراكنده شدن و چرخش مواد در داخل سلول می‌شود. ماشین‌های هوایی همیشه نیاز به تزریق كننده و متفرق كننده هوا دارند.
-
ماشین‌های دنور (Denver)
-
ماشین‌های ومکو (Wemco)
-
RCS™ (Reactor Cell System)
-
Outotec Tank Cell – e500
-
ماشین‌های فلوتاسیون ستونی
-
سلول جیمسون (Jameson Cell)
-
ماشین فلوتاسیون نوع پنوماتیکی اکوف
مدار فلوتاسیون چیست ؟
در كارخانه‌هاي فرآوري جهت پرعيار سازي مواد معدني به روش فلوتاسيون، از مجموعه ماشين هاي فلوتاسيون استفاده مي‌شود كه به اين مجموعه مدار فلوتاسيون گويند.
طراحي مدار فلوتاسيون نياز به انجام محاسبات دقيق در مقياس آزمايشگاهي، نيمه صنعتي و صنعتي دارند. بر اين اساس ماشين ها با توجه به ترتيب قرارگيري در مدار فلوتاسيون نام‌هاي مختلفي را خواهند داشت. يكي از اساسي‌ترين اهداف تعيين ترتيب مدارهاي فلوتاسيون تهيه محصولي قابل قبول از يك ماده معدني در يك فرآيند مهندسي و اقتصادي است. گروه صنعتی معدنی فرامین آسیا با دارا بودن متخصصین مجرب در این زمینه، می‌تواند به نحو احسن خطوط فرآوری را طراحی و راه اندازی کند.
برخی مدارهای فلوتاسیون طراحی شده توسط گروه فرامین آسیا
-
فلوتاسیون 500 تنی 3 محصول خالص سازان زنجان
-
فلوتاسیون 300 تنی ذوب روی سدید زنجان
-
پایلوت فلوتاسیون 30 تنی شمش سازان زنجان
-
مدار کلینر در مقیاس پایلوت و صنعتی مولیبدن سرچشمه
