Odpowiedzi

  • Użytkownik Zadane
2010-03-27T17:22:50+01:00
Flotacja jest jedną z metod wzbogacania stosowaną do rozdziału bardzo drobnych ziarn mineralnych. Proces flotacji przeprowadza się w zawiesinie wodnej drobno zmielonego surowca mineralnego i polega na selektywnym przyczepianiu się rozpraszanych w tej zawiesinie pęcherzyków powietrza do wybranych ziarn mineralnych. Powstający agregat pęcherzyk powietrza - ziarno jest lżejszy od wody i wypływa na powierzchnię zawiesiny skąd może być zebrany w postaci piany. Flotacja jest stosowana powszechnie do wzbogacania wszelkich surowców mineralnych, w których dla uwolnienia minerału użytecznego wymagane jest rozdrobienie nadawy do ziaren o wielkości mniejszej od około 0.3-0.1mm. W przypadku ziaren węgli kamiennych uziarnienie to może być grubsze tj. <0.5mm a nawet <1mm. Metodą flotacji wzbogaca się miliony megagramów wszelkich surowców mineralnych np. 80-90% wydobywanych w świecie rud metali nieżelaznych. W samej tylko Polsce np. tą metodą, przerabia się całość wydobywanych rud miedzi (tj. rocznie blisko 30 mln. Mg) i rud cynkowo-ołowiowych.

W przeróbce kopalin, flotacja zaliczana jest do fizykochemicznych metod wzbogacania surowców mineralnych (patrz skrypt "Przeróbka kopalin" i wykłady). Metody flotacyjne oparte są na wykorzystaniu różnic we własnościach fizykochemicznych powierzchni minerałów. Przez własności fizykochemiczne powierzchni minerałów (jak i wszelkich ciał stałych) rozumiemy zespół zjawisk chemicznych i fizycznych zachodzących na powierzchni ziaren mineralnych wynikających ze stanu energetycznego tej powierzchni i związanych z adsorpcją (chemiczną i fizyczną) różnych substancji, zjawiskami zachodzącymi na granicy trzech faz: powierzchnia minerału - woda - powietrze. Fizycznie mierzalnym efektem tych zjawisk jest zwilżalność powierzchni mineralnej a zatem jej "powinowactwo" do wody. Zwilżalność mierzona jest tzw. kątem zwilżania Q. Powierzchnia mineralna może być zwilżalna (hydrofilna), i wówczas Q = 0 lub niezwilżalna wodą (hydrofobowa), gdy Q>0. W przyrodzie występuje tylko kilka minerałów charakteryzujących się wysoką naturalną hydrofobowością (Q >> 0, np. grafit, molbdenit, siarka rodzima). Większość minerałów oznacza się słabą hydrofobowością lub hydrofilnością. Nowoutworzona powierzchnia niemal każdego minerału (tzn powstała w chwili rozdrabiania) jest zwilżalna przez wodę (hydrofilna) w wyniku zaburzenia równowagi energetycznej w krysztale w trakcie rozbijania struktury kryształów w rozdrabianiu. Potrafimy zmieniać własności powierzchniowe minerałów poprzez wprowadzanie do zawiesiny odpowiednich substancji chemicznych, które adsorbując się np. na wcześniej zwilżalnej powierzchni minerału czynią ją hydrofobową. Z powierzchnią hydrofobową zanurzoną w wodzie mogą łączyć się pęcherzyki powietrza natomiast z hydrofilną nie. Im silniej hydrofobowa jest powierzchnia minerału tym silniejsze jest związanie pęcherzyka powietrza z ziarnem tego minerału. Tworzenie powierzchni wykazującej własności hydrofobowe najczęściej związane jest z adsorbcją na niej grup (rodników) węglowodorowych. Powierzchnie "węglowodorowe" (zarówno alifatyczne jak i pierścieniowe) są z natury silnie hydrofobowe (zwróć uwagę np. na tworzywa sztuczne: polietylen, polistyren, teflon itp.)