فلوتاسیون یا شناور سازی: افزایش عیار آهن
فلوتاسیون یا شناور سازی یکی از برترین روش‌های تلغیظ در صنعت‌های مختلف به شمار می رود. به عبارت دیگر فلوتاسیون همان شناور سازی است که سبب افزایش عیار سنگ آهن در تولید کنسانتره سنگ آهن میشود. از طرف دیگر می‌توان گفت امروزه در معدن‌های سنگ آهن کشور از این روش بسیار خوب و پر کاربرد استفاده گسترده می شود. چرا که می توانند با استفاده از این روش عیار سنگ‌های آهن را افزایش دهند.
آنچه در ادامه مقاله خواهید خواند
فلوتاسیون یا شناور سازی امروزه به دلیل کاربردهای گسترده ای که دارد، به عنوان برترین روش جداسازی کانی‌ها از مواد معدنی و خاک به شمار می‌رود. همچنین از آن برای فرآوری مواد معدنی در زمینه‌های مختلف استفاده می‌کنند. همان‌طور که می‌دانیم در گذشته مواد معدنی و کانی‌های کم عیار بسیار فراوان بوده‌اند و روشی برای افزایش عیار آن‌ها وجود نداشته است. اما امروزه تولید کنندگان و کارشناسان تلاش کرده‌اند با استفاده از روش پر کاربردی به نام فلوتاسیون یا شناور سازی مواد معدنی کم عیار را پر عیار می‌کنند.
اهمیت روش فلوتاسیون
فلوتاسیون یا شناور سازی دارای مزیت‌ها و فواید بسیاری است. یکی از برترین و مهم‌ترین مزیت‌های آن همان‌طور که بیان کردیم، جداسازی کانی‌ها از مواد معدنی خاک می‌باشد. به عبارت دیگر کانی‌های موجود در خاک‌های معدنی توسط فلوتاسیون یا شناور سازی جدا می‌شوند و در صنعت‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگرچه این روش برای جداسازی کانی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما برای انجام فعالیت‌های دیگر از جمله تصفیه پساب‌های صنعتی، بازیافت کاغذ، حذف گوگرد معدنی و…. نیز در صنعت‌های مختلف از آن بهره‌مند می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با این روش افزایش عیار آهن در تولید کنسانتره سنگ آهن، در ادامه مزایا و کاربردهای آن را بیان می‌کنیم. همچنین با این روش جداسازی کانی بیشتر آشنا می‌شویم. ( افزایش استحکام فولاد با روش تف جوشی یا زینترینگ )
پر عیار کردن آهن به روش فلوتاسیون یا شناور سازی:
در معدن‌های مختلف دنیا از فلوتاسیون یا شناور سازی و سلول‌های آن استفاده میشود. همچنین می‌توان گفت به دلیل گسترش و فراوانی فلوتاسیون، از قرن بیستم به بعد این روش به عنوان یکی از برترین و مناسب‌ترین روش‌های پر عیار کردن کانی و سنگ‌های آهن در تولید کنسانتره آهن شناخته شد. روش پر عیار کردن آهن در تولید کنسانتره کمی سخت و پیچیده می‌باشد و از پارامترهای مختلفی تشکیل شده است. بنابراین هر یک از پارامترهای موجود در این روش بر عملکرد یکدیگر تأثیر می‌گذارند و به یکدیگر وابسته هستند. بنابراین بررسی و ارزیابی آن‌ها به تنهایی انجام نمی‌شود.
پارامترهای موجود در فلوتاسیون یا شناور سازی
پارامترهای موجود در فلوتاسیون یا همان شناور سازی به سه دسته تقسیم می‌شوند:
- پارامتر های اولیه : این پارامتر ها مربوط به خوراک و نیروی انسانی هستند.
- پارامتر های شیمیایی : پارامتر شیمیایی دارای ویژگی های شیمیایی، شرایط محیطی انجام فرایند و..... می باشند.
- پارامتر های مکانیکی : پارامتر های مکانیکی مربوط به طراحی و نوع ماشین فلوتاسیون، چیدمان مدار ها، انواع آن ها و..... هستند.
در روش افزایش عیار آهن برای تولید کنسانتره ابتدا کانی‌ها از خاک‌های معدنی جدا می‌شوند. سپس در ابعاد و اندازه‌های مختلف آن‌ها را خرد می‌کنند تا بتوانند به راحتی با آب مخلوط کنند. به همین منظور کانی‌هایی که در معرض آب قرار می‌گیرند با آب مخلوط می‌شوند. سپس روی آب معلق شده و خیس می‌شوند. اما این را هم بگوییم که همه کانی‌ها از این قابلیت برخوردار نیستند.
در ادامه فرآیند فلوتاسیون یا شناور سازی از مواد شیمیایی استفاده میشود. چرا که این مواد فعالیت و عملکرد فلوتاسیون را اختیاری میکند. همچنین استخراج کننده‌ها می‌توانند کانی‌های با ارزش و بی ارزش را از یکدیگر جدا و تنظیم کنند.در این روش از ابتدای شروع فرآیند تا آخرین لحظه برای جلوگیری از ته نشین شدن مواد و فاز جامد از دستگاه‌های همزن استفاده می‌کنند. چرا که هم زدن و مخلوط کردن پالپ‌ها از ته نشین شدن این مواد جلوگیری میکند. همچنین سبب افزایش عیار مواد معدنی و کانی‌ها میشود.
اصول مهم در روش فلوتاسیون یا شناور سازی
روش فلوتاسیون یا شناور سازی بر اساس خواص و ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی و همچنین شرایط محیطی مدنظر انجام میشود. به عبارت دیگر این روش بر اساس ایجاد جریان هوای مناسب در محیط مدنظر بنا شده است. یکی از مهم‌ترین اصول در این روش پس از پیدایش و جداسازی کانی‌ها، خرد کردن آن‌ها می‌باشد. به عنوان مثال استخراج کنندگان پس از پیدایش کانی‌ها و خرد کردن آن‌ها به اندازه و ابعاد مشخص، مواد ایجاد شده را در مخزن‌های آماده سازی می‌ریزند. همچنین در این مرحله مواد شیمیایی به مخزن‌های آماده سازی افزوده میشود.
پس از گریز کانی و مواد معدنی با آب، آن‌ها را وارد دستگاه و تجهیزات مختلف فلوتاسیون می‌کنند. فلوتاسیون به دو روش انجام میشود. فلوتاسیون مستقیم و غیر مستقیم. پس از وارد کردن کانی‌ها در دستگاه‌های فلوتاسیون، فرایند فلوتاسیون مستقیم و غیر مستقیم انجام میشود. یعنی در فرایند فلوتاسیون مستقیم کانی و مواد معدنی با ارزش جدا می‌شوند. از طرف دیگر، کانی و مواد معدنی بی ارزش و باطله در فرایند فلوتاسیون غیر مستقیم از مواد معدنی با ارزش جداسازی شده و به صورت کف شناور می‌شوند. پس از اتمام تمامی مراحل و فرایندهایی که بیان کردیم، تلغیظ کانی و مواد معدنی از جمله سنگ آهن برای تولید کنسانتره آهن انجام میشود و عیار آن‌ها افزایش پیدا میکند.
مدار های فلوتاسیون یا شناور سازی
در راستای فلوتاسیون یا شناور سازی باید گفت که در کارخانه‌های فرآوری و افزایش عیار آهن جهت تولید کنسانتره آهن از مدارهای مختلف فلوتاسیون استفاده میشود. استفاده از این نوع مدارها نیاز به انجام محاسبات دقیق صنعتی، نیمه صنعتی و آزمایشگاهی دارد. یکی از مهم‌ترین اهداف استفاده از مدارهای فلوتاسیون در افزایش عیار مواد معدنی و سنگ آهن، تولید مواد با کیفیت و قابل قبول می‌باشد. از آنجایی که در این روش افزایش عیار آهن، مدارهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد، هر یک از آن‌ها دارای مزایا و کاربردهای مخصوص هستند. به عنوان مثال مدارهای ساده تنها یک نوع محصول را تولید می‌کنند. اما دیگر مدارها قابلیت تولید چندین محصول با کیفیت بسیار بالا را دارند.
علاوه بر این اگر بخواهیم به بررسی کاربردها و مزایای فلوتاسیون یا شناور سازی بپردازیم، می‌توانیم بگوییم این روش یکی از پر کاربردترین روش‌های افزایش عیار و تلغیظ می‌باشد. همچنین از این روش به منظور فرآوری مواد و فلزات پایه استفاده می‌کنند. معادن مختلف سنگ آهن ایران نیز از این روش بسیار بهره مند می‌شوند.
از دیگر مزایای این روش پر کاربرد می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم
- قابلیت خرد کردن ذرات و افزایش عیار مواد معدنی کم عیار
- افزایش مواد معدنی و کانی هایی که دارای ذرات ریز هستند.
- قابلیت جداکردن کانی های مختلف از یکدیگر با ویژگی های فیزیکی یکسان
- پر عیار کردن سنگ های آهن برای تولید کنسانتره با بازیابی بسیار بالا
- این روش برای انواع کانی و سنگ های آهن کاربرد دارد و مورد استفاده قرار می گیرد.
