Mavzu: flotatsion reagentlarning klassifikatsiyasi va qo’llanilishi

Flotatsiya jarayoni va minerallashgan pufakchalar hosil qilish.
Flotatsiya jarayoni flotatsiya mashinasi deb nomlanuvchi boyitish uskunasida amalga oshiriladi. Uskunaning asosiy qismlari qobiq 1, aralashtirish va havo bilan to'yintirish qurulmasi 2, ko'pik yig’uvchi 3 dan tashil topgan (10.1 - rasm).
Flotatsiya quyidagi ketma - ketlikda amalga oshiriladi:
-flotatsiya kamerasiga bo'tana (mineral zarrachalar va suv aralashmasi) yuboriladi;
-bo'tanaga flotatsiya reagentlarini yuborish orqali havo pufakchasiga bir turdagi zarrachalami biriktirish va boshqa turdagi zarrachalami pufakchaga birikmasligini ta'minlanadi;
-bo'tanaga disperslangan havo yuboriladi va ko'p miqdorda mayda pufakchalar hosil qilinadi. Pufakchalaming barqarorligini ta'minlash uchun bo'tanaga ko'pik hosil qiluvchi reagent qo'shiladi;
-mineral zarrachalar havo pufakchalari bilan to'qnashib unga birikadi, minerallashgan komleks xosil qiladi (10.2-rasm);

1,2 - mos holda yig’uvchi va ko'pik hosil qiluvchining qutblanmagan (apolyar) va qutblangan (polyar) qismlari.

- minerallashgan pufakchalar bo'tananing yuzasiga suzib chiqadi va (gaz pufakchalari va bir-biriga zich joylashgan minerallami o'zida mujassam qilgan) ko'pik qatlamini hosil qiladi;
-minerallashgan ko'pik bo'tana yuzasidan maxsus moslama yordamida ajratib olinadi.
Odatda ko’pik qatlamiga foydali minerallar o'tadi, bo'sh tog’ jinslari esa bo'tana ichida qoladi.
Natijada ikkita mahsulot olinadi: ko'pikli va kamera mahsuloti.
Flotatsiyaning umumiy samaradorligi mineral hom ashyoning texnologik xossalariga va flotatsiya jarayonini tashkil qiluvchi har bir ichki jarayonning samaradorligiga bog’liq.
Flotatsiyaning nazariy asoslari
Flotatsiyaning asosi deganda minerallashgan pufakchalar hosil qilish tushuniladi. Bitta pufakcha va bitta mineral zarrachasidan hosil bo'lgan agregat 10.3 - rasmda keltirilgan.
Termodinamikaning ikkinchi qonuniga ko'ra fazalar yuzalari orasida zarrachaning birikishi va flotatsiya sodir bo'lishi, qachonki, zarrachaning pufakchaga birikmasdan avvalgi tizimining erkin energiyasi E₁ zarracha pufakchaga birikkandan keyingi erkin energiyasi E₂ dan kichik bo'lganda kuzatiladi. Bu holda tizim 1 - holatdan 2- holatga o'zidan o'zi o'tadi.
Zarrachani pufakchaga biriktirishgacha bo'lgan W₁ tizim erkin energiya zahirasi quyidagicha
W₁= S_s-gσ_s-g+S_q-sσ_q-s (10.1)
bu yerda S_s-g va S_q-s - suyuq-gaz va qattiq-suyuqlik yuza sirtlarining chegaralari; σ_s-g va σ_q-s- ushbu uchastkalar chegaralaridagi sirt energiyasi.

Zarrachaning pufakka yopishgandan keyingi erkin energiya zahirasi W₂, yopishish yuzasi 1 sm² bo‘lganda quyidagicha bo‘ladi:

W₂= (S_s-g - 1 ) σ_s-g+ σ_q-g • 1 + (S_q-s - 1 )σ_q-s (10.2)
Quyidagi shart bajarilganda sistema erkin energiyasi kamayadi ∆W:
∆W= W₁ - W₂= σ_s-g + σ_q-s - σ_q-g > 0 (10.3)
Yoki
∆W = σ_s-g + σ_q-s > σ_q-g (10.4)
Muvozanat shartida uch fazali qattiq-gaz-suyuq yaqinlashuvdagi nuqtada havo pufakchasi qattiq sirtga o‘mashib olsa quyidagi munosabat to‘g‘ri keladi (10.3-rasm);
σ_q-s ̶ σ_{q-s =} σ_s-gcosθ (10.5)
bu yerda, θ— uchinchi faza yuzasi bilan ikki faza ajralish yuzasi hosil qilgan va suyuq faza bo‘yicha o’lchanadigan muvozanatdagi chegaraviy namlanish burchagi.
Flotatsion sistema muvozanat shartida (10.5) tenglikni (10.4) ga qo‘yganda pufakchaga zarrachalar yopishgandan keyin erkin energiya ∆W yo‘qotilishini aniqlash uchun tenglama olinadi:
∆W(F)=σ_s-g(1-cosθ) (10.6)
Flotatsiyalanish ko‘rsatkichi F kattalik bilan belgilanadi va u fazalar ajralish chegarasida zarrachalar yopishganda sistema yuza energiyasi o‘zgarishini xarakterlaydi, gaz-qattiq kontaktdagi yuza birligi uchun. θ>0 bo’lganda, ∆F>0 bo'ladi, ya’ni chegaraviy namlanish burchagi noldan katta bo‘lsa, pufakchaga zarracha yopisha oladi.
(10.6) tenglikdan ko‘rinib turibdiki, chegaraviy namlanish burchagi qancha katta boMsa, mineral yuzasi shuncha gidrofobli bo'ladi, havo pufakchasiga yopishishi ham yaxshi bo'ladi va flotatsiyalanish ko'rsatgichi oshadi.
Chegaraviy namlanish burchagi turli minerallar uchun keng chegarada o'zgarishi mumkin va tabiiy gidrofil kvarsda 0° atrofida, toshko'mirda 60-90°, sulfidlarda 75-85°.
Minerallaming flotatsiyalanish qobiliyati, ya’ni suv bilan namlanish darajasini ularning yuzalarini flotatsion reagentlar bilan ishlov berib sun’iy ravishda o'zgartirish mumkin.