浮選は何に使用されますか?主要な用途、プロセス、および装置のガイド

浮遊選鉱は、気泡を使用して水ベースのパルプから貴重な鉱物粒子を収集する分離技術です。浮遊選鉱が何に使用されるのかを尋ねると、直接の答えは、浮遊選鉱は廃棄岩から貴重な鉱物を分離し、製錬や浸出の前に鉱石をアップグレードし、重力プロセスでは処理できない微粒子を回収するために使用されるということです。採掘以外にも、同じ原理が紙のリサイクル、プラスチックの分別、土壌浄化、油分を含む廃水処理にも使用されています。

このプロセスは表面化学に基づいて構築されています。試薬は対象の鉱物を疎水性にし、気泡がこれらの粒子に付着し、安定した泡が粒子を表面に運び、そこで濃縮物として除去されます。次のセクションでは、浮遊選鉱の主な用途、濃縮装置内の手順、関連する機器と化学物質、回収率と等級を決定する変数について説明します。

フローテーションとは何ですか?またどのように機能しますか?

浮遊選鉱は、泡浮選とも呼ばれ、物理化学的な分離方法です。表面の濡れ性の違いを気泡の付着速度の違いに変換します。浮遊選鉱セルでは、パルプに空気を含ませることで、試薬によって疎水性になった対象鉱物の表面が気泡と結合します。気泡粒子の集合体が表面に浮き上がります。泡層を掻き取り、濃縮し、濾過して最終濃縮物を得る。

次の 3 つの基本条件を満たす必要があります。

• 貴重なミネラルは、正しい研磨によって脈石から遊離されなければなりません。
• ターゲット表面は選択的に疎水性でなければなりませんが、これはコレクタの化学反応によるものです。
• セルはインペラと泡立て器から小さくて安定した泡を生成する必要があります。

これらの条件は、なぜ浮遊選鉱が非常に多くの材料に適用されるのかも説明しています。選択的な疎水性の違いを生み出すことができるときはいつでも、それに基づいて浮遊選鉱プロセスを設計できます。回路動作の詳細については、を参照してください。 選鉱における浮遊選鉱装置の主原理 .

産業における浮選の主な用途

浮遊選鉱の最も目に見える用途は金属採掘ですが、この技術は化学処理、リサイクル、環境処理にも組み込まれています。以下の表は、一般的なフィードと目的をまとめたものです。

金属鉱石の選鉱

浮遊選鉱能力の最大の割合は卑金属選鉱装置に設置されています。硫化鉱石はザンテート回収装置によく反応するため、銅、亜鉛、鉛、ニッケルの工場では粉砕後にほとんどの場合、浮遊選鉱回路が使用されます。浮遊選鉱は、硫化銅とともにモリブデンと銀が発生した場合にもそれらを回収し、シアン化物が浸出する前に黄鉄鉱鉱石から金を回収するために使用されます。

湿式冶金と塩湖処理

湿式製錬プラントでは、スラグ、マット、残留物から金属価値を回収するために浮遊選鉱が使用されます。たとえば、銅製錬スラグは粉砕され、浮遊して残留銅を製錬所に戻します。塩湖の化学では、浮遊選鉱はカリ製造の標準的なステップであり、塩化カリウムから岩塩と粘土を除去するのに役立ちます。

リサイクル、修復、水処理

同じ表面化学原理が環境問題も解決します。浮遊選鉱は再生紙のインクを除去し、湿潤挙動が異なるプラスチックを分離し、汚染土壌や浚渫土砂から重金属を含む粒子を除去します。廃水処理では、溶解空気浮遊選鉱により、産業排水から油、グリース、および軽質浮遊物質が除去されます。二次資源から材料を回収する圧力が高まるにつれて、これらの用途は拡大しています。

浮選回路の構成

浮選回路は一連の機械とプロセスステップであり、単一のタンクではありません。配置は鉱石の種類と最終製品の仕様によって異なりますが、常に複数の段階が存在します。

一般的な銅の精選機では、鉱石は粗いバンクに入る前に 70 ～ 80 パーセントが 74 ミクロンを通過するサイズに粉砕されます。金含有黄鉄鉱プラントでは、同じ回路を使用してバルク硫化物精鉱を製造し、その後再粉砕して金をシアン化物の浸出にさらすことができます。プロセスステップは似ていますが、試薬スキームと滞留時間はまったく異なります。

浮選装置と機械の種類

浮選装置は、実験室用の小型セルから容量 300 立方メートルを超える工業用タンクまで多岐にわたります。基本的な分類は、空気供給方法によって、機械式自己曝気機と空気注入機です。

自動エアレーション装置

BF タイプの浮遊選鉱機などの機械は、インペラが回転するときにパルプ内に空気を引き込むため、自己曝気式として分類されます。これらのセルは、特に別個の圧縮空気システムが利用できない中小規模のプラントで一般的です。

中小規模プラント向け自己曝気式BF浮遊選鉱機 密閉型ダブルコーンインペラで空気を自然に吸引する機械式撹拌セルで、圧縮空気のない現場に最適です。吸引と浮上を組み合わせて回路セットアップを簡素化します。 製品を見る→

空気注入機

XCF タイプや KYF タイプなどの空気膨張セルは外部空気供給を使用し、曝気と撹拌を独立して制御します。 XCF タイプと KYF タイプは 1 つのバンクに組み合わされることがよくあります。バンクの先頭にある 1 つの XCF セルは吸引タンクとして機能し、残りは空気膨張セルとして機能します。これにより、浮選ステージ間のスラリーポンプが不要になります。

XCF/KYF 空気膨張浮選機の組み合わせ 独立した曝気制御に外部空気供給を使用し、XCF 吸引セルと KYF ダイレクトフロー セルを組み合わせて、ステージ間のスラリー ポンプを排除します。中規模および大規模な回路に適しています。 製品を見る→

大型浮選機

大型の浮遊選鉱セルは、低品位の鉱石処理の経済性を変えました。単一の大きなセルで複数の小さなセルを置き換えることができるため、エネルギー消費、床面積、メンテナンスの手間が削減されます。主な要件は、安定した空気分散システムと深層でも機能する泡排出設計です。

インペラ、タンクの深さ、フロスコーンの設計、および空気制御バルブは、原料のパルプ密度と粒度分布に適合する必要があります。

商用回路で使用される浮選試薬

試薬の化学反応により鉱物の表面が変化し、浮遊選鉱プロセスで重力分離と同様に見える粒子を区別できるようになります。以下の表に、3 つの主要な試薬タイプを示します。

銅 - 亜鉛鉱石の実際的な試薬スキームは、黄鉄鉱を沈めるための石灰から始まり、次に銅のコレクターで黄銅鉱を浮遊させ、亜鉛を抑制します。銅を除去した後、硫酸銅を加えて閃亜鉛鉱を活性化し、再びコレクターを投入して亜鉛を浮かせます。同じサイクルが、より低いパルプ密度とよりマイルドな泡立ちのクリーナーステージで繰り返されます。

浮遊選鉱の回復に影響を与える要因

浮遊選鉱プラントが回収目標に達するかどうかは、多くの変数によって決まります。オペレーターは通常、これら 6 つを監視します。

• 粒子サイズ: 粗い粒子は重く、泡から剥がれます。非常に細かい粒子が泡の表面から外れてしまいます。中程度のサイズ範囲で最高の回復が得られます。
• パルプ密度: パルプが厚すぎると泡の品質が低下します。パルプが薄すぎると、水とエネルギーの消費量が増加します。
• 試薬の投与量: 投与量が不足すると尾鉱に価値が残ります。過剰投与は濃縮グレードを低下させます。
• 通気量: 泡の表面積を調整します。空気量が高すぎると泡が崩れる可能性があります。
• pH とパルプの電位: 標準的な硫化物浮遊選鉱はアルカリ性パルプ中で行われ、コレクターフィルムを保護し、鉄鉱物を抑制します。
• 滞在時間: 果肉が細胞から離れるのが早すぎると、ゆっくりと浮遊するミネラルが失われます。あまりにも長く留まると、脈石が濃縮液中に持ち込まれます。

以下のグラフは、硫化鉱石の粒子サイズと浮選回収率の一般的な関係を示しています。

正確な値は鉱石によって異なりますが、曲線の形状は卑金属プラントで一貫しています。回収率の低下が粗い場合、プラントは通常、コレクターの投与量または泡の深さを増やします。滴が細かい場合、植物には凝集剤、より強力なコレクター、または異なるセル設計が必要になる可能性があります。

実際のプロジェクト向けの浮選装置の選択

新しいプラントまたはアップグレードに適した浮遊選鉱機を選択するには、段階的なプロセスが必要です。計画された供給トン数によってセルの総体積が決まります。鉱石の鉱物学により、試薬スキームと洗浄段階の数が定義されます。供給粒子のサイズと必要な濃縮グレードによって、セルのタイプと深さが決まります。

関連する例の 1 つは、雲南金定亜鉛工業の日量 3,000 トンの亜鉛操業における浮遊選鉱技術改革プロジェクトです。その工場では、既存のセルでは十分な微細閃亜鉛鉱を回収できず、解決策は粉砕セクションを再構築するのではなく、機械の構成を変更することでした。 このプロジェクトの概要 は、精鉱グレードを精錬所の要件内に保ちながら、新しい浮遊選鉱の仕組みによって回収率がどのように向上したかを説明しています。高トン量の銅および製錬工場では、通常、同じ種類の分析を行うと大型の浮選機が使用され、セル数とエネルギー消費量が削減されます。

高トン数プラント向け大容量浮選機 かさばる鉱石の供給を処理し、エネルギーと床面積を削減しながら回収率を高めるように設計されています。最大 200m3 のサイズで提供されるこれらのセルは、銅、リン酸塩、耐火鉱石の操作に適しています。 製品を見る→

リン酸塩岩、カリ、または耐火性鉱石を処理するプラントの場合も、同じ選択ロジックが適用されますが、泡の負荷と試薬の安定性がより重要になります。機械は洗浄段階が作業を行うのに十分な時間泡を保持する必要があり、セルの形状は一部のミネラルパルプのより高い粘度に対応する必要があります。

浮遊選鉱に関するよくある質問

泡浮遊選鉱は採掘で何に使用されますか?

泡浮選法は、粉砕後に脈石から貴重な鉱物を分離するために使用されます。主に銅、亜鉛、鉛、ニッケルの硫化鉱石に使用されますが、金、モリブデン、リン酸塩、蛍石、カリなどにも使用されます。

浮遊選鉱は非鉱物材料にも使用できますか?

はい。再生紙の脱インク、混合プラスチックの分離、汚染土壌からの重金属含有粒子の除去にも同じ原理が使用されます。水処理では、油、グリース、浮遊物質を除去するために溶解空気浮遊選鉱が使用されます。

浮遊と沈降の違いは何ですか?

沈降では粒子が密度によって分離され、材料が重力の下で沈降します。浮選は表面の疎水性によって分離し、気泡とともに粒子を上方に運びます。したがって、浮遊選鉱では、密度はほぼ同じだが表面化学が異なる粒子を分離できます。

浮選機は実際に何をするのですか?

浮選機はパルプを混合し、空気を小さな泡に分散させ、泡層を収集に十分な安定性を保ちます。インペラの機構とタンクの形状によって、機械が効率的に処理できる粒子のサイズ範囲が決まります。

浮遊選鉱において粒子サイズがそれほど重要なのはなぜですか?

粗い粒子は気泡に対して重すぎます。また、細かい粒子は気泡と十分に衝突しません。各鉱石には、回収率が最も高くなる最適なサイズ範囲があります。その範囲外に移動すると、試薬レシピが正しい場合でも回収率が低下します。