Flotasi bijih

Bijih logam non-ferrous yang diekstraksi biasanya miskin dan sebagian besar berupa batuan sisa. Salah satu metode utama pengayaan bijih adalah flotasi. Metode ini didasarkan pada perbedaan tingkat kebasahan partikel.

Flotasi merupakan salah satu metode pengayaan mineral yang didasarkan pada perbedaan kemampuan unsur-unsur untuk tertahan pada permukaan interfase (antarmuka antara dua media), akibat perbedaan energi permukaan spesifik. Karena sifat-sifat yang khas tersebut, partikel-partikel unsur mineral dibagi menjadi dua jenis:

• Partikel hidrofobik adalah partikel yang tidak terbasahi dengan baik oleh air, yaitu cenderung menghindari kontak dengan air. Contoh manifestasi sifat hidrofobik adalah perilaku air yang terkumpul di daun pohon atau rumput (Gbr. 1). Air berbentuk bulat dan tidak bergerak, yaitu tidak menyebar, seperti yang biasa terjadi. Hal yang sama terjadi pada partikel mineral dan bijih yang telah mengalami proses penghancuran dan penggilingan. Partikel-partikel ini, yang sering ditemukan dalam larutan cair, menunjukkan sifat hidrofobiknya dengan mencoba bergabung dengan molekul udara atau gas lain untuk mengapung ke permukaan dan mengurangi energinya.
• Hidrofilik – partikel yang terbasahi dengan baik oleh air saat berada dalam larutan dan suspensi.

Dengan demikian, partikel hidrofobik cenderung terhubung dengan molekul udara, atau lebih tepatnya, dengan gelembung udara, agar dapat mengapung ke permukaan - sifat ini digunakan dalam pemisahan komponen mineral. Akan tetapi, adhesi ke gelembung udara bukanlah satu-satunya proses yang dapat dilakukan partikel hidrofobik untuk membuang energi berlebih. Berbagai minyak memiliki sifat yang serupa. Minyak yang dituangkan ke dalam segelas air akan mengapung ke permukaan karena minyak juga merupakan senyawa hidrofobik.

Pengayaan bijih dengan flotasi

Metode flotasi dibedakan berdasarkan jenis antarmuka yang dibuat untuk memisahkan komponen bijih. Metode flotasi adalah:

• Flotasi minyak. Mencampur bijih yang dihancurkan dengan minyak dan air, menyebabkan mineral sulfida, yang tidak dibasahi dengan baik oleh air, mengapung ke permukaan.
• Flotasi buih . Flotasi di mana gelembung udara dilewatkan melalui campuran partikel dan air, setelah itu busa yang jenuh dengan komponen yang diapungkan terbentuk di permukaan. Busa ini kemudian dipisahkan dari cairan dan kemudian dikeringkan.

Untuk melaksanakan flotasi buih, bijih harus dihancurkan hingga 0,1-0,2 mm.

Namun, tidak semua komponen bijih yang berharga memiliki sifat hidrofobisitas yang cukup untuk ekstraksi. Sebaliknya, unsur-unsur gangue mungkin memiliki sifat hidrofobisitas yang lebih menonjol daripada komponen bijih yang berharga. Untuk tujuan ini, ada senyawa kimia khusus yang disebut reagen. Reagen adalah zat yang meningkatkan atau menurunkan sifat hidrofobik/hidrofilik partikel. Bergantung pada sifatnya, reagen dibagi menjadi beberapa kategori berikut:

• Kolektor adalah zat yang diserap pada permukaan logam yang harus diekstraksi dari larutan (diubah menjadi busa).
• Regulator mempunyai efek sebaliknya dan sebaliknya, meningkatkan sifat hidrofilik partikel individual, yang menyebabkan partikel tersebut tidak dapat mengapung.
• Agen pembusa memberikan kestabilan pada busa yang termineralisasi.
• Reagen pengaktif adalah reagen yang menciptakan kondisi yang mendukung penempelan kolektor ke permukaan mineral.
• Reagen depresan adalah reagen yang digunakan untuk mencegah mineral menjadi hidrofobik oleh kolektor. Reagen ini dirancang untuk meningkatkan selektivitas flotasi saat memisahkan mineral dengan sifat flotasi yang serupa.

Reagen flotasi merupakan bahan baku yang mahal. Untuk kontrol otomatis mode reagen proses flotasi, perlu untuk menentukan kandungan kuantitatif berbagai elemen dalam pulp secara real time. Untuk tugas-tugas ini, digunakan penganalisa fluoresensi sinar-X aliran ARP-1C , yang mampu menentukan konsentrasi elemen dari Ca hingga U dalam jalur pulp.

Proses flotasi memegang peranan yang sangat penting dalam pengayaan bijih berbagai unsur. Flotasi busa memiliki efisiensi yang paling tinggi, itulah sebabnya metode ini menjadi yang paling banyak digunakan.

Sebelum pengayaan flotasi, bijih dihancurkan di pabrik khusus, mengubah bijih menjadi muatan yang terdiri dari partikel bijih berharga dan batuan sisa. Untuk flotasi berkualitas tinggi, perlu untuk memilih tingkat penghancuran yang memastikan pemisahan mineral yang cukup lengkap. Butiran berukuran 0,1-0,04 mm paling baik dipisahkan dengan flotasi. Partikel yang lebih kecil dipisahkan dengan lebih buruk, dan partikel yang lebih kecil dari 5 mikron mengganggu flotasi partikel yang lebih besar. Efek negatif dari partikel berukuran mikron dikurangi dengan reagen khusus. Partikel besar (1-3 mm) terkoyak dari gelembung selama flotasi dan tidak mengapung.

Pada tahap pertama flotasi, bijih yang dihancurkan dicampur dengan air di ruang pencampuran, sehingga terbentuk bubur (campuran partikel bijih dan batuan sisa dalam air). Pada saat yang sama, reagen flotasi ditambahkan ke ruang tersebut, yang hanya membasahi partikel bijih yang berharga, tetapi tidak membasahi batuan sisa.

Pulp kemudian memasuki mesin flotasi, yang mana udara disalurkan menggunakan pompa.

Saat mengapung, gelembung udara bertemu dengan butiran bijih berharga dan butiran batu berharga. Saat partikel bijih berharga yang dilapisi reagen flotasi bertemu dengan gelembung udara, air, tanpa membasahi reagen, menggelinding dari permukaan partikel dan partikel mendekati gelembung (tertempel).

Butiran batuan sisa dibasahi dengan air dan tidak menempel padanya. Gelembung udara mengapung bersama bijih berharga, membentuk busa dengan bijih berharga. Agregat yang terdiri dari partikel padat dan gelembung udara (atau gas apa pun) disebut aeroflokula .

Pulp kemudian masuk ke tangki pengendapan, tempat partikel bijih limbah mengendap, dan busa dengan bijih berharga bergerak ke dalam wadah penerima. Di dalamnya, gelembung udara pecah dan bijih berharga mengendap di dasar.

Flotasi juga digunakan untuk memurnikan air dari zat organik (minyak, lemak), bakteri, endapan garam yang terdispersi halus, dan lain sebagainya. Jenis pengayaan ini juga digunakan dalam industri makanan, kimia, dan industri lainnya untuk memurnikan air limbah industri, mempercepat pengendapan, memisahkan suspensi padat, dan mengemulsi zat, dan lain sebagainya.

Metode flotasi terus ditingkatkan dengan cara berikut:

• sintesis jenis baru reagen flotasi;
• desain mesin flotasi;
• penggantian udara dengan gas lain (oksigen, nitrogen);
• implementasi sistem pengendalian parameter fasa cair pulp flotasi.

Flotasi memungkinkan pemanfaatan endapan bijih yang tersebar halus dalam produksi industri dan memastikan penggunaan mineral secara komprehensif.