Payamvdn/NorthPersian_fa_wiki huggingface dataset:
اختراع شد. این فرایند از نفت استفاده نمی کرد، بلکه بر شناورسازی توسط تولید گازی که با وارد کردن اسید به خمیر تولید می شد، متکی بود. در سال ۱۹۰۲، فرومنت شناورسازی نفت و گاز را با استفاده از اصلاح فرایند پاتر-دلپرات ترکیب کرد. در طول دهه اول قرن بیستم، بروکن هیل به مرکز نوآوری تبدیل شد که منجر به تکمیل فرایند شناورسازی کف توسط بسیاری از فن آوران شد که در آنجا از یکدیگر وام گرفتند و بر این موفقیت های اولیه بنا نهادند. فرایند دیگری در سال ۱۹۰۲ توسط آرتور سی. کاترمول ایجاد شد، که خمیر را با مقدار کمی روغن امولسیون (امولسیون (به فرانسوی: Émulsion) یا به پیشنهاد فرهنگستان زبان و ادب فارسی نامیزه نوعی کلوئید مایع در مایع است که در آن قطره های ریز یک مایع (مانند روغن) در مایعی دیگر (مانند آب) بی آنکه با یکدیگر درآمیزند، پراکنده است. یک امولسیون از دو مایع امتزاج ناپذیر (معمولاً روغن و آب) تشکیل شده است که یکی از آن ها به صورت قطرات ریز در دیگری پراکنده شده است) کرد، آن را در معرض هم زدن شدید قرار داد، سپس به آرامی هم زد که مواد معدنی هدف را منعقد کرد و به گره هایی تبدیل شد که توسط گرانش از خمیر جدا می شدند. این فرایند
در کارخانه بروکن هیل در آن سال موفقیت آمیز بود. نکته قابل توجه در فرایند «شناورسازی کف» آنها استفاده از روغن کمتر از ۱٪ و یک مرحله هم زدن بود که حباب های کوچکی ایجاد می کرد که سطح بیشتری را برای جذب فلز و شناور شدن به صورت کف در سطح فراهم می کرد. قرن بیستم. تحولات در ایالات متحده چندان چشمگیر نبود. شکست های باترز، و همچنین شکست های دیگر، پس از سال ۱۹۰۴، با فرایند استنلی مک کویستن اسکاتلندی (روشی مبتنی بر کشش سطحی)، که با موفقیت کمی در نوادا و آیداهو توسعه یافت، دنبال شد، اما در صورت وجود اسلایم، این کار نمی تواند کارساز باشد. وود از دنور فرایند شناورسازی خود را در امتداد همین خطوط با موفقیت هایی در سنگ معدن مولیبدن در سال ۱۹۰۷ توسعه داده بود، که در سال ۱۹۱۱ ثبت اختراع شد، با این حال، در بیشتر موارد، این ها تلاش های منفرد و بدون هیاهو بود. در سال ۱۹۱۱، جیمز ام. هاید، کارمند سابق مینیرال سپریشن. فرایند جداسازی مواد معدنی را اصلاح کرد و یک کارخانه آزمایشی را در Butte and Superior Mill در بیسن مونتانا نصب کرد که اولین نصب از این قبیل در ایالات متحده بود. در سال ۱۹۱۲، او کارخانه روی Butte &amp; Superior, Butte, M
ontana را طراحی کرد که اولین کارخانه بزرگ شناورسازی در آمریکا بود. مینرال سپریشن، که دفتری در سانفرانسیسکو راه اندازی کرده بود، از هاید به دلیل تخلف و همچنین شرکت Butte &amp; Superior شکایت کرد، هر دو پرونده در نهایت توسط این شرکت در دادگاه عالی ایالات متحده برنده شد. دانیل کوان جکلینگ و شرکای آن که Butte &amp; Superior را کنترل می کردند، حق اختراع مینرال سپریشن را نیز رد کردند و نبردهای قانونی بعدی را که بیش از یک دهه به طول انجامید، تأمین مالی کردند. یکی از نتایج ناگوار این اختلاف، اختلافات حرفه ای در میان جامعه مهندسی معدن برای یک نسل بود. در سال ۱۹۱۳، مینرال سپریشن هزینه یک کارخانه آزمایشی برای شرکت Inspiration Copper (مس الهام بخش) در میامی، آریزونا را پرداخت کرد. این بنا که زیر نظر مدیر دفتر سانفرانسیسکو، ادوارد ناتر ساخته شد، موفقیت آمیز بود. مهندس Inspiration یک آسیاب غلظت گرانشی را پاره کرد و فرایند جداسازی مواد معدنی را جایگزین آن کرد، اولین استفاده عمده از این فرایند در یک معدن مس آمریکا بود. دارندگان عمده سهام Inspiration مردانی بودند که معدن بزرگ آناکوندای Butte را کنترل می کردند. آنها بلافاصله م
وفقیت Inspiration ساخت کارخانه دارای مجوز جداسازی مواد معدنی در Butte را در سال های ۱۹۱۵–۱۹۱۶ دنبال کردند که بیانیه ای مهم در مورد پذیرش نهایی فرایند ثبت اختراع جداسازی مواد معدنی بود. جان ام. کالو، از مهندسی عمومی سالت لیک سیتی، شناورسازی را از مقالات فنی و معرفی در آسیاب Butte و Superior و در Inspiration Copper در آریزونا دنبال کرده بود و تشخیص داده بود که هم زدن مکانیکی نقطه ضعفی برای فناوری موجود است. کالو با معرفی یک آجر متخلخل با هوای فشرده و مکانیزم همزن مکانیکی، در سال ۱۹۱۴ برای ثبت اختراع درخواست کرد (برخی می گویند که کالو، یک پارتیزان جکلینگ، سلول خود را به عنوان وسیله ای برای جلوگیری از پرداخت حق امتیاز به مینرال سپریشن اختراع کرد، که شرکت ها از سلول او استفاده می کنند. این روش که به شناورسازی پنوماتیک معروف است، به عنوان جایگزینی برای فرایند جداسازی مواد معدنی غلظت فلوتاسیون شناخته شد. مؤسسه مهندسین معدن آمریکا در سال ۱۹۲۶ به کالو مدال طلای جیمز داگلاس را برای کمک هایش در زمینه شناورسازی اهدا کرد. در آن زمان، فناوری شناورسازی در حال تغییر بود، به ویژه با کشف استفاده از زانتات ها و دیگر معرف ها، که
سلول کالو و فرایند او را منسوخ کرد. آنتوان مارک گاودین، استاد فناوری مونتانا، دوره اولیه شناورسازی را به عنوان فاز مکانیکی تعریف کرد در حالی که در اواخر دهه ۱۹۱۰ وارد فاز شیمیایی شد. اکتشافات در معرف ها، به ویژه استفاده از گزانتات های ثبت شده توسط کورنلیوس اچ. کلر، شیمی دان جداسازی مواد معدنی، نه آنقدر جذب مواد معدنی را از طریق فرایند افزایش داد، بلکه آن ها را در عملیات های روزمره بسیار قابل کنترل تر کرد. ثبت اختراعات شناورسازی اولیه مینرال سپریشن در سال ۱۹۲۳ به پایان رسید و موارد جدید برای فرایندهای شیمیایی موقعیت قابل توجهی را در دهه ۱۹۳۰ به آن بخشید. در این دوره، این شرکت همچنین فرایندهای شناورسازی آهن را از آزمایشگاه هیبینگ خود و فسفات را در آزمایشگاه فلوریدا توسعه داد و به ثبت رساند. مرحله سریع دیگری از نوآوری در فرایند شناورسازی تا پس از سال ۱۹۶۰ رخ نداد. در دهه ۱۹۶۰، روش شناورسازی کف برای جوهر زدایی کاغذ بازیافتی اقتباس شد. موفقیت این فرایند با توجه به تعداد مدعیان به عنوان «کاشف» شناورسازی آشکار می شود. در سال ۱۹۶۱، مهندسان آمریکایی «۵۰ سال شناورسازی» را جشن گرفتند. در سال ۱۹۷۷، مهندسان آلمانی «صدمین
سالگرد شناورسازی» را بر اساس پتنت برادران بسل در سال ۱۸۷۷ جشن گرفتند. سایت تاریخی معدن مس گلاس دیر، تورهای خود در ولز را به عنوان مکان «کشف شناور» بر اساس کار برادران المور تبلیغ می کند. نویسندگان اخیر، به دلیل علاقه به تجلیل از زنان در علم، قهرمان کری اورسون از دنور به عنوان مادر این فرایند، بر اساس حق اختراع ۱۸۸۵ او، هستند. مهندسان، متالوژیست ها و شیمیدانان که حداقل در دادگاه های آمریکا و استرالیا کنترل اختراعات شناورسازی کف و همچنین حق مدعی را به عنوان کاشف شناورسازی کف به دست آورده اند، از این لیست حذف شده اند. اما، همان طور که مورخ مارتین لینچ می نویسد، «تفکیک مواد معدنی در نهایت پس از ارائه پرونده به دادگاه عالی ایالات متحده [و مجلس اعیان] پیروز می شود و با این کار باعث انزجار صمیمانه بسیاری در دنیای معدن برای خود شد». صنایع. فرآوری مواد معدنی. شناورسازی کف فرایندی برای جداسازی کانی ها از گنگ با استفاده از تفاوت در آبگریزی (آب گریز یا هیدروفوب (به انگلیسی: Hydrophobe) در شیمی و زیست شناسی سلول کاربرد دارد و یک پدیدهٔ فیزیکی در مولکول ها است که از آب دوری می کنند) آنهاست. تفاوت آب گریزی بین مواد معدنی ب
ا ارزش و ضایعات با استفاده از سورفکتانت ها و عوامل مرطوب کننده افزایش می یابد. جداسازی انتخابی مواد معدنی، فرآوری کانه های پیچیده (یعنی مخلوط) را از نظر اقتصادی امکان پذیر می کند. فرایند شناورسازی برای جداسازی طیف وسیعی از سولفیدها، کربنات ها و اکسیدها قبل از پالایش بیشتر استفاده می شود. فسفات ها و زغال سنگ نیز با فناوری شناورسازی ارتقاء داده می شوند (تصفیه می شوند). قبل از سال ۱۹۰۷، تقریباً تمام مس استخراج شده در ایالات متحده از ذخایر رگه ای زیرزمینی به دست می آمد که به طور متوسط ۲٫۵ درصد مس بود. تا سال ۱۹۹۱، میانگین عیار سنگ معدن مس استخراج شده در ایالات متحده به تنها ۰٫۶ درصد کاهش یافته بود. تصفیه فاضلاب. فرایند شناورسازی همچنین به طور گسترده در تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی استفاده می شود، جایی که چربی، روغن، گریس و مواد جامد معلق را از فاضلاب حذف می کند. این واحدها، واحدهای شناور هوای محلول (DAF) نامیده می شوند. به طور خاص، واحدهای شناورسازی هوای محلول در حذف نفت از پساب فاضلاب پالایشگاه های نفت، کارخانه های پتروشیمی و شیمیایی، کارخانه های فرآوری گاز طبیعی و تأسیسات صنعتی مشابه استفاده می شوند. بازیافت کاغ
ذ. شناورسازی کف یکی از فرایندهایی است که برای بازیابی کاغذ بازیافتی استفاده می شود. در صنعت کاغذ (صنعت کاغذ و خمیرکاغذ (به انگلیسی: Pulp and paper industry) شامل شرکت هایی است، که با استفاده از چوب به عنوان مواد خام به تولید کاغذ، خمیرکاغذ و سایر محصولات بر پایه سلولز می پردازند. این صنعت سال ها، در انحصار کامل ایالات متحده آمریکا قرار داشت، تا اینکه در سال ۲۰۰۹ جمهوری خلق چین در تولید کاغذ و خمیرکاغذ از آن پیشی گرفت) این مرحله مرکب زدایی یا فقط شناورسازی می گویند. هدف آزادسازی و حذف آلاینده های آبگریز از کاغذ بازیافتی است. آلاینده ها بیشتر مرکب و چسب هستند. به طور معمول راه اندازی یک سیستم دو مرحله ای با۳ ,۴ یا ۵ سلول شناور به صورت سری است. اصل عملیات. قبل از اینکه عملیات شناورسازی کف انجام شود، سنگ معدنی که باید تصفیه شود با خرد کردن به ذرات ریز تبدیل می شود تا کانی های مختلف به صورت دانه های جدا از هم وجود داشته باشند. این فرایند به عنوان "رهایی" کامل شناخته می شود. اندازه ذرات معمولاً کمتر از ۰٫۱ است میلی متر (۱۰۰ میکرومتر)، اما گاهی اوقات اندازه های کوچکتر از ۷–۱۰ است میکرومتر مورد نیاز است. این تمایل وج
ود دارد که اندازه آزادسازی مواد معدنی در طول زمان کاهش یابد زیرا توده های سنگی با دانه های معدنی درشتی که می توان آنها را در اندازه های بزرگ تر جدا کرد، تهی می شود و با توده های سنگی جایگزین می شوند که قبلاً بسیار دشوار تلقی می شدند. در صنعت معدن، کارخانه هایی که شناورسازی برای تغلیظ سنگ معدن (کانسنگ یا سنگ معدن گونه ای سنگ حاوی فلزات و عناصر ارزشمند و مهم است که از معدن استخراج می شود و سپس طی فرایندی عناصر مورد نیاز از آن گرفته شده و مورد استفاده قرار می گیرد) انجام می شود، عموماً به عنوان "متمرکز کننده" یا "آسیاب" شناخته می شوند رای شناورسازی کف یک دوغاب آبی، سنگ معدن آسیاب شده با عامل کف کننده تصفیه می شود. به عنوان مثال سدیم اتیل زانتات به عنوان یک جمع کننده در شناورسازی گالن (سولفید سرب) برای جداسازی آن از اسفالریت (سولفید روی) است. قسمت قطبی آنیون زانتات به ذرات سنگ معدن می چسبد و قسمت هیدروکربنی غیر قطبی یک لایه آبگریز تشکیل می دهد. ذرات توسط حباب های هوا به سطح آب می آیند. حدود ۳۰۰ گرم در تن سنگ معدن برای جداسازی کارآمد مورد نیاز است. راندمان عمل آبگریز افزایش می یابد، اما انتخاب پذیری نسبت به نوع سن
گ با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی در زانتات ها کاهش می یابد. این زنجیره از نظر اتیل زانتات سدیم کوتاه ترین است که آن را برای سنگ های مس، نیکل، سرب، طلا و روی بسیار انتخاب می کند. محلول های آبی (۱۰٪) با pH = ۷–۱۱ به طور معمول در فرایند استفاده می شود. این دوغاب (که به درستی "پالپ" نامیده می شود) از ذرات آبگریز و ذرات آبدوست، سپس به مخازن معروف به "سلول های شناورسازی وارد می شود" که برای تولید حباب ها هوادهی می شوند. ذرات آبگریز به حباب های هوا می چسبند و به سطح می آیند و کف ایجاد می کنند. کف از سلول خارج می شود و یک کنسانتره (کنسانتره (به فرانسوی: Concentrate) شکلی از ماده است که اکثر اجزای اصلی تشکیل دهنده یا حلال آن را حذف کرده اند. معمولاً با گرفتن آب موجود در یک محلول یا سوسپانسیون، مثلاً گرفتن آب موجود در آبمیوه و تبدیل آن به پودر یا عصاره، کنسانتره تشکیل می شود) از ماده معدنی مورد نظر تولید می شود. عوامل کف کننده، معروف به "کف کننده"، ممکن است به پالپ وارد شوند تا تشکیل کف پایدار در بالای سلول شناورسازی را تقویت کنند. به مواد معدنی که در کف شناور نمی شوند، "باطله های" شناورسازی یا "دم شناورسازی" می گویند
. این باطله ها همچنین ممکن است در معرض مراحل بعدی شناورسازی قرار گیرند تا ذرات ارزشمندی را که بار اول شناور نکرده اند بازیابی کنند. این به عنوان "پاکسازی" شناخته می شود. باطله های نهایی پس از جمع آوری معمولاً برای دفع به عنوان پر کردن معدن یا به تأسیسات دفع باطله برای ذخیره سازی طولانی مدت پمپ می شوند. راندمان شناورسازی کف با یک سری احتمالات تعیین می شود: احتمالات مربوط به تماس ذره-حباب، اتصال ذره-حباب، حمل و نقل بین خمیر و کف، و جمع آوری کف به داخل لباسشویی محصول. در یک سلول متداول مکانیکی، کسر خالی (یعنی حجم اشغال شده توسط حباب های هوا) کم است (۵ تا ۱۰ درصد) و اندازه حباب معمولاً بزرگتر از ۱ میلی متر است. این منجر به یک ناحیه سطحی نسبتاً کم و احتمال کم تماس ذره-حباب می شود. در نتیجه، چندین سلول به صورت سری برای افزایش زمان ماندن ذرات مورد نیاز است، بنابراین احتمال تماس ذره-حباب افزایش می یابد. شناورسازی معمولاً در چندین مرحله انجام می شود تا بازیابی کانی یا مواد معدنی مورد نظر و غلظت آن مواد معدنی در کنسانتره به حداکثر برسد و در عین حال انرژی ورودی به حداقل برسد. مراحل شناورسازی. خشن کردن. "مرحله اول رافینگ
" نامیده می شود "که کنسانتره زبرتری" تولید می کند. هدف این است که حداکثر مقدار ماده معدنی با ارزش را با اندازه ذرات درشت حذف کنیم. هرچه سنگ معدن ریزتر آسیاب شود، انرژی مورد نیاز بیشتر است، بنابراین منطقی است که فقط آن دسته از ذراتی را که به آسیاب ریز نیاز دارند آسیاب کنیم. برای شناورسازی خشن تر، آزادسازی کامل لازم نیست، فقط آزادسازی کافی برای آزادسازی گنگ از ماده معدنی ارزشمند برای بازیابی بالا لازم است. هدف اولیه از خشن کردن، بازیابی هر چه بیشتر مواد معدنی با ارزش است، با تأکید کمتر بر کیفیت کنسانتره تولید شده. در برخی از تغلیظ ها، ممکن است یک "مرحله پیش شناورسازی" قبل از خشن کردن وجود داشته باشد. این کار زمانی انجام می شود که برخی مواد نامطلوب مانند کربن آلی وجود داشته باشند که به راحتی شناور شوند. برای جلوگیری از شناور شدن آنها در حین خشن کردن (و در نتیجه آلوده شدن کنسانتره زبرتر) ابتدا آنها را جدا می کنند. تمیز کردن. کنسانتره زبرتر معمولاً در معرض مراحل بعدی شناورسازی قرار می گیرد تا مواد معدنی نامطلوبی را که به کف گزارش شده است، دفع کند. "در فرآیندی به نام تمیز کردن ،" محصول تمیز کننده به عنوان "کنسانتره
پاک کننده" یا "کنسانتره نهایی شناخته می شود" . هدف از تمیز کردن این است که تا حد ممکن عیار کنسانتره تولید شود. کنسانتره خشن تر اغلب به عنوان سنگ زنی بیشتر (معمولا به نام "رجرندنج)" برای به دست آوردن آزادی کامل تر از مواد معدنی با ارزش است. از آنجا که جرم آن کوچکتر از سنگ معدن اصلی است، انرژی کمتری نسبت به مقدار لازم در صورت آسیاب مجدد کل سنگ معدن مورد نیاز است. سنگ زنی مجدد اغلب در "آسیاب های" مخصوص آسیاب مجدد انجام می شود، مانند ایسا میل، که برای کاهش بیشتر انرژی مصرف شده در حین آسیاب کردن مجدد، به اندازه های ظریف طراحی شده است. پاکسازی. مرحله شناورسازی خشن تر اغلب با یک "مرحله شناور رفتگر" دنبال می شود که برای باطله های خشن تر اعمال می شود. هدف بازیابی هر یک از مواد معدنی مورد نظر است که در مرحله اولیه خشن بازیافت نشده اند. این ممکن است با تغییر شرایط شناور به منظور سخت تر کردن آن ها نسبت به خشن کاری اولیه حاصل شود، یا ممکن است مقداری آسیاب ثانویه برای آزادسازی بیشتر وجود داشته باشد. کنسانتره از روبنده های خشن تر می تواند برای شناورسازی مجدد به خوراک خشن تر برگردانده شود یا به سلول های تمیزکننده ویژه ارسال
شود. به طور مشابه، مرحله تمیز کردن ممکن است با یک مرحله پاکسازی روی باطله های پاک کننده نیز دنبال شود. علم شناورسازی. برای مؤثر بودن بر روی یک دوغاب سنگ معدن معین، کلکتورها بر اساس ترشوندگی انتخابی آنها از انواع ذرات جداسازی شده، انتخاب می شوند. این نیاز ترمودینامیکی برای اتصال ذرات به سطح حباب را فراهم می کند. فعالیت مرطوب کنندگی یک سورفکتانت روی یک ذره را می توان با اندازه گیری زوایای تماسی که رابط مایع/حباب با آن ایجاد می کند، اندازه گیری کرد. یکی دیگر از معیارهای مهم برای اتصال حباب ها به ذرات، زمان القاء است. زمان القاء زمان لازم برای پاره شدن لایه نازک جداکننده ذره و حباب توسط ذره و حباب است. این گسیختگی توسط نیروهای سطحی بین ذره و حباب حاصل می شود. مکانیسم اتصال حباب به ذره بسیار پیچیده است و از سه مرحله برخورد، اتصال و جدا شدن تشکیل شده است. برخورد با قرار گرفتن ذرات در لوله برخورد حباب حاصل می شود و این تحت تأثیر سرعت حباب و شعاع حباب است. لوله برخورد مربوط به منطقه ای است که در آن یک ذره با حباب برخورد می کند. اتصال ذره به حباب توسط زمان القای ذره و حباب کنترل می شود. ذره و حباب نیاز به اتصال دارند
و این در صورتی اتفاق می افتد که زمانی که ذره و حباب در تماس با یکدیگر هستند بزرگتر از زمان القاء مورد نیاز باشد. این زمان القایی تحت تأثیر ویسکوزیته سیال، اندازه ذرات و حباب و نیروهای بین ذره و حباب است. جدا شدن یک ذره و حباب زمانی اتفاق می افتد که نیروی اعمال شده توسط کشش سطحی توسط نیروهای برشی و نیروهای گرانشی بیشتر شود. این نیروها پیچیده هستند و در درون سلول متفاوت هستند. برش بالا در نزدیکی پروانه یک سلول شناور مکانیکی و عمدتاً نیروی گرانشی در منطقه جمع آوری و تمیز کردن یک ستون شناور تجربه می شود. مسائل مهمی در حباب ذرات ریز رخ می دهد زیرا این ذرات راندمان برخورد پایین و همچنین باریک شدن و تخریب سطوح ذرات را تجربه می کنند. ذرات درشت به دلیل آزادسازی کم و راندمان جداشدگی بالا، بازیابی کم ماده معدنی ارزشمند را نشان می دهند. تئوری. چسبندگی انتخابی. شناورسازی کف به چسبندگی انتخابی حباب های هوا به سطوح معدنی در دوغاب معدنی/آب بستگی دارد. حباب های هوا به ذرات آبگریز بیشتری می چسبند. اتصال حباب ها به سطح توسط انرژی های سطحی بین فازهای جامد، مایع و گاز تعیین می شود. این توسط معادله یانگ دوپر تعیین می شود: formula
_1 به صورتی که: هدف جداسازی مواد معدنی ممکن است از نظر شیمیایی با کلکتورها اصلاح شوند تا آبگُریزتر باشند. کلکتورها نوعی سورفکتانت (سورفکتانت ها یا مواد فعال سطحی (به انگلیسی: Surfactant) موادی هستند که هنگامی که به مقدار بسیار ناچیز استفاده می شوند کشش سطحی آب را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. سورفکتانت ها ممکن است به عنوان مواد شوینده، مواد خیس کننده، امولسیفایر، مواد کف کننده و پراکنده کننده ها عمل کنند و این ترکیبات تقریباً مثل صابون و سایر سورفاکتانت ها عمل می کنند و بعد از تماس با آب حالت لزج پیدا می کنند) هستند که آب گریزی طبیعی سطح را افزایش داده و قابلیت تفکیک ذرات آبگریز و آبدوست را افزایش می دهند. کلکتورها یا از طریق جذب شیمیایی به ماده معدنی پیوند شیمیایی می دهند یا از طریق جذب فیزیکی روی سطح جذب می شوند. صندوق بین المللی پول و نیروهای سطحی در برهمکنش های حباب-ذره. نرخ برخورد ذرات ریز (۵۰ تا ۸۰ میکرومتر) را می توان با دقت مدل سازی کرد، اما هیچ تئوری فعلی وجود ندارد که به طور دقیق برخورد حباب-ذره را برای ذراتی به بزرگی ۳۰۰ میکرومتر که معمولاً در فرایندهای شناورسازی استفاده می شوند، مدل سازی کند.
برای ذرات ریز، قانون استوکس احتمال برخورد را دست کم می گیرد در حالی که معادله پتانسیل مبتنی بر بار سطحی احتمال برخورد را بیش از حد تخمین می زند، بنابراین از یک معادله میانی استفاده می شود. دانستن نرخ های برخورد در سیستم بسیار مهم است زیرا این مرحله قبل از جذب است که در آن یک سیستم سه فاز تشکیل می شود. اثربخشی یک محیط برای جذب به یک ذره تحت تأثیر رابطه بین سطوح هر دو ماده است. عوامل متعددی وجود دارد که بر کارایی جذب در حوزه های شیمیایی، ترمودینامیکی و فیزیکی تأثیر می گذارد. این عوامل می توانند از انرژی سطحی و قطبیت گرفته تا شکل، اندازه و زبری ذره متغیر باشند. شناورسازی کف، جذب یک پیامد قوی از انرژی سطحی است، زیرا ذرات کوچک نسبت سطح اندازه بزرگی دارند و در نتیجه سطوح انرژی بالاتری برای ایجاد جاذبه با مواد جذبی ایجاد می کنند. حباب های هوا باید به طور انتخابی به مواد معدنی مورد نظر بچسبند تا آنها را به سطح دوغاب برسانند و در عین حال سایر مواد معدنی را خیس کرده و در محیط دوغاب آبی رها کنند. به ذراتی که به راحتی توسط آب خیس می شوند، آب دوست می گویند، در حالی که به ذراتی که به راحتی توسط آب خیس نمی شوند، آبگریز می گ
ویند. ذرات آبگریز تمایل به تشکیل فاز جداگانه در محیط های آبی دارند. در شناورسازی کف، اثربخشی حباب هوا برای چسبیدن به یک ذره بر اساس میزان آبگریز بودن ذره است. ذرات آبگریز به حباب های هوا میل دارند که منجر به جذب می شود. ترکیبات حباب-ذره به ناحیه کف که توسط نیروهای شناوری هدایت می شود، بالا می روند. اتصال حباب ها به ذرات توسط انرژی های سطحی بین فازهای جامد، مایع و بخار، همان طور که توسط معادله یانگ/دوپر مدل شده است، تعیین می شود. انرژی های سطحی می تواند بر اساس ساختار طبیعی مواد یا افزودن درمان های شیمیایی باشد که می تواند سازگاری انرژی را بهبود بخشد. کلکتورها مواد افزودنی اصلی هستند که برای بهبود سطوح ذرات استفاده می شوند. آنها به عنوان سورفکتانت برای جداسازی انتخابی و کمک به جذب بین ذرات مورد نظر و حباب هایی که از میان دوغاب بالا می روند، عمل می کنند. کلکتورهای رایج مورد استفاده در شناورسازی لیگاندهای گوگرد آنیونی هستند که دارای ساختار دو عملکردی با یک بخش یونی و یک بخش آبگریز مانند یک دنباله هیدروکربنی بلند است که با فلزات جاذبه مشترک دارد. این کلکتورها سطح ذره را با تک لایه ای از ماده غیر قطبی می پوشانند ت
ا با کاهش حلالیت ذرات جذب شده در آب به جدا شدن از فاز آبی کمک کنند. لیگاندهای جذب شده می توانند میسل هایی را در اطراف ذرات و کلوئیدهای ذرات کوچک تشکیل دهند که باعث بهبود پایداری و جداسازی فاز بیشتر می شود. جذب ذرات به حباب ها برای جداسازی مواد معدنی از دوغاب ضروری است، اما مواد معدنی باید از مواد افزودنی مورد استفاده در جداسازی، مانند کلکتورها، کف کننده ها و اصلاح کننده ها خالص شوند. محصول حاصل از تمیز کردن یا فرایند دفع، به عنوان کنسانتره پاک کننده شناخته می شود. جدا شدن یک ذره و حباب نیاز به برش پیوند جذبی دارد که توسط نیروهای برشی هدایت می شود. بسته به نوع سلول شناور، نیروهای برشی که توسط انواع سیستم های مکانیکی اعمال می شود، از جمله رایج ترین پروانه ها و میکسرها هستند. برخی از سیستم ها عملکردهای این اجزا را با قرار دادن آنها در مکان های کلیدی که می توانند در مکانیسم های شناور کف چندگانه شرکت کنند، ترکیب می کنند. سلول های پاک کننده همچنین از نیروهای گرانشی برای بهبود کارایی جداسازی بهره می برند. دفع، خود یک پدیده شیمیایی است که در آن ترکیبات فقط به صورت فیزیکی بدون داشتن پیوند شیمیایی به یکدیگر متصل می شون
د. محاسبات عملکرد. یک کمیت معمولی که برای توصیف کارایی جمع آوری فرایند شناورسازی کف استفاده می شود، "بازیابی شناورسازی است(" formula_2). این کمیت احتمال برخورد و اتصال ذرات به حباب های شناور گاز را در بر می گیرد. formula_3به صورتی که: در زیر، چندین روش ریاضی اضافی وجود دارد که اغلب برای ارزیابی اثربخشی فرایندهای شناورسازی کف استفاده می شود. این معادلات ساده تر از محاسبه "بازیابی شناور هستند"، زیرا آنها صرفاً بر اساس مقادیر ورودی و خروجی فرایندها هستند. برای معادلات زیر: نسبت وزن خوراک به وزن کنسانتره formula_17 (بدون واحد): formula_18 درصد فلز بازیافت شده (formula_19) در "درصد" وزنی: formula_20 درصد فلز از دست رفته (formula_21) در "درصد" وزنی: formula_22 درصد وزن بهبود یافته formula_23 در "درصد" وزنی: formula_24 منحنی های بازیابی درجه در عین حال نرخ بازیابی دو جنبه مهم شناورسازی کف را تا حد ممکن پایین نگه می دارند، این منحنی ها به صورت تجربی بر اساس فرایند شناورسازی کف یک گیاه خاص ایجاد می شوند. از آنجایی که منحنی ها در جهت x مثبت (به راست) و جهت y مثبت (به سمت بالا) جابه جا می شوند، عملکرد فرایند شناورسازی ک
ف به عنوان بهبود در نظر گرفته می شود. نقطه ضعف این منحنی ها این است که آنها فقط می توانند روابط بازیابی درجه یک خوراک خاص و نرخ خوراک را مقایسه کنند. اگر یک شرکت در فرایند شناورسازی کف خود دارای واریانسی بین درجه ها و نرخ های خوراک مورد استفاده (یک اتفاق بسیار رایج) باشد، منحنی های بازیابی درجه برای هر جفت از درجه خوراک و نرخ بازیابی باید ساخته شود تا اطلاعات معنی داری از گیاه به شرکت ها ارائه شود. تجهیزات شناورسازی. شناورسازی را می توان در سلول ها یا مخازن مکانیکی همزن مستطیلی یا استوانه ای، ستون های شناورسازی، سلول های جیمسون یا دستگاه های شناورسازی جوهر زدایی انجام داد. طبقه بندی بر اساس روش جذب هوا، منصفانه است، که دو گروه متمایز از تجهیزات شناور به وجود آمده اند: ماشین های پنوماتیک و مکانیکی. به طور کلی ماشین های پنوماتیک کنسانتره کم عیارتر و مشکلات عملیاتی کمی دارند. سلول های مکانیکی از یک میکسر و مکانیزم پخش کننده بزرگ در پایین مخزن مخلوط کن برای وارد کردن هوا و ایجاد عمل اختلاط استفاده می کنند. ستون های شناورسازی از اسپارگرهای هوا برای وارد کردن هوا در پایین ستون بلند و در عین حال دوغاب در بالا استفاد
ه می کنند. حرکت مخالف جریان دوغاب به سمت پایین و جریان هوا به سمت بالا عمل اختلاط را فراهم می کند. سلول های مکانیکی معمولاً دارای نرخ توان بالاتری هستند، اما موادی تولید می کنند که کیفیت پایین تری دارند، در حالی که ستون های شناور عموماً نرخ خروجی پایین تری دارند اما مواد با کیفیت تری تولید می کنند. سلول جیمسون از پروانه ها و اسپارگرها استفاده نمی کند، در عوض دوغاب را با هوا ترکیب می کند. مکانیک شناورسازی. در مراحل زیر، زیر آسیاب کردن برای آزادسازی ذرات معدنی دنبال می شود: مدار شناورسازی ساده برای غلظت مواد معدنی: معرف شناورسازی به مخلوطی از سنگ معدن و آب (به نام خمیر) در یک مخزن تهویه اضافه می شوند. سرعت جریان و اندازه مخزن طوری طراحی شده است که به مواد معدنی زمان کافی برای فعال شدن بدهد. خمیر نرم کننده [۱] از بانکی از سلول های خشن تر تغذیه می شود که اکثر مواد معدنی مورد نظر را به عنوان کنسانتره حذف می کند. پالپ زبرتر [۲] به بانکی از سلول های رفتگر می رود که در آنجا ممکن است معرف های اضافی اضافه شود. کف سلولی جاذب [۳] معمولاً برای درمان اضافی به سلول های خشن تر بازگردانده می شود، اما در برخی موارد ممکن است به
سلول های پاک کننده ویژه ای فرستاده شود. خمیر لاشخور معمولاً آنقدر عقیم است که به عنوان دم دور انداخته می شود. مدارهای شناورسازی پیچیده تر، دارای چندین مجموعه از سلول های پاک کننده و پاک کننده تر و آسیاب مجدد خمیر یا کنسانتره هستند. مواد شیمیایی شناورسازی. کلکسیونرها. برای بسیاری از سنگ ها (به عنوان مثال آنهایی که از Cu, Mo, W، Ni)، جمع کننده لیگاندهای گوگرد آنیونی هستند. نمک های زانتات از جمله پتاسیم آمیل زانتات (PAX)، ایزوبوتیل زانتات پتاسیم (PIBX)، پتاسیم اتیل زانتات (KEX)، ایزوبوتیل زانتات سدیم (SIBX)، ایزوپروپیل زانتات سدیم (SIPX)، اتیل گزانتات سدیم (SIPX) محبوب هستند. سایر کلکسیونرها شامل لیگاندهای مبتنی بر گوگرد هستند: سدیم دی تیوفسفات، دی تیوکاربامات ها. در گروه های دیگر جمع آوری کننده ها تیواوره (تیورآ با فرمول شیمیایی CH4N2S یک ترکیب شیمیایی با شناسه پاب کم ۲۷۲۳۷۹۰ است. که جرم مولی آن 76.12 g/mol می باشد. شکل ظاهری این ترکیب، جامد سفید است) مثل تیوکاربانیلید، از اسیدهای چرب نیز استفاده شده است. برای برخی از مواد معدنی (به عنوان مثال، سیلوینیت برای KCl)، آمین های چرب به عنوان جمع کننده استفاده می شود