Mavzu: Oltinni flotatsiya usulida boyitish jarayonlari. Reja: I. Kirish iiasosiy qisim. Qalmoqirda boyitish jarayonlari haqida

Mavzu: Oltinni flotatsiya usulida boyitish jarayonlari.
Reja:
I.Kirish
IIAsosiy qisim.
1. Qalmoqirda boyitish jarayonlari haqida
2.Flotatsiya jarayonining shakllanishi.
3.Flotatsiya sxemalari.
4.Xulosa.
5.Foydalanilgan adabiyotlar.
Foydali qazilmalarni flotatsiya usulibilan boyitish minerallar sirtlarining xossalari har xilligiga asoslangan.Mineral zarrachalarning o‘lchamlari qancha kichik bo‘lsa, ularning solishtirma sirt yuzasi (sm²/g) shuncha katta bo‘ladi va sirt xossalarining farqi oshib boradi.
Qisqacha qilib, hozirgi zamon flotatsiya jarayoniga quyidagicha ta’rif berishimiz mumkin: flotatsiya – suvli suspenziyada muallaq harakatlanayotgan mayda, qattiq zarrachalar ichidagi kerakli minerallarni shu sistemaga yuborilgan havo pufakchalariga yopishib, pufakchalar bilan yuqoriga suzib chiqish va ko‘pik tarkibida to‘planish qobiliyatiga asoslangan minerallarni saralash usulidir..Bu xossalarning qiymatlari fazaning qutblanganligi oshib borgan sari oshib boradi. Suyuqliklar ichida – yuqori qutblangani suv, keyin – spirtlar, organiq kislotalar, murakkab efirlar va aminlar turadi.
Eng past qutblanganlari (appolyar) – to‘yingan uglevodorodlardir (geptan, geksan va boshqalar).Qutblanganlik oshib borgan sari ularning assotsiyalanishga, kompleks hosil qilishga va salvatlanishga moyilligi oshib boradi.Qattiq jismlar ichida yuqori qutblangan moddalarga ionli durlar (masalan, Na⁺Cl⁼, Ca⁺SO₄⁼ va boshqalar) va oksidlangan minerallar, karbonatlar, sulfatlar, oksidlar va kvars kiradi.
CHegara sirt tashkil qiluvchi fazalarning biri boshqasidan (masalan, qattiq faza suyuq fazaga tegib tursa) erkin sirt energiyasi bilan farq qiladi. Ularning ayirmasi, shu chegara sirt energiyasi deb aytiladi (masalan, σ_suv-havo, σ_{mineral –suv} va boshqalar).Qattiq jismni biror suyuqlik bilan namlanishi va uning sirtida tarqalishi, ularning qutblanganliklarining farqiga bog‘liq..

Suv – havo va suv – uglevodorodniki kichik bo‘lganligi, flotatsiya jarayoni uchun katta ahamiyatga ega. Flotatsiya jarayonining mexanizmini tushunish uchun, termodinamikaning ikkinchi qonuniga murojaat qilish kerak. Unda o‘ralgan har qanday sistema o‘zicha muvozanat holatga o‘tish uchun intiladi. Masalan, issiqlik issiqroq jismdan sovuqroq jismga o‘tadi; suv baland joydan past joyga oqadi va hokazo. Demak, termodinamikaning ikkinchi qonuni o‘z-o‘zidan yuz beradigan hodisalar yo‘nalishi haqida fikr yuritishga imkon beradi.. Suv tomchisini parafin yuzasiga tomizilsa, u tomchi holda qoladi, chunki ularning qutblanganlik darajalarining farqi katta, parafin-havoniki esa kichik. Buni quyidagicha yozilishi mumkin:
σ_kvars-suv <σ_kvars-havo
Ba’zida buni teskarisi ham sodir bo‘lishi mumkin, bu teskari flotatsiya deb yuritiladi.Rudada bir nechta foydali komponent bo‘lsa (masalan, ruh, qo‘rg‘oshin, mis, molibden) oldin kollektiv boyitma olinib, so‘ngra kollektiv boyitma qayta flotatsiyalanib, foydali komponentlar alohida-alohida boyitmalarga ajratiladi va bu jarayon selektiv flotatsiya deb ataladi.

Boyitishning flotatsiya usuli metallurgiyada, kimyo sanoatida, qurilish sanoatida, geologiyada, meditsinada, biologiyada, qishloq xo‘jaligida ishlatish mumkin. Flotatsiya jarayoni shakllanish davrida yog‘li (maslyanaya), pardali (plenochnaya) va ko‘pikli (pennaya) – flotatsiya deb nomlanib kelindi. 1860 yilda Vilyam Xayns (Angliya) minerallarni ajratib olish masalasida birinchi patent oladi. Qaynatilayotgan bo‘tanadan suvda erigan gazlar ajralib chiqadi va flotatsiya jarayoni samaraliroq o‘tadi, ammo, bu davrda pufakchalarni ahamiyati nimadan iborat ekanligini tushunib etmagan edilar.

Flotatsiya jarayonida suvni minerallarga ta’siri ko‘p qirrali va o‘ta ahamiyatga molikdir. Suv bilan ta’sirlangan mineral yuzasi gidratlanadi, ya’ni yuza, suv pardasi bilan qoplanadi.Mineral yuzasida suvni tarqalishi uchun suvning kogeziya ishidan, mineral bilan suvning adgeziya ishi yuqori bo‘lishi shart.
Mineral bilan suvning molekulyar ta’sirlanishining birinchi bosqichi mineral yuzasini suv bilan namlanishidir. Namlanish uchta faza (qattiq jism, suyuqlik, gaz) bir-biriga tegib turgan chegara sirtlarida kuzatiladi.
Qattiq jism yuzasini suyuqlik bilan namlanish darajasi miqdoriy jihatdan namlanish chegara burchagi bilan ifodalanadi. Namlanish chegara burchagining qiymati suyuq faza tomonga qarab o‘lchanadai (19-rasm).
Agar ѳ=0 bo‘lsa, qattiq faza yuzasi suv bilan to‘liq namlanadi (to‘liq suv yuquvchan mineral).
Agar ѳ=180⁰ bo‘lsa, qattiq faza yuzasi suv bilan namlanmaydi (to‘liq suyuqmas mineral).

a) suv tomchisi; b) havo pufakchasi.
Ko‘pincha, 58-tenglama bilan aniqlangan, chegara burchakning muvozanatdagi qiymati, amalda xaqiqiy qiymatiga to‘g‘ri kelmay, farq qiladi. Buni namlanish gisterezisi deb ataladi. Bunga sabab, namlanish perimetri bo‘ylab ta’sir qilayotgan ishqalanish kuchidir. Soddaroq qilib aytganda, qattiq faza yuzasiga tomizilgan suvning yuzasidagi havoni siqib chiqarishi sekinroq o‘tadi, muvozanat qiymatiga etib bormaydi, yuzada suv sekinroq yoyiladi.
Har qanday adsorbsiya jarayoninga o‘xshab gidrat qatlam bo‘lishi issiqlik ajralib chiqishi bilan boradi. Uning miqdori namlanish ishi bilan baholanadi va mineral yuza bilan suvning birikishi mustaxkamligini belgilaydi.. Uglevodorod zanjirini fazoviy ko‘rinishi tasvirlangan. Har bir zanjirning bo‘lagi (SN₂ yoki SN₃) uzunligi 0,12 nm. Demak, zanjirga bitta SN₂ yoki SN₃ ulansa, zanjir 0,12 nm uzayadi va bu moddani suvdagi eruvchanligi 4,25 marta kamaytiradi. Bu reagent molekulalari uglevodorod zanjirlarining o‘zaro dispersion tortilish energiyasinI ortishi hisobiga yuz beradi, o‘z navbatida mineral yuzasini suv yuqmaslik darajasini ortishiga olib keladi. Nazariya va tajriba natijalariga asoslanib, mineral bilan kimyoviy shimilish hisobiga bog‘lanadigan ionogan yig‘uvchi reagentlarga quyidagi talablar ishlab chiqilgan:

1. 
   yig‘uvchi reagent molekulasi getropolyar qurilishga ega bo‘lishi;
   
2. 
   yig‘uvchi reagentning solidofil guruhi flotatsiyalanuvchi mineral zarra bilan tanlab va mustahkam bog‘ hosil qilishni ta’minlash;
   
3. 
   yig‘uvchi reagentning molekulasi uglevodorod radikalining uzunligi – mineral yuzani suv yuqmaslik darajasini oshirish effektini berishga etarli bo‘lishi;
   
4. 
   yig‘uvchi reagent arzon, suvda yaxshi eriydigan va iloji boricha zaharsiz bo‘lishi kerak.
   

- boyitmani keraksiz jins zarrachalari bilan ifloslantiradi;
- yirik zarrachalarni flotatsiyalanishini yomonlashtiradi.
Bunday salbiy ta’sir etishining sababi bir nechta:
1) yirik zarracha sirtiga yopishib olib, uni flotatsiyalanish qobiliyatini susaytiradi;
2) havo pufakchalari sirtiga yopishib olib, flotatsiyalanuvchi mineral zarrachalarni pufakchaga yopishish imkoniyatini kamaytiradi;
3) flotoreagentlarni o‘ziga shimib olib, yirik zarrachalarga reagent qoldirmaydi.
Mayda shlamlarni flotatsiyaga ko‘rsatayotgan sapbiy ta’sirini kamaytirish uchun quyidagicha tadbir ko‘riladi:
- flotatsion bo‘tanaga mayda zarrachalarni yirik zarracha va havo pufakchalariga yopishtirmasligini ta’minlovchi peptizatorlar deb ataluvchi maxsus reagentlar qo‘shiladi;
- flotatsiyani suyultirilgan bo‘tanada olib boriladi;
- flotoreagentlarni bo‘lib-bo‘lib (drobnaya) qo‘shiladi;
- shlamlarni shimish qobiliyatini kamaytiruvchi reagentlar qo‘shiladi;
- shlamlarni bo‘tanadan ajratib tashlanadi va hokazo.
Flotatsiyalanuvchi zarrachalar o‘lchamining yuqori chegarasi bo‘lib, kattaligi shu chegaradan o‘tsa, u zarracha flotatsiyalanmaydi, chunki pufakcha zarrachani ko‘tara olmaydi. 13-jadvalda flotatsiyalanuvchi zarrachalar o‘lchamlarini yuqori chegaralari keltirilgan.
Flotatsiyalanuvchi zarrachalar o‘lchamlarini yuqori chegaralari

Minerallar	Zarrachalarning flotatsiyalash mumkin bo‘lgan eng katta o‘lchami, mm
	Nazariy	Amaliy
Sulfidlar	2-4	0,15-0,25
Sulfidmaslar	3-5	0,2-0,3
Ko‘mir	10-15	1-2
Oltingugurt	6-8	0,5- 1,0

Kabanov-Frumkin tomonidan nazariy ishlab chiqilgan tenglama yordamida hisoblangan zarracha kattaligi amaldagi zarracha kattaligiga to‘g‘ri kelmasligi mumkin. Buning sababi, hisoblashda pufakchaga yopishib turgan zarrachani, undan uzilib tushish kuchi statik sharoitda faqat zarracha massasi bilan o‘lchangan. Amalda esa, zarrachani uzilib tushishi ko‘proq inersiya kuchiga bog‘liq.

Katta zarrachalarni flotatsiyalash uchun quyidagi sharoitlarni yaratish kerak:
1. Eng faol yig‘uvchi reagentlarni sarfini ko‘paytirib zarrachani suvyuqmaslik darajasini oshirish;
2. Zarrachani pufakchaga yopishishini mustahkamlovchi appolyar reagentlar qo‘shish;
3. Bo‘tanadagi pufakchalar sonini ko‘paytirish (aeratsiyani oshirish). Bo‘tanadagi havo miqdorini (pufakchalar sonini) oshirilganda yirik zarrachani ko‘tarib ketayotgan pufakchaning orqasidan ko‘tarilayotgan pufakcha, yuqoridagisini ko‘tarilishiga yordam berib, zarrachani sirg‘anib tushib ketishidan asraydi, ya’ni yirik zarracha bir emas bir nechta pufakcha yordamida yuqoriga ko‘tariladi.
4. Flotatsiyaning o‘rta qismida inersiya kuchini kamaytiruvchi, bir maromdagi sekin oqim hosil qilish;