W jaki sposób działają maszyny flotacyjne?

W trakcie pozyskiwania surowców w przemyśle wydobywczym otrzymujemy najczęściej kopaliny będące mieszaniną różnorodnych związków, z której to użyteczne dla człowieka frakcje należy wydobyć w trakcie dalszych procesów produkcyjnych. Jedną z częściej praktykowanych tutaj metod jest tzw. flotacja, czyli proces rozdzielania składników mieszaniny stosowany w kopalniach węgla kamiennego oraz przy wzbogacaniu m.in. rud miedzi, cynku, ołowiu i siarki.

Na czym polega metoda flotacji?

Metoda flotacji jest znana w praktyce już od lat dwudziestych ubiegłego wieku i do dzisiaj pozostaje najpowszechniej stosowanym i najskuteczniejszym w praktyce przemysłowej procesem do wyodrębniana różnego rodzaju minerałów użytecznych z rud, o czym szerzej opowiadają nam inżynierowie z Instytutu Metali Nieżelaznych w Gliwicach. Jej działanie oparte jest o wyzyskiwanie różnic występujących w stopniu zwilżalności poszczególnych ciał stałych. W celu wykorzystania tych naturalnych fizycznych właściwości różnych minerałów należy kopalinę silnie rozdrobnić, tak, aby jej składniki przyjęły postać oddzielnych cząstek, które w dalszym procesie poddawane są działaniu odpowiednich odczynników. Ziarna użytecznych składników rudy, jak i skały płonnej muszą mieć średnicę poniżej 0,5 mm, a czasem nawet i poniżej 0,1 mm. Tak spreparowaną kopalinę miesza się z wodą, tworząc zawiesinę o określonym zagęszczeniu części stałych, do której dodaje się odczynniki flotacyjne zbierające, pianotwórcze i inne, a następnie kieruje do maszyny flotacyjnej. Te cząstki rudy, które odznaczają się małą zwilżalnością w wyniku adsorpcji na ich powierzchni odczynnika zbierającego, przyczepiają się do banieczek piany i są unoszone przez krawędź przelewową komory flotacyjnej do dalszych operacji przeróbczych lub jako gotowy koncentrat końcowy do specjalnych odstojników w celu ich zagęszczenia przed procesem filtracji, podczas gdy mocno zwilżone składniki koncentrują się w strefie dennej flotownika, po czym są usuwane, jako odpad i kierowane do składowania w stawach osadowych. Jeśli z rudy polimetalicznej otrzymujemy tylko jeden produkt zawierający zawarte w niej metale użyteczne to mamy do czynienia z flotacją kolektywną. Natomiast w przypadku wydzielania kilku koncentratów zawierających tylko poszczególne metale użyteczne mamy do czynienia z flotacją selektywn ą, która dodatkowo wymaga techniki zmiany napięcia powierzchniowego wody na wydzielanych składnikach kopaliny w poszczególnych etapach procesu.

Jak zbudowane są maszyny flotacyjne?

Podstawowymi częściami składowymi typowych maszyn flotacyjnych są komory flotacyjne, aeratory oraz systemy stabilizacji i regulacji pracy. Komora flotacyjna to zazwyczaj cylindryczny zbiornik z płaskim dnem, czasem przechodzącym w części środkowej w stożek zakończony komorą odpadową połączoną ze skrzynią odpadową. W zależności od rodzaju flotownika stosuje się tutaj różne techniki odprowadzania odpadów. Ściany boczne komory, w celu przedłużenia ich żywotności, zabezpiecza się przez ich pokrycie warstwą epoksydowo-akrylową, natomiast dno pokryte jest wykładziną ceramiczną. Do odpowiedniego napowietrzania i mieszania rozdrobnionej kopaliny w komorze służy aerator, składający się z wirnika, tzw. uspokajacza oraz z podstawy uspokajacza. Dzięki pokryciu trudno ścieralną powłoką aeratory mogą poprawnie pracować przez okres od 3 do 5 lat. System stabilizacji i regulacji pracy maszyny flotacyjnej służy do sterowania przepływu powietrza do aeratora oraz do kontrolowania i ustalania poziomu zawiesiny w komorze flotacyjnej poddawanej procesowi flotacyjnemu.