Minéralisation des bulles pendant la flottation

Dans le contexte de la flottaison, minéralisation des bulles se réfère à l'attachement des particules minérales aux bulles d'air au cours du processus de flottation. Flottation est une technique largement utilisée dans le traitement des minerais pour séparer les minéraux précieux de la gangue (matériau indésirable) sur la base de leurs différences d'hydrophobie.

Comment les bulles se minéralisent-elles dans la flottation ?

L'objectif de la flottation est de séparer sélectivement les minéraux de valeur de la gangue. On y parvient en introduisant des bulles d'air dans une pulpe contenant des particules de minerai finement broyées, eau et réactifs de flottation. Les bulles d'air se fixent sur les particules minérales hydrophobes, les entraînant dans la couche d'écume tout en laissant derrière elles les particules de gangue hydrophiles.

Différents mécanismes facilitent l'attachement des particules minérales aux bulles d'air. Réactifs de flottationDes éléments tels que des collecteurs, des moussants et des modificateurs sont ajoutés à la pâte afin de modifier les propriétés de surface des particules minérales. Collectionneurspar exemple, s'adsorbent sur les surfaces minérales, les rendant hydrophobes et renforçant leur attachement aux bulles d'air. Ce phénomène est souvent appelé attachement particule-bulle ou interaction minéral-bulle.

Lorsque les particules minérales s'attachent aux bulles d'air, elles forment des bulles chargées de minéraux qui montent à la surface et créent une couche d'écume. Cette mousse, qui contient les particules minérales concentrées, est ensuite recueillie en tant que concentré de flottation.

La minéralisation à bulles affecte le processus de flottation

Le processus de minéralisation des bulles a une sélectivité spécifique pour les particules de minerai. Les particules de minerai hydrophobes adhèrent aux bulles dans ce processus et forment un complexe gaz-solide. Les particules de minerai hydrophiles ont du mal à adhérer aux bulles et restent dans la pulpe. Pour le processus de flottation, le degré d'adhésion des particules de minerai aux bulles a un impact direct sur l'effet de flottation. le degré de minéralisation des bulles est l'un des facteurs critiques pour améliorer l'effet du processus de flottation.

Comment améliorer l'efficacité de la flottation en améliorant le processus de minéralisation à bulles ?

Les facteurs les plus importants sont les suivants la taille des bulles, les propriétés de surface des minéraux, la densité et la taille des particules des minéraux, etc. Nous présenterons leur rôle dans l'influence de l'effet du traitement minéral de la flottation.

Taille de la bulle

La taille des bulles joue un rôle important dans le processus de flottation et peut avoir un impact sur son efficacité et ses performances. La réduction du diamètre des bulles peut augmenter la probabilité de collision entre la bulle et les particules minérales, de sorte que les particules minérales adhèrent plus facilement à la bulle et que le processus de minéralisation par flottation est plus facile à réaliser. L'effet de la taille des bulles sur la flottation peut être observé en termes de collision entre les bulles et les particules, d'attachement et de transport des particules minérales à l'intérieur de la cellule de flottation.

Dans la pratique de la production, nous déterminons la taille de la bulle en fonction de la taille des particules minérales. Lorsque la taille des particules minérales est fine, nous pouvons réduire la taille de la bulle de manière appropriée, mais pas trop. Sinon, cela réduira le taux de récupération et la qualité du concentré pour augmenter la probabilité de collision entre la bulle et le minéral afin d'améliorer l'effet du traitement des minéraux.

Propriétés de surface des minéraux

Dans la flottation, le propriétés de surface des minéraux jouent un rôle crucial dans la séparation sélective des minéraux précieux de la gangue au cours du processus. Les principales propriétés de surface des minéraux essentielles à la flottation sont les suivantes hydrophobie, hydrophilie, charge de surface, composition de la surface et rugosité de la surface. Ces propriétés de surface peuvent être modifiées à l'aide de réactifs de flottation, ce qui permet une fixation différentielle aux bulles d'air ou une interaction avec d'autres minéraux.

La mouillabilité de la surface minérale détermine si le minéral peut effectuer une adsorption sélective, c'est-à-dire s'il achève le processus de minéralisation. En général, la mouillabilité de la surface est déterminée par les propriétés structurelles des minéraux. Plus la mouillabilité de surface est mauvaise, plus l'hydrophobicité est forte et plus la flottabilité naturelle des minéraux est bonne. Pour ce minéral, les bulles déplacent facilement le film d'hydratation à la surface du minéral, ce qui lui permet d'adhérer à la surface de la bulle de manière stable, formant ainsi une minéralisation à bulles.

En général, lors de la détermination de la composition minérale, la flottabilité des minéraux constitutifs peut être comparée en fonction de leurs différentes mouillabilités de surface. Lorsque la différence de mouillabilité de surface entre les minéraux utiles et les minéraux de gangue est relativement faible, nous pouvons augmenter la différence de flottabilité entre eux en ajoutant un agent d'ajustement du milieu et un collecteur appropriés afin que l'un d'entre eux puisse adhérer à la bulle plus facilement, ce qui est pratique pour le traitement des minéraux par flottation.

Densité et taille des particules minérales

La densité et la taille des particules minérales sont des paramètres essentiels de la flottation, car elles influencent considérablement l'efficacité du processus de séparation. 

Densité des particules

Densité différentielle des particules : La flottation s'appuie sur les différences de densité des particules minérales pour séparer les minéraux précieux de la gangue. Les minéraux précieux dont la densité est supérieure à celle de la gangue peuvent être récupérés de manière sélective en se fixant aux bulles d'air et en s'élevant dans la couche de mousse. Les particules de gangue de plus faible densité ont tendance à rester dans la pulpe ou à couler au fond sous forme de résidus.

Décantation par gravité : La densité des particules influe sur la vitesse de sédimentation des particules dans la pâte. Les particules de haute densité se déposent plus rapidement, tandis que les particules de faible densité se déposent plus lentement ou peuvent rester en suspension dans la pâte plus longtemps.

Séparation basée sur la densité : Dans certains procédés de flottation, les techniques de séparation basées sur la densité, telles que séparation en milieu dense ou cyclones hydrauliquessont utilisés avant la flottation pour éliminer les particules ayant une densité spécifique, ce qui permet d'optimiser les performances de la flottation.

Taille des particules

Libération et exposition : La taille des particules influence la libération et l'exposition des minéraux de valeur. Les particules de petite taille offrent de plus grandes surfaces et exposent davantage de surfaces minérales de valeur à l'interaction avec les réactifs de flottation et à l'attachement aux bulles d'air.

Récupération et sélectivité : Les particules fines ont plus de chances de se retrouver dans la couche d'écume en raison de leur plus grande efficacité de collision et d'attachement avec les bulles d'air. Cependant, les particules fines peuvent également avoir une probabilité plus élevée de se détacher des bulles en raison de leur masse plus faible et de leur vitesse de sédimentation plus lente, ce qui peut avoir un impact sur la récupération et la sélectivité de la flottation.

Viscosité de la pâte : Les particules fines peuvent augmenter la viscosité de la pulpe, ce qui affecte l'hydrodynamique et l'interaction bulle-particule dans la cellule de flottation. Une viscosité plus élevée peut entraver le mouvement des bulles et des particules, ce qui peut avoir un impact sur les performances de flottation.

Cinétique de flottation : La taille des particules peut influencer la cinétique de flottation, c'est-à-dire la vitesse à laquelle les minéraux de valeur sont récupérés. Les particules fines peuvent nécessiter des temps de séjour de flottation plus longs ou des dosages de réactifs plus élevés pour obtenir une récupération optimale.

La taille et la densité des particules sont des facteurs interconnectés dans la flottation. La combinaison des distributions de taille et de densité des particules dans le matériau d'alimentation peut affecter la performance globale de la flottation et l'efficacité de la séparation. Par conséquent, la réduction de la taille des particules par des processus de broyage et le contrôle approprié de la densité des particules sont des considérations importantes dans l'optimisation des processus de flottation.

Après analyse, il est facile de constater que l'adhérence et la flottabilité des particules minérales doivent être plus excellentes que leur gravité lorsqu'elles montent dans la couche de mousse. Par conséquent, pour les particules minérales, dans certaines conditions de gravité, plus la densité du minéral est faible, plus le diamètre des particules minérales pouvant être flottées est important. Par conséquent, pour les minéraux peu mouillables et de faible densité, la finesse de broyage peut être assouplie de manière appropriée pendant le traitement des minéraux par flottation, par exemple graphite, molybdénite, etc.