Apa Aplikasi & Fungsi Agen Berbusa dalam Proses Flotasi?

Peralatan flotasi adalah bagian tak terpisahkan dari benefisiasi. Memilih mesin flotasi yang sesuai dan proses operasi yang benar dapat meningkatkan efek flotasi dan menghemat biaya perusahaan. Selama penggunaan mesin flotasi, sejumlah obat harus ditambahkan untuk menyelesaikan operasi flotasi dengan bantuan obat. Untuk penggunaan dan penambahan obat-obatan, perlu memperhatikan banyak hal. Berikut ini akan memperkenalkan agen berbusa secara rinci.

Agen Berbusa

Bahan pembusa adalah zat aktif permukaan yang terutama mengurangi tegangan antarmuka pada antarmuka udara-air, mendorong pembentukan gelembung kecil dalam bubur, memperluas antarmuka penyortiran, dan memastikan bahwa gelembung naik untuk membentuk lapisan busa. Dengan kata lain, ini dapat mendorong pembentukan busa dalam jumlah besar dengan ukuran yang sesuai dan stabilitas tertentu dalam medium. Zat-zat dengan efek berbusa ini disebut zat berbusa.

Bahan pembusa adalah zat organik heteropolar. Gugus polar bersifat hidrofilik, dan gugus non polar bersifat aerofilik. Ini menyelaraskan molekul zat berbusa pada antarmuka udara dan air. Sebagian besar bahan berbusa adalah zat aktif permukaan yang sangat mengurangi tegangan permukaan air. Aktivitas permukaan dari rangkaian surfaktan organik yang sama meningkat sesuai dengan aturan "sepertiga", yang disebut "aturan Tefonbe." Bahan pembusa harus memiliki kelarutan yang baik. Kelarutan bahan pembusa sangat memengaruhi kinerja pembusaan dan karakteristik pembentukan gelembung. Jika kelarutannya tinggi, konsumsi obat akan besar, atau busa dalam jumlah besar akan terjadi dengan cepat, tetapi tidak bisa tahan lama. Es tidak akan larut pada saat kelarutannya terlalu rendah. Dengan hilangnya busa atau kecepatan pembusaan yang lambat, durasinya menjadi lama dan sulit dikendalikan.

Klasifikasi agen berbusa

(1) Klasifikasi menurut sumber obat

• Ekstraksi produk alami: minyak pinus, minyak kamper.
• Ekstraksi produk sampingan dari industri arang batu bara: metanol, piridin.
• Sintesis manusia, alkohol, eter, eter alkohol.  

(2) Klasifikasi menurut karakteristik struktur molekul

• Non-ionik (alkohol, alkohol eter, eter, ester).
• Jenis ionik (fenol, piridin ganda, garam asam hidrokarbil sulfonat (asam sulfat), asam karboksilat, dan sabunnya, amina).

Aplikasi dan Perhatian Agen Berbusa

Fungsi dan Mekanisme Agen Berbusa

1. Mengurangi tegangan antarmuka gas-cair dan mengubah dispersi gelembung udara

(1) Hubungan antara δAW dan kemampuan berbusa

Di bawah kondisi konsumsi daya eksternal yang sama, δAW menurun, aliran udara terbagi dan mudah membentuk gelembung, dan lebih banyak antarmuka gas-cair yang dihasilkan, yang bermanfaat untuk pemisahan.

Hubungan antara keduanya adalah sebagai berikut

Kesimpulannya: 

• Busa dan keadaan tidak dapat membentuk lapisan busa yang stabil, yang jauh lebih rendah daripada nilai titik C dalam produksi aktual.
• Ukuran kemampuan berbusa tidak sepenuhnya ditentukan oleh nilai absolut pengurangan tegangan permukaan.  

(2) Memperbaiki dispersi gelembung

Pada jumlah inflasi V tertentu, semakin kecil diameter gelembung, semakin besar area antarmuka pemisahan gas-cairan, dan semakin tinggi dispersi gelembung dalam ruang pemisahan, yang bermanfaat untuk pemisahan.  

Persyaratan untuk ukuran gelembung: Tentukan ukuran gelembung sesuai dengan persyaratan penyortiran pada daya apung dan kecepatan pengangkatan. Tidak ada zat berbusa dalam air jernih, dan diameter gelembung yang dihasilkan adalah 4-5mm. Bila ada zat berbusa, diameter gelembung adalah 0,8-1mm.  

Studi teoretis modern telah menunjukkan bahwa gelembung mikro memiliki efek penguatan pada proses pengapungan.

2. Memblokir atau mengurangi penggabungan gelembung yang saling bergabung (memadamkan)

(1) Alasan penggabungan (hilangnya) gelembung

• Dehidrasi

Gravitasi: air bocor dari lapisan busa;

Penguapan: air permukaan lapisan busa menguap;

Efek tegangan: △Px= -2δ/R<0

Di daerah perbatasan Pulandai: △ Py = 0

• Tekanan kapiler: diameter yang berbeda dari gelembung yang berdekatan memiliki tekanan kapiler P yang berbeda. 

 

(2) Mekanisme tindakan

• Susunan arah surfaktan pada antarmuka permukaan cairan membentuk lapisan hidrasi, yang menghambat aliran dan penguapan air serta meningkatkan masa pakai gelembung. 
• Listrik: Jenis listrik yang sama saling tolak-menolak, yang sulit didekati. 

3. Meningkatkan kekuatan mekanis gelembung dan meningkatkan stabilitasnya

Ketika gelembung terkena gaya eksternal, gelembung akan berubah bentuk secara lokal, area permukaan meningkat, konsentrasi zat pembusa di area deformasi menurun, dan tegangan meningkat sehingga gelembung kembali ke bentuk aslinya. 

4. Mengurangi kecepatan gelembung yang mengambang di dalam bubur kertas

Alasan

• Bentuk gelembung mengambang yang terbuka

Tanpa bahan berbusa: oval, bentuk ikan

Dengan agen berbusa: bulat

• Daya tarik kohesif dipol air.
• Diameter gelembung kecil, dan daya apung serta kecepatannya berkurang

 

Fungsi

• Meningkatkan kemungkinan tabrakan antara gelembung dan partikel bijih.
• Mengurangi energi kinetik tabrakan.
• Kurangi getaran dan getaran gelembung mineral dan kurangi kemungkinan jatuh.

Peran agen pembusa untuk membentuk

1. Peran agen berbusa sederhana;
2. Koadsorpsi zat peniup dan pengumpul.  

Stabilitas lapisan busa

1. Ketidakstabilan lapisan busa dua fase
2. Stabilitas busa tiga fase

• Efek pelindung dari partikel bijih;
• Efek agen, koadsorpsi agen berbusa, dan pengumpulan;
• Pengaruh bentuk dan ukuran partikel.

3. Pengayaan sekunder

 

Pengaruh komposisi dan struktur bahan pembusa pada kinerja pembusaan

1. Pengaruh gugus polar pada performa pembusaan

• Mempengaruhi kelarutan;
• Mempengaruhi tingkat disosiasi;
• Efek hidrasi.  

2. Pengaruh gugus non-polar terhadap performa pembusaan

• Panjang rantai karbon;
• Sifat dasar non-kutub, sifat struktural, tingkat kejenuhan, dan bentuk rantai.

Peran Agen Berbusa dalam Proses Flotasi

1. Molekul bahan pembusa mencegah penggabungan gelembung.

Berbagai molekul zat pembusa memiliki efek mencegah penggabungan gelembung. Urutan dari yang kuat ke yang lemah adalah polietilena glikol eter > Trietoksibutana > oktanol > alkohol campuran C6-Ca > sikloheksanol > kresol.

2. Bahan pembusa mengurangi kecepatan gerakan gelembung ke atas.

Pengujian menunjukkan bahwa laju kenaikan gelembung menjadi lebih lambat setelah menambahkan bahan pembusa. Efek agen flotasi pada kecepatan kenaikan gelembung: Tetapi xanthate adalah 100%, maka persentase relatif laju kenaikan gelembung dari agen berbusa lainnya adalah

Fenol 93,4%
Cresol 90.8%
Minyak pinus 88,3%
Sikloheksanol 88.2%
Asam dimetilftalat 80,7%
Heptanol 76,8%
Oktanol 75,8%
Etanol 76,2%
Tetrapropilen glikol metil eter 72,9%
Trietoksibutana 72.3%

Alasan yang mungkin mengapa zat peniup memperlambat kenaikan gelembung, yaitu, karena molekul zat peniup membentuk "lapisan pelindung" pada permukaan gelembung. Lapisan ini menarik bagi dipol air, dan pada saat yang sama, lapisan ganda-seperti-air mudah berubah bentuk akibat hambatan, sehingga menghalangi gerakan ke atas.

3. Bahan pembusa mempengaruhi ukuran dan kondisi dispersi gelembung.

Ukuran dan komposisi ukuran partikel gelembung secara langsung berdampak pada indeks flotasi. Umumnya, diameter rata-rata gelembung yang dihasilkan dalam air murni oleh mesin flotasi pengaduk mekanis adalah 4-5mm. Setelah menambahkan bahan pembusa, kurangi diameter rata-rata menjadi 0,8-1 mm. Semakin kecil gelembung, semakin besar antarmuka flotasi, yang kondusif untuk adhesi partikel bijih. Namun, agar gelembung dapat mengapung bersama partikel bijih, gelembung tersebut harus memiliki daya apung yang cukup dan kecepatan apung yang sesuai. Oleh karena itu, bukan berarti semakin kecil gelembungnya, semakin baik, tetapi ukuran dan distribusi ukuran partikel yang tepat.

4. Interaksi antara bahan pembusa dan pengumpul.

Dalam proses flotasi, interaksi antara pembuih dan pengumpul sangat penting untuk flotasi. Beberapa bahan berbusa memiliki sifat pengumpul, seperti natrium alkil sulfonat, kresol, bipiridin, dll., Sementara beberapa pengumpul memiliki sifat berbusa, seperti minyak tar, sabun parafin teroksidasi, dll.