فلوتاسیون نرمه ها از باطله های معدنی با استفاده از نانو- میکروحباب ها
چکیده
در این تحقیق، اثر حضور نانو- میکروحباب ها بر بازیابی فلوتاسیون نرمه های های کانی مس با دانه بندی mµ 5+38- مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های مورد استفاده شامل کالکوپیریت خالص، نمونه دپوی باطله و نمونه سد باطله معدن مس مزرعه بوده است. نانو-میکروحباب ها توسط یک دستگاه نانوحباب ساز که بر مبنای پدیده کاویتاسیون هیدرودینامیکی در لوله های ونتوری طراحی و ساخته شد، تولید شدند. جهت شناخت بیشتر رفتار نانوحباب ها، توزیع ابعادی این حباب ها با روش نوین، دقیق و سریع تفرق اشعه لیزری با استفاده از دستگاهlaser particle size analyzer اندازه گیری شد. اثر پارامترهای مختلف نظیر زمان (میزان پایداری نانوحباب ها با گذشت زمان)، غلظت کف ساز، نوع کف ساز، نرخ هوادهی، نوع گاز، ph محلول، دمای محلول، غلظت و نوع الکترولیت (nacl، nano3 و kcl)، افت فشار در گلوگاه لوله ونتوری و درصد جامد هیدروفوب (تالک) و هیدروفیل (سیلیس) بر توزیع ابعادی نانو- میکروحباب ها مورد بررسی قرار گرفت. جهت دستیابی به کوچکترین ابعاد نانوحباب ها، با استفاده از روش پاسخ سطحی، مقادیر بهینه پارامترها تعیین شدند. آزمایش های مقایسه ای فلوتاسیون در حضور و عدم حضور نانوحباب ها (فلوتاسیون معمولی) بر روی سه نمونه مذکور در یک سلول مکانیکی آزمایشگاهی انجام شدند. اثر حضور نانوحباب ها بر بازیابی، عیار و میزان مصرف مواد شیمیایی در غلظت های مختلف کف ساز، کلکتور و نسبت های حجمی متفاوت نانوحباب ها مورد ارزیابی قرار گرفت. علاوه بر این، نقش نانوحباب ها بر کارایی فلوتاسیون در دو محدوده ابعادی نرمه ها و فوق نرمه ها نیز بررسی گردید. بررسی اثر پارامترهای مختلف بر توزیع ابعادی نانو-حباب ها نشان داد که گذشت زمان، افزایش دمای محلول، افزایش مقدار جامد هیدروفیل و استفاده از هوا بجای اکسیژن، باعث افزایش ابعاد نانو-میکروحباب ها گردید. در مقابل، افزایش غلظت کف ساز، نرخ هوادهی، ph محیط، افت فشار، درصد جامد هیدروفوب، استفاده از کف ساز با قدرت کف سازی بالاتر منجر به کاهش ابعاد نانوحباب ها شد. غلظت الکترولیت و نوع الکترولیت، اثر قابل توجهی بر توزیع ابعادی نانوحباب ها نداشته است. تحت شرایط غلظت کف ساز 69 mgl-1، دمای c° 22 ، 10ph=، نرخ هوادهی 2/0 lmin-1 و افت فشار 369 kpa، متوسط ابعاد نانوحبابهای تولیدی معادل nm 185 اندازه گیری شد. آزمایش های فلوتاسیون در حضور نانوحباب ها حاکی از افزایش بازیابی نرمه های مس در شرایط معین، تا 35%، کاهش مصرف کلکتور تا 75% و کاهش مصرف کف ساز تا 50% می باشند. افزایش بازیابی در حضور نانوحباب ها با افزایش عیار بین 7/0 تا 45/1% کنسانتره مس همراه بوده است. بررسی منحنی های بازیابی- زمان محدوده های ابعادی مختلف، نشان دهنده تأثیر بیشتر نانوحباب ها بر افزایش بازیابی ذرات ریزتر نسبت به ذرات درشت تر می باشد.