이 글은 저온이 부유선광 시스템에 영향을 미치는 미시적 메커니즘을 탐구하고, 다양한 유형의 시약의 충격 특성을 결합하고, 이론적 및 실제적 가치를 모두 갖춘 겨울 부유선 대처 전략을 체계적으로 설명하는 것부터 시작할 것입니다. 목표는 광산 기술자에게 엄격하고 정확하며 효율적인 겨울 부양 최적화 계획을 제공하는 것입니다.
01
저온이 부유 시스템에 미치는 영향의 주요 메커니즘
부양 지표에 대한 저온의 부정적인 영향은 단일 요인이 아니라 일련의 복잡한 물리화학적 및 유체역학적 효과에 의해 발생합니다. 이러한 미세한 메커니즘을 이해하는 것은 과학적 대처 전략을 개발하기 위한 전제 조건입니다.
1. 슬러리 유변학적 특성 저하 - 점도 증가 및 역학 손상
저온에서는 슬러리의 점도가 크게 증가합니다. 예를 들어, 특정 납-아연 광석의 부유선광에서 슬러리 온도가 20℃에서 5℃로 떨어지면 슬러리 점도가 10% 이상 증가할 수 있습니다.
2. 시약 용해도 및 화학 흡착 속도 감소 – 표면 화학 활성 약화
저온은 기존 부양 시약, 특히 용해도가 온도에 크게 영향을 받는 시약의 효율성이 감소하는 근본적인 원인입니다.
억제된 수집기 활동:
지방산(예: 비황화물 광물 부유선광):올레산 및 지방산 비누와 같은 수집제의 용해도는 온도가 감소함에 따라 크게 감소하여 쉽게 고체를 침전시키거나 젤을 형성합니다. 이로 인해 액상에서 유효 포집기 농도가 부족하여 광물 표면에 효과적인 소수성 층을 형성하기 어렵게 되어 포집 능력이 급격히 약화됩니다.
황화물 광물 수집제(예: 크산틴산염):낮은 온도는 광물(예: 방연광) 표면의 산화 수준을 감소시켜 표면 활성 흡착 부위의 수를 감소시켜 수집기에 의한 화학 흡착량을 감소시킵니다. 예를 들어, 5°C에서 방연광의 크산테이트 흡착 용량은 20°C보다 현저히 낮아서 회수율이 7% 감소합니다.
천천히 작용하는 진정제 및 활성화제:대부분의 화학 반응 속도(억제제의 미네랄에 대한 선택적 흡착 및 활성화제의 활성화 반응 포함)는 Arrhenius 방정식을 따릅니다. 온도가 낮아지면 반응 속도 상수(k)가 감소하여 불완전한 억제 또는 활성화가 발생하고 분류 선택성이 감소하며 농축 등급이 낮아집니다.
거품 효율성 감소:극소수의 거품기에서는 낮은 온도에서 활동이 감소하거나 심지어 침전이 발생하여 거품량이 더 작아지고 부서지기 쉬우며 불안정해지며 농축물 긁기 및 광물화된 거품의 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
3. 저온 부양 성능 저하의 예
| 광석 종류 | 온도 변화 | 부양 지표에 미치는 영향 |
| 방연광 |
20℃~5℃ |
회수율이 약 77%포인트 감소 |
| 몰리브덴산염 |
15-20℃에서 0℃까지 |
황삭 복구율 2.5% 감소 |
| 산화철광석 |
기온이 30℃에서 22℃로 떨어졌습니다. |
철 등급이 3%포인트 감소했습니다. |
02
실용 지침: 겨울철 부양 지표를 해결하기 위한 체계적인 전략
저온으로 인한 부양 문제를 해결하려면 "가열 및 단열"과 "시약 최적화"라는 두 가지 주요 측면에 초점을 맞춘 체계적인 접근 방식을 채택해야 합니다.
1. 열에너지 안보 전략: 난방 및 단열 기술
슬러리를 가열하면 에너지 비용이 증가하지만 극도로 추운 지역이나 지표를 유지하기 위해 가열이 필요한 광물(예: 비황화물 광석)에 필요한 투자입니다.
| 기술적 접근 | 구현 방법 | 핵심 장점 | 실제 고려 사항 |
| 슬러리 예열 | 온수/온수 슬러리 준비: 분쇄 및 분쇄 단계에서는 예열된 물이 사용됩니다. | 비교적 가격이 저렴하고 슬러리 온도를 5~10℃ 이상 올릴 수 있습니다. | 전기, 석탄보일러, 폐열 등 열에너지원을 고려하여 온수 시스템의 개조가 필요합니다. |
| 장비 가열 | 증기/온수 코일: 가열 코일은 부유 셀 바닥이나 슬러리 탱크에 설치되어 증기 또는 온수를 공급합니다. | 주요 분리 단계에서 슬러리 온도를 정밀하게 제어하며, 특히 황화물 농축물 분리에 적합합니다. | 높은 투자 및 운영 비용 코일 부식 및 유지 관리에 주의를 기울여야 합니다. |
| 시스템 절연 | 장비/파이프라인 단열: 부양 기계, 슬러리 탱크 및 파이프라인에 대한 엄격한 단열 적용 범위를 제공합니다. | 에너지 효율적이고 열 손실을 줄여 기존 슬러리 온도를 유지합니다. | 단열재의 내후성과 기밀성을 보장하면 "냉점"이 줄어듭니다. |
기술-경제적 절충: 광산은 특정 광석 유형(비황화물 광석은 온도에 매우 민감함) 및 부양 지수 요구 사항을 기반으로 회수율 향상에 따른 경제적 이점 대비 난방의 에너지 소비 비용을 계산하고 가장 경제적이고 실현 가능한 난방 온도 및 단열 조치를 선택해야 합니다.
2. 시약 시스템 최적화 전략: 고효율 및 저온 저항
시약 시스템을 최적화하는 것은 난방 비용을 크게 늘리지 않고 겨울 생산을 위한 핵심 기술입니다.
| 에이전트 유형 | 저온 대처 원칙 | 솔루션 및 예 | 실용적인 지침 |
| 수집가 | 흡착 및 용해도 강화 | 1. 사용량 증가: 저온에서 부족한 흡착량을 보충합니다. 2. 저온 저항성 제제의 선택/개발: 신규 저탄소 지방산 유도체, 양쪽성 포집제(저온 및 경수에 저항성) 등. 3. 복합제: 지방산과 계면활성제를 결합하여 시너지 효과를 생성합니다. |
경험적으로 수집기 투입량은 10~30% 정도 적절하게 증가할 수 있지만 선택성에 영향을 미치는 과도한 투입량을 피하기 위해서는 소규모 테스트를 통해 최적의 값을 결정해야 합니다. |
| 거품발생제 | 폼 구조를 안정화하고 점도 효과에 저항합니다. | 1. 메틸 이소부틸 메탄올(MIBC) 및 기타 알코올 에테르 발포제와 같이 온도 적응성이 강하거나 활성이 높은 발포제를 선택하십시오. 2. 발포제의 양을 적절하게 증가시킵니다. 저온에서 활성 감소 및 점도 증가를 보상합니다. |
폼 상태(높이, 점도, 취성)를 면밀히 모니터링하고 농도를 동적으로 조정하여 과도한 폼 안정성으로 인해 농축 등급이 낮아지는 것을 방지합니다. |
| 변형제/억제제 | 반응 속도 및 선택성 보장 | 1. 컨디셔닝 시간 연장: 개질제(예: 석회)가 저온에서 용해되고 펄프와 완전히 반응하여 사전 설정된 pH 값에 도달할 수 있는 충분한 시간을 갖도록 합니다. 2. 억제제 농도 증가: 저온에 의한 반응속도의 억제를 극복하고 억제효과를 보장합니다. |
슬러리의 pH 값을 엄격하게 제어하십시오. 필요한 경우 추가를 위해 개질제를 고농도의 뜨거운 용액에 준비하는 것을 고려하십시오. |
3. 공정 매개변수 미세 조정 전략
03
전망: 저온 부유선광 기술의 발전 동향
점점 더 엄격해지는 환경 보호 및 비용 관리 요구 사항에 직면하여 선광 산업의 겨울철 저온 부유 기술에 대한 연구는 다음과 같은 방향으로 발전하고 있습니다.
겨울철 저온이 부양 생산에 미치는 영향은 유체 역학, 표면 화학 및 시약 작용 메커니즘의 복잡한 변화를 포함하여 다각적이고 심오합니다. 성공적인 겨울철 부양 생산 관리를 위해서는 기술자가 이러한 메커니즘을 깊이 이해하고 시약 최적화를 우선시하고 이를 열 에너지 보장으로 보완하는 포괄적인 기술 시스템을 구축해야 합니다. 이 시스템에는 정확한 시약 조정, 과학적 열 보존 및 가열 조치, 공정 매개변수의 유연한 미세 조정이 포함됩니다. 이러한 방법으로만 겨울철 문제를 효과적으로 해결하고 안정적인 광물 가공 지표를 보장하고 경제적 이익을 극대화할 수 있습니다.
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