هر آنچه که باید درباره سلول فلوتاسیون بدانید

فلوتاسیون (Flotation) یکی از روش‌های مهم در صنایع معدنی و فرآوری مواد معدنی است که برای جداسازی مواد معدنی از یکدیگر و بالا بردن عیار مواد معدنی (پرعیارسازی مواد) استفاده می‌شود. سلول‌های فلوتاسیون نقش کلیدی در این فرآیند دارند.
در این مقاله، به طور جامع به مفهوم، کارکرد، انواع و کاربردهای سلول‌های فلوتاسیون خواهیم پرداخت.​​​​​​​

سلول فلوتاسیون

سلول فلوتاسیون چیست؟​​​​​​​

سلول فلوتاسیون (Flotation cell) یک واحد مهم در فرآیند جداسازی مواد معدنی است که در صنایع معدنی و فرآوری مواد معدنی به کار می‌رود. در این فرآیند، سلول‌های فلوتاسیون برای جداسازی مواد معدنی مورد نیاز از دیگر مواد معدنی و غیرمعدنی استفاده می‌شوند.
عملکرد اصلی سلول‌های فلوتاسیون بر اساس اختلافات در ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مواد معدنی است. این سلول‌ها با استفاده از یک فرآیند شیمیایی یا فیزیکی به نام فلوتاسیون، مواد معدنی مورد نظر را از مواد معدنی و غیر معدنی  دیگر جدا می‌کنند. در سلول های فلوتاسیون، با ایجاد حباب در پالپ‌، برای کانی‌هایی که آب گریز هستند شرایطی ایجاد می‌شود که  کانی ها خود را به حباب‌های هوا بچسبانند و به صورت کف بر روی سطح آب شناور شوند.

اجزای سلول فلوتاسیون ​​​​​​​

سلول‌های فلوتاسیون از تعدادی اجزای کلیدی تشکیل شده‌اند که هر کدام وظیفه‌های مهمی در فرآیند جداسازی دارند. این اجزا عبارتند از:

مخزن (تانک): ​​​​​​​

این بخش از سلول فلوتاسیون به صورت مکعبی یا استوانه ای ساخته می شوند. سلول های ساخت این شرکت به صورت استوانه ای است. وظیفه نگهداری مواد معدنی را دارد.

سیستم ورودی هوا: ​​​​​​​

این سیستم مسئول تزریق هوا به پالپ موجود در مخزن است. هوا به عنوان محرک اصلی در فرآیند فلوتاسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

واحد مخلوط کننده: ​​​​​​​

با چرخش همزن توسط الکتروموتور ، جریان چرخشی در پالپ ایجاد می شود که موجب تماس بهتر هوا با پالپ و جلوگیری از ته نشینی ذرات جامد در مخزن می شود. این  واحد به ترکیب کردن مواد معدنی با مواد شیمیایی یا مواد فلوتاسیونی برای ایجاد مخلوط فلوتاسیونی کمک می‌کند. این مخلوط حاوی مواد معدنی مورد نظر و مواد شیمیایی است که برای جداسازی مواد معدنی استفاده می‌شود.

واحد تزریق هوا: ​​​​​​​

این واحد مسئول تزریق هوا به مخلوط فلوتاسیونی است. تزریق هوا باعث ایجاد حباب هوا در مخلوط می‌شود که به جداسازی مواد معدنی کمک می‌کند.

واحد خروجی: ​​​​​​​

این واحد مسئول جداسازی مواد معدنی جدا شده و تخلیه آنها از سلول فلوتاسیون است. مواد معدنی با عیار بالا پس از جداسازی از سلول فلوتاسیون به این واحد منتقل می‌شوند.
این اجزا اصلی سلول فلوتاسیون هستند که با همکاری هم، فرآیند جداسازی مواد معدنی و پرعیارسازی را انجام می‌دهند.

اجزای سلول فلوتاسیون ​​​​​​​
پروژه های سلول فلوتاسیون انجام شده توسط بن فن

شرکت کانی فرآوران بن فن توانست در سال 1396 برای اولین بار در ایران تانک سل فلوتاسیون طرح متسو به حجم 50 متر مکعبی طرح متسو را با تکیه بر توان فنی و اجرایی داخل با موفقیت به ثمر برساند. تانک سل مذکور به عنوان نسل جدیدی از این تجهیز امکان تغلیظ یکنواخت و پایدار به تولید مستمر را فراهم‌نموده و از توقف‌های ناخواسته که در سایر نمونه ­های مشابه وجود دارد جلوگیری می‌نماید.​​​​​​​

انواع سلول فلوتاسیون​​​​​​​

سلول‌های فلوتاسیون عموما به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: سلول فلوتاسیون مکانیکی و سلول فلوتاسیون ستونی.

1. سلول فلوتاسیون مکانیکی:​​​​​​​

در این نوع سلول فلوتاسیون، جداسازی مواد معدنی با استفاده از تزریق هوا و ایجاد حباب‌های هوا در مخلوط فلوتاسیونی انجام می‌شود.
مخلوط فلوتاسیونی به وسیله مکانیسم‌های مکانیکی (مانند پره‌ها، پره‌های فلزی و ...) در حال حرکت قرار داده می‌شود تا هوا به طور متناوب وارد شود و حباب‌های هوا ایجاد شوند.
عنصر هدف به این حباب ها می چسبند و از مواد دیگر جدا می‌شوند.

2. سلول فلوتاسیون ستونی:

در این نوع سلول فلوتاسیون فرآیند جداسازی مواد معدنی در داخل یک ستون انجام می‌شود. در این  نوع سلول ها  از همزن مکانیکی استفاده نمی شود این سلول ها با توجه به عدم حضور همزن برای اینکه اختلاط هوا و پالپ به خوبی صورت پذیرد دارای ارتفاع نسبتا زیادی است،
ستون به طور معمول دارای یک محیط مایع است که مواد معدنی به آن افزوده می‌شوند.
هوا به طور متناوب یا مداوم از طریق پایین ستون وارد می‌شود و حباب‌های هوا را در مخلوط فلوتاسیونی ایجاد می‌کند.حباب‌های هوا با مواد معدنی در ستون ترکیب می‌شوند و مواد معدنی مورد نظر جدا می‌شوند که سپس از بالای ستون خارج می‌شوند.
​​​​

سلول فلوتاسیون ستونی

استفاده از سلول فلوتاسیون در صنایع معدنی و فرآوری مواد معدنی شامل مزایای زیر است:

جداسازی با کیفیت مواد معدنی: ​​​​​​​

جداسازی مواد معدنی با کیفیت بالا است. این فرآیند به طور دقیق مواد معدنی مورد نظر را از دیگر مواد جدا می‌کند و باعث بهبود کیفیت مواد استخراج شده می‌شود.

عوامل موثر در ساخت ماشین‌آلات مدرن برای فرآوری مواد معدنی

کاهش هزینه‌ها: ​​​​​​​

سلول فلوتاسیون به عنوان یک فرآیند کارآمد و انعطاف‌پذیر، به کاهش هزینه‌های مربوط به فرآیند جداسازی کمک می‌کند. این فرآیند معمولاً با هزینه‌های کمتر و بهره‌وری بیشتر انجام می‌شود.

استفاده از سلول فلوتاسیون می‌تواند به حفاظت از محیط زیست کمک کند. با جدا کردن مواد معدنی ارزشمند از مواد زاید و با استفاده از فرآیندی که کمتر به تولید ضایعات منجر می‌شود، موجب حفاظت از محیط زیست می شود.

حفاظت از محیط زیست: ​​​​​​​

کنترل کیفیت: ​​​​​​​

سلول فلوتاسیون به عنوان یک فرآیند دقیق و قابل کنترل، به مهندسان امکان می‌دهد تا کیفیت مواد معدنی استخراج شده را کنترل کنند. این فرآیند امکان تنظیم پارامترهای مختلف فلوتاسیون را فراهم می‌کند که به بهبود کیفیت کلی فرآیند کمک می‌کند.

نکات کلیدی در استفاده از سلول فلوتاسیون​​​​​​​

استفاده از سلول فلوتاسیون در صنایع معدنی و فرآوری مواد معدنی شامل مزایای زیر است:

1. انتخاب مناسب نوع سلول: ​​​​​​​

برای هر فرآیند خاص، نوع مناسبی از سلول فلوتاسیون باید انتخاب شود که با شرایط مواد معدنی و فرآیند مطابقت داشته باشد.

پارامترهای مختلفی مانند زمان ماند، دبی هوای ورودی، دور ایمپلر و نرخ تغذیه باید به‌طور دقیق تنظیم شوند تا بهترین کارایی از سلول فلوتاسیون حاصل شود.

2. تنظیم بهینه پارامترها: ​​​​​​​

3. کنترل کیفیت مواد ورودی: ​​​​​​​

کیفیت و عیار خوراک ورودی بسیار مهم است. بهبود کیفیت عیار مواد ورودی می‌تواند بازدهی و کارایی فرآیند را بهبود بخشد.

4. حفظ و نظافت سلول: ​​​​​​​

سلول فلوتاسیون باید به طور دوره‌ای نظافت و نگهداری شود تا عملکرد آن بهینه باقی بماند. این شامل تمیزی از رسوبات و تنظیم و کالیبراسیون دستگاه‌ها و سیستم‌ها می‌شود.

5. مانیتورینگ و کنترل مستمر:​​​​​​​

نظارت مستمر بر پارامترها و عملکرد سلول فلوتاسیون و اعمال تغییرات لازم به منظور بهبود عملکرد و افزایش بازدهی ضروری است.

6. آموزش و آگاهی افراد درگیر: ​​​​​​​

افراد درگیر باید آموزش دیده و آگاهی کافی را درباره عملکرد و نگهداری سلول فلوتاسیون داشته باشند تا بهترین نتیجه را از آن بگیرند و مشکلات را به سرعت شناسایی و حل کنند.
​​​​​​​
این نکات کلیدی به بهینه‌سازی عملکرد و کاهش مشکلات در استفاده از سلول فلوتاسیون و بهبود کیفیت و بازدهی فرآیندها کمک می‌کنند.

عملکرد سلول فلوتاسیون


​​​​​​هر دو نوع سلول فلوتاسیون مکانیکی و سلول فلوتاسیون ستونی دارای مزایا و معایب خود هستند و بر اساس نوع مواد معدنی، اندازه ذرات، و شرایط فرآیند، انتخاب می‌شوند.

سلول فلوتاسیون به عنوان یک ابزار مهم در صنایع معدنی و فرآوری مواد معدنی شناخته می‌شود که به بهبود کارایی و کیفیت فرآیندها کمک می‌کند. با انتخاب مناسب نوع سلول، تنظیم بهینه پارامترها، کنترل کیفیت مواد ورودی، حفظ و نظافت سلول، مانیتورینگ و کنترل مستمر، و آموزش و آگاهی افراد درگیر ، می‌توان بازدهی و کارایی سلول فلوتاسیون را بهبود بخشید و بهبودات مداومی را در فرآیندهای جداسازی مواد معدنی داشت.

نتیجه گیری

​منابع

اولیاءزاده، منوچهر، نوعپرست، محمد، عبداللهی، هادی، ماشینهای فلوتاسیون (مبانی و اصول طراحی)، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیر کبیر، چاپ اول، تهران، .1137
بنیسی، صمد، مسایل کاربردی فرآوری مواد معدنی (به همراه درسنامه)، انتشارات دانشگاه هرمزگان، ویرایش سوم، .1133
رضایی، بهرام، فلوتاسیون، انتشارات دانشگاه هرمزگان، چاپ دوم، تهران، .1141
فینچ، جی. ای،. دابی، جی. اس،. فلوتاسیون ستونی، ترجمه صمد بنیسی و محمد نثاری، انتشارات دانشگاه هرمزگان، ویرایش دوم، چاپ اول، تهران، .1142
کروزیر، آر. دی،. شناورسازی کفی (فلوتاسیون)، ترجمه علی اکبر رحمانی، انتشارات دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)، چاپ اول، قزوین، .1137

Klassen, V.I., Mokrousov, V.A., An Introduction to the Theory of Flotation, Butterworths, London, 1963.
Leja, J., Surface Chemistry of Froth Flotation, Plenum Press, New York, 1982.

شرکت دانش‌بنیان کانی فرآوران بن فن، با بهره‌گیری از توانایی‌های فنی برتر و تجربه نیروهای متخصص، در زمینه طراحی، ساخت، و نصب تجهیزات سبک و سنگین در صنایع فرآوری مواد معدنی از جمله بالمیل، رادمیل، سلول‌های فلوتاسیون، تیکنر، درام ­فیلتر،­ دیسک­ فیلتر، درایر، کوره‌های ذوب، کاندیشنر، انواع مخازن، سپراتور و غیره فعالیت می‌نماید. 
با ارائه خدماتی با کیفیت و با بهره‌گیری از توان و ظرفیت طراحی پایه و تفصیلی، این شرکت توانسته است تجهیزاتی را با استفاده از تکنولوژی‌های نوین و با توجه به نیازهای صنایع فرآوری مواد معدنی مختلف ارائه دهد. از جمله صنایعی که شرکت بن فن در آنها فعالیت دارد می‌توان به صنایع مس، آهن، سرب، روی، و خط تولید آهک هیدراته اشاره کرد.
شرکت کانی فرآوران بن فن با تمرکز بر بهره‌وری، کیفیت و ایمنی، امیدوار است در بهبود فرآیندهای فرآوری مواد معدنی مؤثر باشد و نقش مهمی در پیشرفت صنعت معدن و فرآوری مواد معدنی در کشور عزیزمان ایران داشته باشد.

نیاز به مشاوره رایگان دارید؟ با ما تماس بگیرید!