Cara Kerja Mesin Flotasi: Prinsip, Jenis dan Pertimbangan Reagen

Cara Kerja Mesin Flotasi: Mekanisme Inti

Mesin flotasi memisahkan mineral berharga dari gangue dengan menciptakan kondisi yang tepat bagi partikel terpilih untuk menempel pada gelembung udara dan naik ke lapisan buih. Mesin itu sendiri tidak menciptakan selektivitas. Ini memberikan lingkungan terkendali di mana pembebasan mineral, kimia permukaan, ukuran gelembung, aliran pulp, dan stabilitas buih dapat bekerja sama. Dalam sirkuit yang dijalankan dengan baik, sel flotasi adalah bagian dari rantai yang dimulai di pabrik penggilingan dan berlanjut melalui pengkondisian reagen, pengasaran, pemulungan, dan pembersihan.

Urutan kerja lebih mudah dipahami dalam empat tahap. Pertama, pulpa yang terkondisi memasuki sel. Kedua, impeller dan sistem udara menyebarkan udara menjadi gelembung-gelembung kecil. Ketiga, partikel hidrofobik bertabrakan dengan gelembung, menempel dan membentuk agregat partikel-gelembung. Keempat, buih naik, mengalir, dan meluap ke dalam pencucian sementara partikel hidrofilik keluar bersama tailing. Setiap tahap mempunyai efek yang terukur pada perolehan kembali dan kadar konsentrat, itulah sebabnya operator sangat memperhatikan laju udara, kecepatan impeler, kedalaman buih, kepadatan umpan, dan penambahan reagen.

Sel flotasi mempunyai beberapa sub-sistem yang berfungsi: tangki yang menampung pulp, mekanisme pengadukan yang menjaga padatan tetap tersuspensi dan menyebarkan udara, pengaturan pasokan udara, sistem pembuangan buih, dan paket penggerak dan kontrol. Dalam sel yang disedot sendiri, aksi impeler menarik udara dari atmosfer. Dalam sel udara paksa, blower menyuplai udara melalui jalur terpisah, sehingga memberikan operator kontrol lebih langsung terhadap aerasi. Hasil metalurgi tidak terlalu bergantung pada label pada sel dan lebih bergantung pada bagaimana sub-sistem ini cocok dengan bijih, tugas sirkuit, dan target pengoperasian.

Waktu tinggal adalah salah satu pemeriksaan pertama dalam aplikasi flotasi apa pun. Sel yang terlalu kecil untuk aliran pulp akan menyebabkan arus pendek, mengurangi waktu kontak antara gelembung dan partikel, serta mendorong partikel yang tidak terbebaskan atau berkondisi buruk ke dalam tailing. Sel yang terlalu besar dapat meningkatkan retensi namun juga dapat meningkatkan biaya modal, permintaan listrik, dan kesulitan pengendalian buih. Target praktisnya bukanlah waktu tinggal maksimal; ini adalah waktu yang cukup bagi mineral target untuk dikondisikan, dilekatkan, dan dipulihkan tanpa membebani fase buih secara berlebihan.

Perilaku buih adalah hasil nyata dari banyak variabel tersembunyi. Buih yang rapuh mungkin menunjukkan dosis buih yang rendah, air cucian yang berlebihan, atau aerasi yang berlebihan. Buih yang keras dan persisten mungkin menunjukkan dosis buih yang tinggi, tanah liat yang halus, atau kepadatan pulp yang tinggi. Tidak ada kondisi yang secara otomatis baik atau buruk. Operator perlu menghubungkan tampilan buih dengan hasil pengujian, tarikan massa, dan kinerja hilir. Buih stabil yang mengandung terlalu banyak gangue dapat menurunkan kadar konsentrat sama cepatnya dengan buih yang lemah dapat menurunkan pemulihan.

Prinsip yang Menentukan Pemulihan dan Nilai

Flotasi bergantung pada perbedaan keterbasahan permukaan antar mineral. Partikel berharga dengan permukaan hidrofobik akan lebih mudah menempel pada gelembung udara daripada partikel gangue hidrofilik. Kolektor menciptakan atau memperkuat hidrofobisitas, buih menstabilkan lapisan gelembung, aktivator menyiapkan permukaan mineral untuk aksi kolektor, dan depresan mengurangi flotasi mineral yang tidak diinginkan. Pengubah pH mengubah kimia pulp dan mempengaruhi permukaan mineral dan aktivitas reagen. Sel kemudian harus memberikan peluang tumbukan yang cukup dan lingkungan berbusa yang memungkinkan partikel yang dipilih melaporkan konsentrasinya.

Pemulihan dan perataan biasanya bergerak berlawanan arah ketika satu variabel operasi diubah. Menaikkan laju udara dapat meningkatkan luas permukaan gelembung dan pemulihan, namun juga dapat meningkatkan masuknya gangue halus dan mengurangi kemiringan. Meningkatkan kedalaman buih dapat meningkatkan drainase dan kemiringan, namun dapat mengurangi tarikan massa dan pemulihan jika buih menjadi terlalu stabil. Meningkatkan kecepatan impeler dapat meningkatkan frekuensi suspensi dan tumbukan, namun turbulensi yang berlebihan dapat melepaskan partikel dari gelembung dan meningkatkan keausan. Oleh karena itu, jendela operasi yang berguna adalah keseimbangan, bukan titik setel tunggal.

Apa yang terjadi jika laju udara naik

Bagan di bawah ini bersifat kualitatif, namun mencerminkan pola umum dalam sel flotasi mekanis. Ketika laju udara meningkat dari tingkat yang rendah, luas permukaan gelembung dan pemulihannya cenderung meningkat. Di luar titik tertentu, stabilitas buih dapat menurun, entrainment dapat meningkat, dan sel menjadi lebih sulit dikendalikan. Titik balik yang tepat tergantung pada jenis dan dosis buih, kepadatan pulp, ukuran partikel dan tugas sel.

Bagi tim pabrik, pelajaran praktisnya adalah memperlakukan laju udara sebagai salah satu bagian dari sistem yang saling terkait. Jika udara meningkat, kedalaman buih, dosis buih, dan tarikan massa mungkin juga memerlukan penyesuaian. Perubahan yang tampak bermanfaat dalam satu sel dapat menciptakan beban sirkulasi di sirkuit pembersih atau mengirimkan lebih banyak gangue halus ke konsentrat akhir. Hasil terbaik diperoleh dari pengujian singkat dan terkontrol dengan pengambilan sampel sebelum dan sesudah setiap perubahan.

Jenis Mesin Flotasi dan Letaknya

Sel flotasi sering dikelompokkan berdasarkan pasokan udara, gaya agitasi, dan tugas. Sel mekanis yang disedot sendiri menggunakan impeler untuk menarik udara ke dalam pulp. Mereka mudah dioperasikan dan cocok untuk banyak sirkuit kecil hingga menengah, tugas seadanya dan aplikasi di mana blower terpisah tidak diperlukan. Sel mekanis udara paksa menggunakan pasokan udara eksternal dan aksi impeler terpisah, yang memberikan fleksibilitas lebih pada tangki yang lebih dalam dan volume unit yang lebih besar. Pilihan di antara keduanya harus didasarkan pada pengujian, tata letak sirkuit, akses pemeliharaan, dan rentang kendali yang diperlukan, bukan pada preferensi umum untuk satu desain.

Sel tipe BF biasanya dipilih karena aspirasi mekanisnya sendiri, agitasi yang kuat, dan pengoperasian yang mudah. Mereka dapat digunakan secara praktis untuk roughing dan scavenging dimana sirkuit memerlukan suspensi solid yang dapat diandalkan dan kontrol udara yang sederhana. Sel tipe XCF/KYF sering digunakan di tempat yang memerlukan udara paksa, volume lebih besar, dan kontrol aerasi yang lebih stabil. Mereka dapat melakukan tugas roughing dan pembersihan skala besar jika pakan telah dipersiapkan dengan baik dan operator memiliki instrumentasi untuk mengatur udara dan buih. Sel tipe JJF sering diterapkan dalam tugas yang memerlukan buih stabil dan aerasi sedang, sedangkan desain GF dan CLF dapat dipertimbangkan jika penanganan buih tertentu, partikel kasar, atau kondisi kepadatan tinggi memerlukan pengaturan mekanis yang berbeda.

Tiga opsi peralatan di bawah menggambarkan bagaimana desain sel berubah seiring tugas. Sel self-aspirated yang lebih kecil mungkin cocok untuk sirkuit kompak, sedangkan sel udara paksa dan mesin flotasi besar lebih sering dipertimbangkan ketika throughput, jangkauan kendali, dan jumlah unit menjadi faktor penentu.

Mesin Flotasi Self-Aspirated Tipe BF Sel flotasi mekanis aspirasi mandiri untuk sirkuit kompak, dengan pengisapan udara dan lumpur terintegrasi serta model dari 0,15 hingga 24 m3. Lihat Produk →

Seri Mesin Flotasi XCF/KYF Gabungan desain tangki hisap XCFII dan arus searah KYFII mendukung tata letak horizontal dan mengurangi kebutuhan pompa busa pada pengembalian tambang sedang. Lihat Produk →

Mesin Flotasi Besar untuk Pabrik dengan Output Tinggi Peralatan flotasi berkapasitas tinggi untuk memperluas pabrik pengolahan bijih, mencakup model XCF/KYF dan CLF dengan kemampuan adaptasi mineral yang luas dan dukungan pemulihan sumber daya. Lihat Produk →

Jenis sel hanyalah salah satu bagian dari seleksi. Jumlah sel secara seri, konfigurasi roughing-scavenging-cleaning, distribusi ukuran partikel umpan dan skema reagen semuanya mempengaruhi hasil akhir. Sel besar dengan kotak umpan yang mengalami hubungan arus pendek akan memiliki kinerja yang lebih buruk dibandingkan sel yang lebih kecil dengan baffle yang dirancang dengan baik dan aliran pulp yang stabil. Sel yang disedot sendiri dengan pemeliharaan pemasukan udara yang buruk akan berperilaku seperti sel udara paksa yang tidak disetel dengan baik. Desain mekanis harus mendukung pekerjaan metalurgi.

Pertimbangan Reagen: Kolektor, Pembuih, Aktivator, Depresan, Pengubah pH

Pemilihan reagen adalah saat flotasi menjadi spesifik mineral. Seorang kolektor yang bekerja dengan baik untuk satu sulfida mungkin tidak efektif atau tidak selektif untuk sulfida lainnya. Buih yang menghasilkan buih indah pada sirkuit tembaga mungkin terlalu persisten pada pakan yang kaya akan bedak atau tanah liat. Skema reagen harus dibangun dari mineralogi, ukuran pembebasan, kimia air dan uji kerja, kemudian dikonfirmasi dalam program siklus terkunci sebelum desain skala penuh. Dosis harus dinyatakan dalam gram per ton pakan kering, dengan titik penambahan dan waktu pengkondisian yang jelas.

Kolektor biasanya ditambahkan secara bertahap. Sejumlah kecil di pabrik penggilingan atau tangki pengkondisian dapat memulai reaksi permukaan, sementara pengumpul tambahan di sel roughing dapat mempertahankan kinetika flotasi. Kolektor yang overdosis dapat meningkatkan pemulihan tetapi mengurangi selektivitas, menyebabkan masuknya gangue lebih tinggi dan sulit dibersihkan. Dosis yang kurang dapat meninggalkan mineral berharga di tailing, terutama partikel kasar atau partikel yang terbebaskan sebagian. Saudara-saudaranya memerlukan perawatan serupa. Buih yang terlalu sedikit menghasilkan buih yang lemah, tidak stabil, dan luapan yang buruk. Terlalu banyak buih menghasilkan buih keras yang sulit dikeluarkan dan mungkin menghasilkan lebih banyak gangue halus.

Daftar periksa pemilihan reagen

Suhu dan waktu pengkondisian juga penting. Seorang kolektor yang memerlukan pengkondisian selama 8 hingga 10 menit di satu pabrik mungkin memerlukan waktu yang berbeda di pabrik lain karena bijihnya lebih halus, pH berbeda, atau kandungan kimia air mengganggu. Operator harus mencatat dosis, pH, waktu pengkondisian dan respons flotasi secara bersamaan. Ketika perubahan reagen dilakukan, pertanyaan pertama adalah apakah perubahan tersebut meningkatkan selektivitas pada target perolehan, bukan sekadar apakah buih terlihat lebih baik.

Pemeriksaan Desain dan Pengoperasian Sebelum Anda Membeli

Pertanyaan pembelian pertama bukanlah “sel mana yang terbaik?” Pertanyaannya adalah “tugas apa yang harus dilakukan sel ini?” Sel yang lebih kasar memerlukan retensi, penanganan buih, dan perlindungan keausan yang berbeda dari sel yang lebih bersih. Sel pemulung mungkin memerlukan tarikan massa yang lebih tinggi dan agitasi yang lebih kuat. Sel yang lebih bersih mungkin memerlukan buih yang lebih dalam, air pencuci, dan kontrol udara yang lebih hati-hati. Susunan sirkuit harus ditentukan sebelum volume sel dipilih, karena jumlah tahapan dan beban sirkulasi menentukan waktu tinggal efektif.

Gunakan perhitungan sederhana untuk memeriksa kewarasan volume sel. Waktu retensi nominal adalah volume sel dibagi aliran pulpa. Sel berukuran 100 m³ yang mengolah 300 m³/jam pulp mempunyai retensi nominal sekitar 20 menit, sebelum memperhitungkan hubungan arus pendek dan volume mati. Jika pekerjaan pengujian membutuhkan waktu 24 hingga 30 menit dalam pengasaran, satu sel mungkin tidak cukup, atau sirkuit mungkin memerlukan susunan sel yang berbeda. Perhitungan ini tidak menggantikan pekerjaan pengujian, namun dengan cepat menunjukkan apakah tata letak yang diusulkan berada dalam kisaran yang tepat.

Referensi proyek berguna jika sesuai dengan tugasnya. Sirkuit yang menangani flotasi seng dengan pengaturan pengumpanan dan pembersihan tertentu dapat mengungkapkan masalah praktis yang tidak dapat diungkapkan oleh brosur umum. Itu Reformasi teknis flotasi seng 3.000 t/h adalah salah satu contoh bagaimana pemilihan sel, tata letak sirkuit, dan target pengoperasian dihubungkan dalam proyek nyata. Pelajaran yang bermanfaat bukanlah menyalin lembar alur, namun menanyakan kondisi apa yang membuat lembar alur tersebut berfungsi dan apakah kondisi bijih dan lokasi Anda serupa.

Sebelum melakukan pemesanan, mintalah cakupan yang jelas: volume sel, volume efektif, kecepatan impeler, daya motor, kebutuhan udara, pengaturan luapan buih, daftar komponen aus, beban pondasi, dan antarmuka kontrol. Tanyakan rentang pengoperasian yang direkomendasikan, bukan hanya titik desain. Sirkuit flotasi yang berjalan dengan baik pada satu laju pengumpanan tetapi tidak dapat diturunkan hingga kapasitas 60 persen akan menimbulkan masalah selama proses commissioning dan perubahan pasar. Hal yang sama berlaku untuk perubahan bijih: sirkuit yang disetel hanya untuk satu campuran mungkin mengalami kesulitan ketika lubang berpindah ke zona yang berbeda.

Masalah Pengoperasian Umum dan Perbaikannya

Sebagian besar masalah flotasi muncul sebagai perubahan dalam pengujian buih, tarikan massa, kadar, atau tailing. Operator harus terlebih dahulu memastikan bahwa umpannya stabil. Perubahan tiba-tiba pada ukuran gilingan, kepadatan pulp, pH atau aliran reagen dapat terlihat seperti masalah sel ketika sel hanya merespons umpan. Setelah kestabilan umpan diperiksa, lihat udara, kedalaman buih dan kondisi impeler. Impeler yang aus dapat mengurangi dispersi udara dan suspensi padatan tanpa mengubah titik setel.

Salah satu kesalahan umum adalah memperbaiki masalah kerataan dengan menambahkan lebih banyak depresan sebelum memeriksa kedalaman buih dan air cucian. Cara lainnya adalah dengan meningkatkan dosis kolektor ketika masalah sebenarnya adalah pelepasan yang tidak mencukupi. Pemeriksaan ukuran partikel yang cepat dapat menghemat banyak reagen. Jika mineral target masih terkunci gangue, tidak ada sel flotasi yang dapat memisahkannya dengan bersih. Respons praktisnya mungkin berupa perubahan penggilingan, langkah penggilingan ulang, atau konfigurasi sirkuit yang berbeda, bukan dosis reagen yang lebih tinggi.

Pemeriksaan mekanis memerlukan perhatian yang sama seperti pemeriksaan kimia. Pipa udara bisa berskala atau tersumbat. Impeler bisa aus secara tidak merata. Celah stator bisa terbuka. Bibir yang terkena busa bisa menjadi tidak rata. Sel yang kehilangan penyebaran udaranya sering kali akan menunjukkan buih yang rata dan kehilangan tailing yang tinggi meskipun panel kontrol terlihat normal. Inspeksi bulanan yang mencatat jarak bebas impeler, kondisi pipa udara, pengaturan kedalaman buih, dan arus motor dapat mengungkap penyimpangan sebelum menjadi masalah metalurgi.

Apa yang Harus Disertakan dalam Tes Flotasi dan Program Peningkatan Skala

Program uji flotasi yang berguna dimulai dengan sampel yang representatif dan pertanyaan yang jelas. Apakah tujuannya untuk mengonfirmasi pemilihan reagen, membandingkan jenis sel, memperkirakan waktu retensi, atau memprediksi kinerja yang lebih bersih? Sampel harus mewakili pakan yang diharapkan, termasuk rentang oksidasi, alterasi, dan pembebasan yang akan dilihat oleh tanaman. Satu sampel bermutu tinggi dapat memberikan hasil optimis yang sulit direproduksi dalam skala penuh.

Mineralogi harus diselesaikan sebelum atau bersamaan dengan uji flotasi. Ini mengidentifikasi mineral target, hubungannya dengan gangue, ukuran pelepasan dan lapisan atau slime apa pun yang dapat mengganggu tindakan kolektor. Tanpa mineralogi, pemilihan reagen menjadi sebuah latihan coba-coba. Dengan mineralogi, pekerja penguji dapat memilih kelompok kolektor, kisaran pH, dan strategi depresan dengan titik awal yang dapat dipertahankan.

• Tes sirkuit terbuka untuk menentukan respons roughing dan scavenging.
• Uji siklus terkunci untuk menunjukkan pengaruh beban sirkulasi dan kinerja yang lebih bersih.
• Uji dosis reagen dengan penambahan tahapan dan waktu pengkondisian terkontrol.
• Tes ukuran penggilingan untuk menemukan ukuran pembebasan yang memberikan keseimbangan tingkat pemulihan terbaik.
• Uji kualitas air dengan salinitas, kesadahan, atau sisa reagen bervariasi.
• Percontohan atau semi-industri dijalankan ketika sirkuitnya baru, bijihnya rumit, atau risiko peningkatannya tinggi.

Peningkatan skala harus mencakup lebih dari sekadar volume sel. Laju udara per satuan volume, kedalaman buih, kecepatan ujung impeler, distribusi waktu tinggal, dan kapasitas pencucian semuanya mempengaruhi hasil. Sel yang berkinerja baik di sel laboratorium mungkin berperilaku berbeda ketika fase buih menjadi lebih dalam dan pola aliran pulp berubah. Tim desain harus menanyakan bagaimana sel yang diusulkan akan dikontrol, diambil sampelnya, dan dipelihara. Sirkuit dengan instrumentasi yang baik dan titik pengambilan sampel yang jelas lebih mudah untuk dioptimalkan dibandingkan sirkuit yang hanya mengandalkan penilaian visual.

Komisioning harus mencakup survei dasar. Catat laju umpan, kepadatan, pH, aliran reagen, pengaturan udara, kedalaman buih, arus motor, dan hasil pengujian untuk setiap tahap. Baseline tersebut menjadi acuan untuk pemecahan masalah selanjutnya. Ketika masalah muncul beberapa bulan kemudian, tim dapat membandingkan profil buih dan pengujian saat ini dengan survei asli, bukan hanya menebak-nebak. Hal ini sangat berguna ketika campuran bijih berubah atau ketika operator baru mengambil alih sirkuit.

Pertanyaan Umum

Apa prinsip utama mesin flotasi?

Prinsip utamanya adalah pelekatan gelembung selektif. Partikel hidrofobik menempel pada gelembung udara dan membentuk buih, sedangkan partikel hidrofilik tetap berada di pulp dan keluar sebagai tailing. Sel menyediakan dispersi udara, agitasi, waktu tinggal dan penghilangan buih.

Bagaimana cara memilih antara sel flotasi self-aspirated dan flotasi udara paksa?

Gunakan pekerjaan uji dan tugas wilayah untuk memutuskan. Sel yang disedot sendiri sederhana dan cocok untuk banyak tugas seadanya dan mengais. Sel udara paksa memberikan kontrol lebih besar pada tangki yang lebih dalam dan volume yang lebih besar. Pilihan terakhir harus mempertimbangkan kontrol udara, akses pemeliharaan, stabilitas umpan, dan jangkauan pengoperasian yang diperlukan.

Mengapa kedalaman buih mempengaruhi kualitas konsentrat?

Kedalaman buih mempengaruhi waktu drainase. Buih yang lebih dalam memungkinkan lebih banyak gangue mengalir kembali ke pulp dan dapat meningkatkan mutu, namun jika terlalu dalam atau terlalu stabil, hal ini dapat mengurangi penarikan massa dan pemulihan. Sesuaikan kedalaman buih dengan data pengujian dan tarikan massa, bukan tampilannya saja.

Berapa banyak reagen yang harus ditambahkan?

Dosis harus berasal dari uji coba dan dinyatakan dalam gram per ton pakan kering. Tambahkan reagen secara bertahap dan periksa pH, waktu pengkondisian dan kualitas air. Dosis yang berhasil di satu sirkuit mungkin gagal di sirkuit lain karena mineralogi dan kimia pulp berbeda.

Bisakah mesin flotasi memperbaiki pembebasan yang buruk?

Tidak. Flotasi hanya dapat memisahkan partikel yang cukup terbebas dan memiliki kimia permukaan yang tepat. Jika mineral target terkunci di gangue, sirkuit mungkin memerlukan penggilingan yang lebih halus, langkah penggilingan ulang, atau lembar aliran yang berbeda sebelum kinerja flotasi dapat ditingkatkan.

Apa saja yang harus diperiksa selama perawatan rutin?

Periksa keausan impeller dan stator, pipa udara, bibir pencuci buih, pelapis tangki, komponen penggerak dan katup kontrol. Catat arus motor dan tekanan udara. Penyimpangan mekanis yang kecil dapat mengurangi penyebaran udara dan menyebabkan hilangnya tailing sebelum terlihat di ruang kendali.

Kapan mesin flotasi besar merupakan pilihan yang lebih baik?

Sel yang besar dapat mengurangi jumlah unit, menyederhanakan tata letak, dan menurunkan perhatian operator per unit. Ini paling cocok ketika umpan stabil, sirkuit terkontrol dengan baik dan akses pemeliharaan direncanakan. Hal ini tidak secara otomatis lebih baik untuk setiap tugas, terutama jika fleksibilitas atau seringnya penggantian bijih adalah hal yang penting.