نقش توزیع اندازه ذرات در عملکرد فلوکولانت برای فرآوری مواد معدنی

در فرآوری مواد معدنی، استفاده از لخته‌سازها برای بهینه‌سازی فرآیند جداسازی جامد-مایع، که در آن ذرات ریز در خوشه‌های بزرگ‌تری برای افزایش رسوب‌گذاری و بهبود بازیابی مواد معدنی تجمع می‌یابند، بسیار مهم است. با این حال، اثربخشی لخته‌سازها در همه کاربردها یکسان نیست. یکی از مهم‌ترین متغیرهایی که بر عملکرد لخته‌ساز تأثیر می‌گذارد، توزیع اندازه ذرات (PSD) دوغاب معدنی است. درک اینکه چگونه PSD بر فرآیند لخته‌سازی تأثیر می‌گذارد، می‌تواند بین عملیات بسیار کارآمد و عملیاتی مملو از ناکارآمدی و هزینه‌های بالا تفاوت ایجاد کند.

توزیع اندازه ذرات نقشی اساسی در تعیین اینکه فلوکولانت چگونه می تواند ذرات معدنی را جمع کند، ایفا می کند. در هر دوغاب معین، ذرات می توانند از تکه های بسیار ریز تا بزرگتر متغیر باشند و نسبت بین این اندازه ها مستقیماً بر فلوکولانت فرآوری مواد معدنی توانایی تشکیل لخته های پایدار هنگامی که اندازه ذرات خیلی ریز است، ذرات منفرد نسبت به حجم خود سطح بیشتری دارند، که ممکن است برای رسیدن به پوشش کافی به دوز بالاتری از فلوکولانت نیاز داشته باشد. برعکس، ذرات بزرگتر تمایل دارند راحت تر ته نشین شوند و ممکن است به مقدار زیادی لخته کننده نیاز نداشته باشند. چالش زمانی به وجود می آید که یک PSD گسترده با ترکیبی از ذرات ریز و درشت وجود داشته باشد، زیرا فلوکولانت باید به دقت دوز شود تا اطمینان حاصل شود که هر دو انتهای طیف اندازه به اندازه کافی بدون استفاده بیش از حد مورد توجه قرار می گیرند، که می تواند هزینه ها را افزایش دهد.

ذرات ریز که اغلب به آنها "ریزه" گفته می شود، بیشترین مشکل را در لخته سازی دارند. به دلیل اندازه کوچک و بار سطحی بالا، مستعد معلق ماندن در مایع هستند که تجمع آنها را پیچیده می کند. لخته سازها باید این ذرات ریز را به طور موثر پل بزنند، اما هنگامی که PSD به شدت به سمت اندازه های کوچکتر منحرف می شود، نتیجه می تواند سرعت ته نشینی کند و تشکیل لخته های ضعیف و ناپایدار باشد. در چنین مواردی، انتخاب یک لخته‌ساز با وزن مولکولی بالا ممکن است عملکرد را بهبود بخشد، زیرا پل‌های قوی‌تری بین ذرات ایجاد می‌کند و رسوب‌گذاری بهتری را ممکن می‌سازد. با این حال، افزایش سطح ذرات ریز همچنین به این معنی است که مکان‌های فعال بیشتری در معرض قرار می‌گیرند، که اغلب به دوزهای لخته‌ساز بیشتری نیاز دارند، که می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را افزایش دهد و مشکلاتی را در مورد مصرف بیش از حد ایجاد کند و منجر به لجن بیش از حد یا مایع رویی کدر شود.

از سوی دیگر، دوغاب هایی با ذرات عمدتاً بزرگتر از نظر میزان تقاضای کمتری دارند. فلوکولانت فرآوری مواد معدنی استفاده ذرات درشت به طور طبیعی تمایل بیشتری به ته نشین شدن دارند و به لخته‌کننده کمتری برای تقویت تجمع خود نیاز دارند. با این حال، اگر توزیع شامل ذرات بزرگ و ریز باشد، گاهی اوقات ذرات درشت می‌توانند ریزدانه‌ها را در طول ته‌نشینی «جارو» کنند و در نتیجه جدایی ناسازگاری ایجاد می‌کنند. این پدیده به عنوان "ته نشینی مانع" نامیده می شود، که در آن ذرات بزرگتر سریعتر از ذرات ریزتر حرکت می کنند و مناطقی را ایجاد می کنند که در آن لخته ساز به طور کامل مطابق مورد نظر عمل نمی کند. متعادل کردن PSD در چنین حالتی حیاتی می شود و اغلب به استفاده از سیستم های لخته ساز دوگانه یا منعقد کننده ها برای اطمینان از یکنواختی در اندازه لخته و سرعت ته نشینی نیاز دارد.