주식 상장축복 속에서
부유선별은 광물 가공 과정에서 물리적, 화학적 차이를 이용하여 가치 있는 광물과 맥석 광물을 능숙하게 분리함으로써 광석의 가치를 극대화합니다. 비철금속, 철금속 또는 비금속 광물 등 어떤 종류의 광물을 다루든 부유선별은 고품질 원자재를 제공하는 데 중요한 역할을 합니다.
1. 부유법
(1) 직접 부유법
직접 부유선광은 슬러리에서 귀중한 광물을 걸러내어 기포에 흡착시켜 표면으로 떠오르게 하고, 맥석 광물은 슬러리에 그대로 두는 것을 말합니다. 이 방법은 비철금속 선광에 매우 중요합니다. 예를 들어, 구리 광석 가공은 파쇄 및 분쇄 과정을 거친 후 부유선광 단계로 넘어가는데, 이때 특정 음이온 포집제를 투입하여 소수성을 변화시켜 구리 광물 표면에 흡착시킵니다. 그러면 소수성 구리 입자가 기포에 부착되어 상승하면서 풍부한 구리를 함유한 거품층을 형성합니다. 이 거품은 구리 광물을 예비 농축하여 포집되며, 이는 추가 정련을 위한 고품질 원료로 사용됩니다.
(2) 역부유
역부유법은 맥석 광물을 부유시키는 동시에 귀중한 광물은 슬러리에 그대로 두는 것을 말합니다. 예를 들어, 석영 불순물이 포함된 철광석을 가공할 때, 음이온 또는 양이온 포집제를 사용하여 슬러리의 화학적 환경을 변화시킵니다. 이렇게 하면 석영의 친수성이 소수성으로 바뀌어 기포에 부착되어 부유하게 됩니다.
(3) 우선부유
광석에 두 가지 이상의 귀중한 성분이 포함되어 있는 경우, 우선 부유선광은 광물 활동도 및 경제적 가치와 같은 요인을 기반으로 순차적으로 분리합니다. 이러한 단계별 부유선광 공정은 각 귀중한 광물을 높은 순도와 회수율로 회수하여 자원 활용도를 극대화합니다.
(4) 벌크 부유
벌크 부유선광은 여러 귀중한 광물을 하나로 처리하여 부유시켜 혼합 정광을 얻은 후, 후속적으로 분리하는 공정입니다. 예를 들어, 구리와 니켈 광물이 밀접하게 결합된 구리-니켈 광석 선광에서, 잔테이트나 티올과 같은 시약을 사용하는 벌크 부유선광은 황화물 구리와 니켈 광물을 동시에 부유시켜 혼합 정광을 형성합니다. 이후 석회나 시안화물 시약을 사용하는 복잡한 분리 공정을 통해 고순도 구리와 니켈 정광을 분리합니다. 이러한 "선수집, 후분리" 방식은 초기 단계에서 귀중한 광물의 손실을 최소화하고 복합 광석의 전반적인 회수율을 크게 향상시킵니다.
2. 부유 공정: 단계별 정밀도
(1) 단계 부유 공정: 증분적 정제
부유선광법에서 단계 부유선광법은 부유선광 과정을 여러 단계로 나누어 복잡한 광석의 처리를 안내합니다.
예를 들어, 2단계 부유선광 공정에서 광석은 거친 분쇄 과정을 거쳐 부분적으로 귀중한 광물을 분리합니다. 1단계 부유선광 단계에서는 이렇게 분리된 광물을 예비 정광으로 회수합니다. 분리되지 않은 나머지 입자는 2단계 분쇄 과정을 거쳐 더욱 미세하게 분쇄한 후, 2단계 부유선광 단계를 거칩니다. 이를 통해 남은 귀중한 광물이 완전히 분리되어 1단계 정광과 결합됩니다. 이 방법은 초기 단계에서 과도한 분쇄를 방지하고, 자원 낭비를 줄이며, 부유선광의 정밀도를 향상시킵니다.
여러 희귀 금속이 단단히 결합된 결정 구조를 가진 광석처럼 더 복잡한 광석의 경우, 3단계 부유 선별 공정을 사용할 수 있습니다. 분쇄 및 부유 선별 단계를 번갈아 진행하면 꼼꼼한 선별이 가능해지고, 각 귀중한 광물이 최대 순도와 회수율로 추출될 수 있어 추가 가공을 위한 탄탄한 기반을 마련합니다.
3. 부유의 핵심 요소
(1) pH 값: 슬러리 산도의 미묘한 균형
슬러리의 pH 값은 부유선별에 중추적인 역할을 하며, 광물 표면 특성과 시약 성능에 지대한 영향을 미칩니다. pH가 광물의 등전점보다 높으면 표면은 음전하를 띠고, 등전점보다 낮으면 표면은 양전하를 띱니다. 이러한 표면 전하 변화는 자석의 인력이나 척력처럼 광물과 시약 사이의 흡착 상호작용을 결정합니다.
예를 들어, 산성 조건에서 황화물 광물은 포집 활성이 향상되어 대상 황화물 광물을 더 쉽게 포집할 수 있습니다. 반대로, 알칼리성 조건에서는 표면 특성을 변화시켜 시약 친화도를 높여 산화물 광물의 부유를 용이하게 합니다.
다양한 광물은 부유선별을 위해 특정 pH 수준이 필요하므로 정밀한 제어가 필요합니다. 예를 들어, 석영과 방해석 혼합물의 부유선별에서는 슬러리 pH를 2~3으로 조정하고 아민 기반 포집제를 사용하여 석영을 우선적으로 부유시킬 수 있습니다. 반대로, 방해석 부유선별은 지방산 기반 포집제를 사용하는 알칼리성 조건에서 유리합니다. 이러한 정밀한 pH 조정은 효율적인 광물 분리에 필수적입니다.
(2) 시약 체제
시약 체계는 시약의 선택, 투여량, 제조 및 첨가를 포함하는 부유 공정을 지배합니다. 시약은 표적 광물 표면에 선택적으로 흡착되어 소수성을 변화시킵니다.
거품제는 슬러리 내 기포를 안정화하고 소수성 입자의 부유를 촉진합니다. 일반적인 거품제로는 소나무 오일과 크레졸 오일이 있으며, 입자 부착에 적합한 안정적이고 크기가 적절한 기포를 형성합니다.
개질제는 광물 표면 특성을 활성화하거나 억제하고 슬러리의 화학적 또는 전기화학적 조건을 조정합니다.
시약 투여량은 정밀해야 합니다. 양이 부족하면 소수성이 감소하여 회수율이 떨어지고, 양이 과도하면 시약이 낭비되고 비용이 증가하며 농축액 품질이 저하됩니다. 다음과 같은 지능형 기기온라인 농도계시약 투여량을 정확하게 제어할 수 있습니다.
시약 첨가 시기와 방법 또한 중요합니다. 슬러리의 화학적 환경을 조기에 준비하기 위해 분쇄 과정에서 조절제, 진정제, 그리고 일부 포집제가 첨가되는 경우가 많습니다. 포집제와 거품제는 일반적으로 중요한 순간에 효과를 극대화하기 위해 첫 번째 부유 탱크에 첨가됩니다.
(3) 통기율
폭기 속도는 미네랄 기포 부착에 최적의 조건을 만들어 부유에 필수적인 요소입니다. 폭기가 부족하면 기포가 너무 적어 충돌 및 부착 기회가 감소하여 부유 성능이 저하됩니다. 폭기가 과도하면 과도한 난류가 발생하여 기포가 깨지고 부착된 입자가 떨어져 나가 효율이 저하됩니다.
엔지니어들은 가스 포집이나 풍속계 기반 기류 측정과 같은 방법을 사용하여 폭기 속도를 미세하게 조정합니다. 굵은 입자의 경우, 더 큰 기포를 생성하기 위해 폭기량을 증가시키면 부유 효율이 향상됩니다. 미세하거나 부유하기 쉬운 입자의 경우, 신중한 조정을 통해 안정적이고 효과적인 부유를 보장합니다.
(4) 부유 시간
부유 시간은 정광 품위와 회수율 사이의 미묘한 균형점이므로 정밀한 보정이 필요합니다. 초기 단계에서는 귀중한 광물이 기포에 빠르게 부착되어 높은 회수율과 정광 품위로 이어집니다.
시간이 지남에 따라 더 가치 있는 광물이 부유함에 따라 맥석 광물도 함께 상승하여 정광 순도를 낮출 수 있습니다. 입자가 거칠고 부유하기 쉬운 광물을 가진 단순 광석의 경우, 부유 시간을 단축하면 정광 품위를 손상시키지 않고도 높은 회수율을 확보할 수 있습니다. 복잡하거나 내화성이 높은 광석의 경우, 미립자 광물이 시약 및 기포와 충분히 상호작용할 수 있도록 부유 시간을 늘려야 합니다. 부유 시간의 동적 조절은 정밀하고 효율적인 부유 기술의 핵심입니다.
게시 시간: 2025년 1월 22일
