Флота́ция (фр. flottation, от flotter — плавать) — один из методов обогащения руды, который основан на различии способностей минералов удерживаться на межфазовой поверхности, обусловленный различием в удельных поверхностных энергиях. Гидрофобные (плохо смачиваемые водой) частицы минералов избирательно закрепляются на границе раздела фаз, обычно газа и воды, и отделяются от гидрофильных (хорошо смачиваемых водой) частиц. При флотации пузырьки газа или капли масла прилипают к плохо смачиваемым водой частицам и поднимают их к поверхности.
Флотация применяется также для очистки воды от органических веществ и твёрдых взвесей, разделения смесей, ускорения отстаивания в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и др. отраслях промышленности.
Открытие прачки. Флотация металлов была открыта случайно, когда одна женщина в Денвере (США) решила вымыть мешки из-под руды и применила для этого мыльную воду. В поднявшейся на поверхность пене были обнаружены свинец и цинк.[1]
— Про изобретателей и ученых, 1956
Масло эвкалипта тимолового используют в металлургии для выделения металлов из руд (метод флотации).[2]
— Сергей Стасов, «Эвкалипт», 1969
И уверяю вас ― полная чистота! Даже дождевая вода с терминала не будет в море попадать ― сразу на флотацию, на очистку.[3]
Флотация в научно-популярной прозе и публицистике[править]
Эта исключительная чистота, позволит туруханскому графиту свободно конкурировать на мировом рынке с лучшим из известных аморфных графитов ― мексиканским, который содержит углерода 80 ― 85%. По опытам В. Пазухина содержание углерода в туруханском графите при помощи флотации может быть значительно повышено, и это даст возможность применять его во всех почти отраслях графитовой промышленности, за исключением тигельной.[4]
Фосфоритный песок нужно превратить в фосфоритную муку. Для этого его подают в шаровые мельницы ― бочкообразные громады, заполненные стальными шарами. Потом, чтобы удалить из муки часть балласта и увеличить в ней содержание пятиокиси фосфора, ее смешивают с пенообразующими веществами и некоторыми другими реагентами и направляют на флотацию. Флотация ― это один из наиболее эффективных обогатительных процессов. Смесь измельченного фосфорита, воды и реагентов сбивают в пену сжатым воздухом. Окутанные реагентами частицы фосфорсодержащих минералов выносятся пузырьками воздуха на поверхность, а частицы пустой породы тонут.[5]
— Константин Сеглин, «Щигровские фосфориты», 1965
Бериллиевое сырье имеется во многих странах мира. Наиболее крупные месторождения его находятся в Бразилии и Аргентине. На их долю приходится примерно 60% запасов берилловых руд в капиталистических странах. Значительные запасы бериллиевых руд имеются также в США, ЮАР, Южной Родезии, Индии, Мальгашской республике и Австралии. Вплоть до последнего времени крупнозернистый берилл добывали вручную. В Бразилии таким кустарным способом и сейчас ежегодно добывается до 3 000 тонн концентрата. Лишь недавно были предложены новые методы флотации, позволяющие использовать нерентабельные ранее месторождения мелкозернистого берилла.[6]
— Клара Капустинская, «Бериллий», 1967
Как получают вольфрам. Первая стадия ― обогащение руды, отделение ценных компонентов от основной массы ― «пустой породы». Методы обогащения ― обычные для тяжелых руд и металлов: измельчение и флотация с последующими операциями ― магнитной сепарацией (для вольфрамовых руд) и окислительным обжигом. Полученный концентрат чаще всего спекают с избытком соды, чтобы перевести вольфрам в растворимое соединение ― вольфрамат натрия.[7]
Получение меди ― многоступенчатый процесс. В первую очередь руду дробят, а затем подвергают флотации. Во флотационных машинах измельченная руда смешивается с водой, в которую заранее введены специальные добавки ― флотоагенты. Сюда же подается воздух. Образуется пенящаяся пульпа. Зерна минералов, содержащие металлы и плохо смачиваемые водой, прилипают к пузырькам воздуха и всплывают на поверхность, а пустая порода оседает на дно. Умелым подбором реагентов можно еще при флотации частично отделить собственно медную руду от соединений других металлов. Так, добавка цианидов и цинкового купороса уменьшает флотируемость (от английского float ― «плавать») сернистого цинка ― частого спутника меди в сульфидных рудах. Добавка извести позволяет «утопить» часть железосодержащего пирита. Сульфиды железа присутствуют в большинстве медных руд. Первая в СССР обогатительная фабрика для флотации медной руды была построена в 1929 году в Казахстане. В результате флотационного обогащения получается концентрат, который поступает в медеплавильные печи.[8]
Значительную часть природных калийных солей перерабатывают в технический продукт ― хлористый калий с содержанием К2О 50-62%. Из сильвинита хлористый калий получают методами галургии или флотации. Первый основан на различной растворимости KCl и NaCl в воде при повышенных температурах. Второй ― на разной смачиваемости этих веществ. Первый метод используется шире. При нормальной температуре растворимость хлоридов калия и натрия почти одинакова.[9]
— Павел Иванов, «Калий», 1968
Смачивание используется при флотационном обогащении руд. Слово «флотация» значит «всплывание». Сущность явления состоит в следующем. Тонко измельченную руду загружают в чан с водой, туда добавляют небольшое количество специального масла, которое должно. обладать свойством смачивать крупинки полезного ископаемого и не смачивать крупинки «пустой породы» (так называют ненужную часть руды). При перемешивании крупинки полезного ископаемого обволакиваются маслянистой пленкой. В черную кашу из руды воды и масла вдувается воздух. Образуется множество мелких пузырьков воздуха ― пена. Пузырьки воздуха всплывают. Процесс флотации основан на том, что покрытые маслом крупинки цепляются за воздушные пузырьки Крупный пузырек выносит крупинку вверх, как воздушный шар. Полезное ископаемое переходит в пену на поверхность. Пустая порода остается на дне. Пену снимают и направляют в дальнейшую обработку для получения так называемого «концентрата», который содержит в десятки раз меньшую долю пустой породы.[10]
Советские ученые продолжают изучать свойства омагниченной воды. В Институте горного дела профессор В. Классен руководит работой по усовершенствованию флотации (обогащения) руд. На помощь приходят магниты. Используя омагниченную воду, удается повысить КПД флотации медных, свинцовых и фосфорных руд от двадцати до пятидесяти процентов. «Облагороженная» магнитом жидкость приобретает все большую известность. <...> Отмечается, что после такой «магнитной обработки ускоряются процессы кристаллизации растворенных в воде веществ, адсорбции, изменяется смачивающая способность воды и др. Хотя теоретическое объяснение этих явлений пока отсутствует, они уже находят широкое практическое применение для предотвращения образования накипи в паровых котлах, для улучшения процессов флотации, очистки воды от взвеси и др.[11]
Мыльная пена освоила и другие «профессии». Например, её используют при добыче минеральной руды, чтобы отделить полезный минерал от пустой породы. Такой метод называют флотацией. Пену применяют при бурении скважин, при тушении пожаров, для удаления разлившейся нефти.[12]
— Алексей Ефремкин, «Лёгкая, как воздух, жидкая, как вода», 2008
В качестве примера рассмотрим механизм депрессирующего действия цинкового купороса на флотацию сульфидных минералов цинка. Цинковый купорос (обычно в сочетании с содой, едким натром, сульфитом или цианидом) применяется для депрессии сфалерита при флотации свинцово-цинковых, свинцово-медных, медно-цинковых и свинцово-медных руд. <...>
Чаще цинковый купорос и цианид подают непосредственно в основную свинцово-медную флотацию. Поскольку повышенный расход цинкового купороса может вызвать понижение флотируемости сульфидов свинца, то дробная дозировка данного реагента в таких случаях позволяет улучшить показатели селективной флотации, повысить качество концентрата и извлечение в него свинца.[13]
— Александр Абрамов, Глава XI. «Обоснование закономерностей депрессирующего действия реагентов...», 2012
Позвонила Инна Лиснянская, я поехал к ней и Липкину. Инна встретила меня очень нежно, расцеловались… Книг у них не предвидится: им не предлагают, они сами не ходят и не хотят. Все, что до сих пор было напечатано в журналах, ― это по инициативе журналов. «Противно ходить, ― сказал Липкин. ― У меня тяжелый опыт. Моя первая книга вышла, когда мне было 56 лет». Сейчас оба переводят Кайсына Кулиева: нужны деньги…
― Когда я пишу стихи, ― сказал Липкин, ― у меня хорошее настроение, а сейчас я перевожу, у меня тоска. Я перестал флотировать ― знаете этот химический термин? Когда обогащают руду, доводят в ней содержание нужного металла с 30 до 60 ― 70%, этот процесс называется флотацией. Раньше он мне давался легко, а сейчас я перевожу, лишь бы имело вид. Но это не съедобно…[14]
— Марк Харитонов, Стенография конца века. Из дневниковых записей, 1988
Флотация в беллетристике и художественной литературе[править]
Электрофлотационная машина
В ёмкостях и анализ будет производиться, и отмер. А вот там, где сейчас УКПР отплывает, ― терминал будет, танкеры станут подходить. И уверяю вас ― полная чистота! Даже дождевая вода с терминала не будет в море попадать ― сразу на флотацию, на очистку. Лебеди будут плавать ― уверяю вас! У меня на таллинском терминале ― плавают![3]
.svg){kind=logo}
