Пенная флотация
Пенная флотация представляет собой процесс селективного отделения гидрофобных материалов от гидрофильных . Он используется в промышленности по переработке полезных ископаемых, переработке бумаги и очистке сточных вод. Исторически это было впервые использовано в горнодобывающей промышленности, где это было одной из самых передовых технологий 20-го века. Он был описан как «самая важная операция, используемая для извлечения и обогащения сульфидных руд ». [1] Развитие пенной флотации улучшило извлечение ценных минералов , таких как медь и свинец .-содержащие полезные ископаемые. Наряду с механизированной добычей это позволило экономически выгодно извлекать ценные металлы из руды с гораздо более низким содержанием, чем раньше.
Описания использования процесса флотации были найдены в древнегреческой и персидской литературе, что свидетельствует о его древности. [2] В конце 19 века основы процесса были обнаружены в ходе медленной эволюционной фазы. В течение первого десятилетия 20-го века более быстрое исследование масел, пены и перемешивания привело к проверенным применениям на рабочем месте, особенно в Брокен-Хилле, Австралия, которые привели к технологическим инновациям, известным как «пенная флотация». В начале 20 века пенная флотация произвела революцию в переработке полезных ископаемых. [3]
Первоначально природные химические вещества, такие как жирные кислоты и масла, использовались в качестве флотационных реагентов в больших количествах для повышения гидрофобности ценных минералов. С тех пор этот процесс был адаптирован и применен к широкому спектру разделяемых материалов, а для различных применений были приняты дополнительные собирающие агенты, включая поверхностно- активные вещества и синтетические соединения. [4]
Англичанин Уильям Хейнс запатентовал в 1860 году процесс разделения сульфидных и пустых минералов с использованием нефти. Более поздние авторы указывали на патент Хейнса как на первый патент на «объемную нефтяную флотацию», хотя нет никаких доказательств того, что он проходил полевые испытания или использовался в коммерческих целях. В 1877 году братья Бессель (Адольф и Август) из Дрездена, Германия, представили свой коммерчески успешный процесс масляной и пенной флотации для извлечения графита , который некоторые считают корнем пенной флотации. [5] Однако процесс Бесселя стал неэкономичным после открытия высококачественного графита в Шри-Ланке и был в значительной степени забыт. [6]
Изобретатель Езекия Брэдфорд из Филадельфии изобрел «метод экономии плавучего материала при разделении руды» и 20 июля 1886 года получил патент США № 345951 . в угольной промышленности в 1893 г. [8] Его «шайба Брэдфорда», запатентованная в 1870 г., использовалась для концентрирования железной, медной и свинцово-цинковой руды по удельному весу, [9] но теряла часть металла при всплытии в процессе обогащения. Патент 1886 года должен был уловить этот «поплавок» с использованием поверхностного натяжения, первый из патентов на процесс поверхностной флотации, который затмил пенную флотацию [10] .
24 августа 1886 года Кэрри Эверсон получила патент на свой процесс, требующий использования нефти, а также кислоты или соли, что стало важным шагом в эволюции истории процесса. К 1890 году испытания процесса Эверсона были проведены в Джорджтауне и Сильвер-Клиффе, штат Колорадо, и в Бейкере, штат Орегон. Она отказалась от работы после смерти мужа и до того, как усовершенствовала коммерчески успешный процесс. Позже, в разгар юридических споров по поводу действительности различных патентов в 1910-х годах, патент Эверсона часто указывался как первоначальный патент на флот, что означало бы, что более поздние участники снова не могут запатентовать этот процесс. Историк Дон Буньяк недавно прояснил большую путаницу. [11]
