کلکتورها نقش مهمی در فرآیند فلوتاسیون برای جداسازی مواد معدنی ایفا می‌کنند. این مواد با تغییر خواص سطحی کانی‌ها، باعث آبگریز شدن کانی مورد نظر و چسبیدن آن به حباب‌های هوا می‌شوند. در ادامه به بررسی انواع و مصرف کلکتورها در صنایع معدنی می‌پردازیم:
کلکتورها بر اساس ساختار شیمیایی و یونیزاسیون در آب به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند:
- کلکتورهای تیولی:
- این کلکتورها حاوی گروه تیول (-SH) هستند و برای فلوتاسیون سولفیدهای فلزی مانند مس، سرب، روی و نیکل استفاده می‌شوند.
- مثال: زانتات‌ها، دی‌تیوفسفات‌ها و مرکاپتان‌ها.
- کلکتورهای آنیونی:
- این کلکتورها در محلول آبی به صورت آنیون یونیزه می‌شوند و برای فلوتاسیون کانی‌های اکسیدی و سیلیکاتی مانند آهن، فسفات و فلدسپار استفاده می‌شوند.
- مثال: اسیدهای چرب، صابون‌ها و آلکیل سولفات‌ها.
- کلکتورهای کاتیونی:
- این کلکتورها در محلول آبی به صورت کاتیون یونیزه می‌شوند و برای فلوتاسیون کانی‌های با بار منفی مانند کوارتز و سیلیکا استفاده می‌شوند.
- مثال: آمین‌های چرب و نمک‌های آمونیوم چهار تایی.
کلکتورهای زانتات در صنایع معدنی
زانتات‌ها یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین کلکتورها در فلوتاسیون سولفیدهای فلزی هستند. این ترکیبات آلی حاوی گروه‌های گوگرد و اکسیژن هستند و با ایجاد پیوند شیمیایی با سطح کانی‌های سولفیدی، آنها را آبگریز می‌کنند.
ساختار زانتات‌ها
زانتات‌ها نمک‌های اسید زانتیک هستند و فرمول عمومی آنها به صورت ROCSSMe است که در آن:
- R یک گروه آلکیل (مانند اتیل، پروپیل، بوتیل و آمیل) است.
- Me یک فلز قلیایی (مانند سدیم یا پتاسیم) است.
انواع زانتات‌ها
- زانتات اتیل: برای فلوتاسیون سولفیدهای مس، سرب و روی در pH قلیایی.
- زانتات پروپیل: برای فلوتاسیون سولفیدهای مس و روی در pH خنثی تا قلیایی.
- زانتات بوتیل: برای فلوتاسیون سولفیدهای مس و روی در pH اسیدی تا خنثی.
- زانتات آمیل: برای فلوتاسیون سولفیدهای مس و روی در pH اسیدی.
از مزایای استفاده از کولکتورهای پتاسیم یا سدیم زانتات‌ها
- قدرت جمع‌آوری بالا: زانتات‌ها به خوبی به سطح کانی‌های سولفیدی می‌چسبند و آنها را آبگریز می‌کنند.
- گزینش‌پذیری خوب: زانتات‌ها می‌توانند به طور گزینشی به کانی‌های سولفیدی خاصی متصل شوند.
- قیمت مناسب: زانتات‌ها نسبت به برخی کلکتورهای دیگر قیمت مناسب‌تری دارند.
معایب زانتات‌ها
- سمیت: زانتات‌ها می‌توانند برای سلامتی انسان و محیط زیست مضر باشند.
- ناپایداری: زانتات‌ها در محیط‌های اسیدی ناپایدار هستند و تجزیه می‌شوند.
نکات مهم در استفاده از زانتات‌ها
- pH مناسب: pH پالپ باید در محدوده مناسب برای نوع زانتات باشد.
- غلظت مناسب: غلظت زانتات باید بهینه باشد تا جمع‌آوری بهینه انجام شود.
- زمان تماس مناسب: زمان تماس زانتات با پالپ باید کافی باشد تا به سطح کانی متصل شود.
- ایمنی: در هنگام استفاده از زانتات‌ها باید نکات ایمنی رعایت شود.
مثال‌هایی از کاربرد زانتات‌ها در صنایع معدنی
- زانتات اتیل سدیم: برای فلوتاسیون سولفیدهای مس، سرب و روی در pH قلیایی (۸-۱۲).
- زانتات پروپیل پتاسیم: برای فلوتاسیون سولفیدهای مس و روی در pH خنثی تا قلیایی (۷-۱۱).
- زانتات بوتیل سدیم: برای فلوتاسیون سولفیدهای مس و روی در pH اسیدی تا خنثی (۵-۹).