Vai trò của phân bố kích thước hạt trong hiệu suất keo tụ trong chế biến khoáng sản

Trong chế biến khoáng sản, việc sử dụng chất keo tụ là rất quan trọng để tối ưu hóa quá trình tách chất lỏng-rắn, trong đó các hạt mịn được tập hợp thành các cụm lớn hơn để tăng cường quá trình lắng và cải thiện khả năng thu hồi khoáng sản. Tuy nhiên, hiệu quả của chất keo tụ không đồng đều trên tất cả các ứng dụng. Một trong những biến quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất keo tụ là sự phân bố kích thước hạt (PSD) của bùn khoáng. Hiểu cách PSD ảnh hưởng đến quá trình keo tụ có thể tạo ra sự khác biệt giữa hoạt động hiệu quả cao và hoạt động kém hiệu quả và chi phí cao.

Sự phân bố kích thước hạt đóng vai trò then chốt trong việc xác định chất keo tụ có thể tổng hợp các hạt khoáng tốt đến mức nào. Trong bất kỳ loại bùn nhất định nào, các hạt có thể nằm trong khoảng từ siêu mịn đến khối lớn hơn và tỷ lệ giữa các kích thước này ảnh hưởng trực tiếp đến Chất keo tụ chế biến khoáng sản khả năng hình thành các bông cặn ổn định. Khi kích thước hạt quá mịn, các hạt riêng lẻ có diện tích bề mặt lớn hơn so với thể tích của chúng, điều này có thể cần liều lượng chất keo tụ cao hơn để đạt được độ che phủ vừa đủ. Ngược lại, các hạt lớn hơn có xu hướng lắng dễ dàng hơn và có thể không cần nhiều chất keo tụ. Thách thức nảy sinh khi có PSD rộng, với sự kết hợp của các hạt mịn và thô, vì chất keo tụ cần được định lượng cẩn thận để đảm bảo rằng cả hai đầu của phổ kích thước đều được giải quyết thỏa đáng mà không bị lạm dụng, điều này có thể làm tăng chi phí.

Các hạt mịn, thường được gọi là "hạt mịn", gây khó khăn nhất trong quá trình keo tụ. Do kích thước nhỏ và điện tích bề mặt cao, chúng dễ bị lơ lửng trong chất lỏng, điều này làm phức tạp quá trình kết tụ của chúng. Chất keo tụ phải kết nối các hạt mịn này một cách hiệu quả, nhưng khi PSD bị lệch nhiều về kích thước nhỏ hơn, kết quả có thể là tốc độ lắng chậm và hình thành các khối keo tụ yếu, không ổn định. Trong những trường hợp như vậy, việc lựa chọn chất keo tụ có trọng lượng phân tử cao có thể cải thiện hiệu suất vì chúng có xu hướng tạo ra cầu nối chắc chắn hơn giữa các hạt, tạo điều kiện cho quá trình lắng tốt hơn. Tuy nhiên, diện tích bề mặt tăng lên của các hạt mịn cũng có nghĩa là có nhiều vị trí hoạt động hơn bị lộ ra, thường đòi hỏi liều lượng chất keo tụ cao hơn, điều này có thể làm tăng chi phí vận hành và tạo ra các vấn đề về sử dụng quá liều, dẫn đến quá nhiều bùn hoặc chất nổi phía trên bị đục.

Mặt khác, bùn có chủ yếu là các hạt lớn hơn sẽ ít đòi hỏi hơn về mặt Chất keo tụ chế biến khoáng sản cách sử dụng. Các hạt thô có xu hướng lắng xuống một cách tự nhiên hơn, đòi hỏi ít chất keo tụ hơn để thúc đẩy sự kết tụ của chúng. Tuy nhiên, nếu sự phân bố bao gồm cả hạt lớn và hạt mịn, thì các hạt thô đôi khi có thể "quét" các hạt mịn xuống trong quá trình lắng, dẫn đến sự phân tách không nhất quán. Hiện tượng này được gọi là “lắng đọng bị cản trở”, trong đó các hạt lớn hơn di chuyển nhanh hơn các hạt mịn hơn, tạo ra các vùng mà chất keo tụ không hoạt động đầy đủ như dự kiến. Cân bằng PSD trong trường hợp như vậy trở nên quan trọng, thường đòi hỏi phải sử dụng hệ thống keo tụ kép hoặc chất keo tụ để đảm bảo tính đồng nhất về kích thước keo tụ và tốc độ lắng.