Hiukkaskokojakauman rooli flokkulointiaineen suorituskyvyssä mineraalien käsittelyssä
Mineraalien prosessoinnissa flokkulointiaineiden käyttö on ratkaisevan tärkeää kiintoaine-neste-erotusprosessin optimoinnissa, jossa hienojakoiset hiukkaset aggregoidaan suuremmiksi klustereiksi, mikä tehostaa sedimentaatiota ja parantaa mineraalien talteenottoa. Flokkulointiaineiden tehokkuus ei kuitenkaan ole tasaista kaikissa sovelluksissa. Yksi kriittisimmistä flokkulanttien suorituskykyyn vaikuttavista muuttujista on mineraalilietteen hiukkaskokojakauma (PSD). PSD:n vaikutuksen flokkulaatioprosessiin ymmärtäminen voi tehdä eron erittäin tehokkaan toiminnan ja tehottomuutta ja korkeita kustannuksia sisältävän toiminnan välillä.
Hiukkaskokojakaumalla on keskeinen rooli määritettäessä, kuinka hyvin flokkulointiaine voi aggregoida mineraalipartikkeleita. Missä tahansa lietteessa hiukkaset voivat vaihdella erittäin hienoista suurempiin paloihin, ja näiden kokojen välinen suhde vaikuttaa suoraan Mineraalien käsittely flokkulanti kyky muodostaa stabiileja flokkeja. Kun hiukkaskoko on liian hieno, yksittäisillä hiukkasilla on suurempi pinta-ala suhteessa niiden tilavuuteen, mikä saattaa vaatia suuremman annoksen flokkulanttia riittävän peittävyyden saavuttamiseksi. Sitä vastoin suuremmilla hiukkasilla on taipumus laskeutua helpommin eivätkä välttämättä vaadi yhtä paljon flokkulointiainetta. Haaste syntyy, kun on olemassa laaja PSD, jossa on sekoitus hienoja ja karkeita hiukkasia, koska flokkulantia on annosteltava huolellisesti, jotta varmistetaan, että kokospektrin molemmat päät käsitellään asianmukaisesti ilman liikakäyttöä, mikä voi nostaa kustannuksia.
Hienot hiukkaset, joita usein kutsutaan "hienoksiksi", ovat vaikeimpia flokkulaatiossa. Pienen kokonsa ja korkean pintavarauksensa vuoksi ne ovat alttiita jäämään suspendoituneeksi nesteeseen, mikä vaikeuttaa niiden aggregoitumista. Flokkulointiaineiden on silloitettava nämä hienot hiukkaset tehokkaasti, mutta kun PSD on vinossa voimakkaasti kohti pienempiä kokoja, seurauksena voi olla hidas laskeutumisnopeus ja heikkojen, epästabiilien hiukkasten muodostuminen. Tällaisissa tapauksissa korkean molekyylipainon flokkulantin valitseminen voi parantaa suorituskykyä, koska niillä on taipumus luoda vahvempia siltoja hiukkasten välille, mikä mahdollistaa paremman sedimentaation. Pienhiukkasten lisääntynyt pinta-ala tarkoittaa kuitenkin myös sitä, että aktiivisemmat kohdat paljastuvat, mikä vaatii usein suurempia flokkulointiaineannoksia, mikä voi nostaa käyttökustannuksia ja aiheuttaa yliannostusongelmia, mikä johtaa liialliseen lieteeseen tai sameaan supernatanttiin.
Toisaalta lietteet, joissa on pääasiassa suurempia hiukkasia, ovat vähemmän vaativia Mineraalien käsittely flokkulantti käyttö. Karkeat hiukkaset ovat luonnollisesti taipuvaisempia laskeutumaan, mikä vaatii vähemmän flokkulointiainetta edistämään niiden aggregoitumista. Kuitenkin, jos jakauma sisältää sekä suuria että hienoja hiukkasia, karkeat hiukkaset voivat joskus "lakkaista" hienojakoisia hiukkasia alas sedimentaation aikana, mikä johtaa epäjohdonmukaiseen erottumiseen. Tätä ilmiötä kutsutaan "estetyksi laskeutumiseksi", jossa suuremmat hiukkaset liikkuvat nopeammin kuin hienommat, luoden vyöhykkeitä, joissa flokkulantti ei toimi täysin tarkoitetulla tavalla. PSD:n tasapainottaminen tällaisessa tapauksessa tulee elintärkeäksi, mikä vaatii usein kahden flokkulanttijärjestelmän tai koagulanttien käyttöä höytäleiden koon ja laskeutumisnopeuden tasaisuuden varmistamiseksi.
