Vaahdotus perustuu mineraalien fysikaalisiin ominaisuuksiin ja pinta-aktiivisuuteen. Tietyillä mineraaleilla on taipumus hylkiä vettä ja sitoutua öljyihin, toiset taas viihtyvät paremmin veden seurassa. Vaahdotuksessa tätä hyödynnetään siten, että rikastettavan aineen ja veden seokseen puhalletaan ilmakuplia, joihin rikastettavat mineraalit tarttuvat, ja kuplien noustessa pintaan kehkeytyy vaahdotusastian pintaan mineraalipitoinen vaahto, joka kuoritaan talteen ja kuivataan. Käänteisessä vaahdotuksessa talteen otetaan vaahdotusastian pohjalle kertyvä sakka. Vaahdottumisen tehostamiseksi voidaan käyttää erilaisia vaahdotuskemikaaleja. Vaahdotus on suosittu rikastusmenetelmä muun muassa sulfidimalmeille. Käänteistä vaahdotusta käytetään esimerkiksi kalkkikiven rikastuksessa. Vaahdotuksen avulla rikastetaan pieniä mineraalirakeita lietteessä siten, että tietyn mineraalin osaset saatetaan kiinnittymään lietteessä synnytettyihin ilmakupliin toisten rakeiden jäädessä niihin tarttumatta:
- Se mineraali tai ne mineraalit, jotka tarttuvat ilmakupliin, nousevat kuplien mukana ylöspäin, kerääntyvät vaahtona lietteen pinnalle ja poistuvat vaahdon mukana vaahdotuslaitteesta rikasteena.
- Se mineraali tai ne mineraalit, jotka eivät tartu ilmakupliin, jäävät lietteeseen ja poistuvat laitteesta sen mukana. Liete sisältää useimmiten arvottoman aineosan, ja sitä kutsutaan jätteeksi tai rikastushiekaksi.
Aluksi kaikkia mineraalipintoja peittää epäorgaaninen, polaarinen (varauksellinen) ja hydratoinut (pinnalla vesimolekyylejä) pintakerros. Kaikki mineraalirakeet ovat hydrofiilisiä, ne kostuvat eivätkä tartu ilmakupliin. Ilmakupla ponnahtaa tällaiselta mineraalipinnalta samalla tavalla kuin kumipallo lattialta, jolloin vaahdotus ei ole mahdollista.
Työn tarkoituksena on tutustua laboratoriomittakaavaiseen vaahdotuskoneeseen ja vaahdotustapahtumaan.
Työssä käytettävät laitteet ja välineet:
- Vaahdotuskone.
- Hienoksi jauhettua vuolukiveä.
- Vaahdotusreagenssia (esim Dowfroth).
- Erlenmeyr letkuliitännällä.
- Suppilo.
- Suodatinpaperi.
- Imuletku.
- Vaahdotuskoneen kenno.
- Lasta jolla kaavitaan vaahtoa astioihin.
- Lämpökaappi.
- Seula.
- Murskain.
- Kuulamylly.
Työn suoritus:
1. Tutustu käytössäsi olevaan vaahdotuslaitteistoon.
2. Valmista annetusta vaahdotteesta 100 ml 1%-liuosta (1 g vaahdotetta 100ml mittapulloon ja vettä merkkiin saakka.
3. Punnitaan n.300 g vuolukivijauhetta.
4. Vuolukivijauhe siirretään vaahdotuskennoon.
5. Kennoon lisätään vettä niin paljon, että sekoituksen kierrosluvun ollessa 2100 kierrosta minuutissa nestepinta on noin 1cm kennon yläreunasta.
6. Kennoon lisätään vaahdotetta (Dowfroth) 50 g/t.
7. Vaahdotus aloitetaan avaamalla ilmansyöttöventtiili ja samalla käynnistetään kello.
8. Rikasteet otetaan talteen kaapimalla vaahtoa sopivalla lastalla.
9. Vaahtoa kerätään:
ensimmäiseen astiaan aikavälillä 0-1 min (rikaste 1)
toiseen astiaan aikavälillä 1-3 min (rikaste 2)
kolmanteen astiaan aikavälillä 3-6 min (rikaste 3)
neljänteen astiaan aikavälillä 6-12 min (rikaste 4)
10. Saadut tuotteet eli vaahtona saadut rikasteet (4 kpl) ja kennoon jäänyt jäte, suodatetaan ja kuivataan lämpökaapissa (80 asteessa) yön yli.
11. Kuivat tuotteet punnitaan.
Kuulamylly jolla murskattu ja seulottu vuolukivi jauhettiin hienoksi.
Seula jolla murskattu vuolukivi seulottiin.
Vaahdotuskone ja kenno.
Jätteen suodatusta.
Talkkipitoisuuden määritys
Vaahdotustuotetta ja alkuperäistä syötteestä punnitaan 5g:n näytteet pieniin posliiniupokkaisiin. Näytteitä hehkutetaan 900 celsius-asteessa puoli tuntia, minkä jälkeen upokkaat nostetaan jäähtymään eksikaattoriin. Jäähtyneet näytteet punnitaan uudelleen. Massan häviöprosentin perusteella saadaan liitteenä olevan taulukon perusteella määrättyä talkkimäärä (%).
- Se mineraali tai ne mineraalit, jotka tarttuvat ilmakupliin, nousevat kuplien mukana ylöspäin, kerääntyvät vaahtona lietteen pinnalle ja poistuvat vaahdon mukana vaahdotuslaitteesta rikasteena.
- Se mineraali tai ne mineraalit, jotka eivät tartu ilmakupliin, jäävät lietteeseen ja poistuvat laitteesta sen mukana. Liete sisältää useimmiten arvottoman aineosan, ja sitä kutsutaan jätteeksi tai rikastushiekaksi.
Aluksi kaikkia mineraalipintoja peittää epäorgaaninen, polaarinen (varauksellinen) ja hydratoinut (pinnalla vesimolekyylejä) pintakerros. Kaikki mineraalirakeet ovat hydrofiilisiä, ne kostuvat eivätkä tartu ilmakupliin. Ilmakupla ponnahtaa tällaiselta mineraalipinnalta samalla tavalla kuin kumipallo lattialta, jolloin vaahdotus ei ole mahdollista.
Työn tarkoituksena on tutustua laboratoriomittakaavaiseen vaahdotuskoneeseen ja vaahdotustapahtumaan.
Työssä käytettävät laitteet ja välineet:
- Vaahdotuskone.
- Hienoksi jauhettua vuolukiveä.
- Vaahdotusreagenssia (esim Dowfroth).
- Erlenmeyr letkuliitännällä.
- Suppilo.
- Suodatinpaperi.
- Imuletku.
- Vaahdotuskoneen kenno.
- Lasta jolla kaavitaan vaahtoa astioihin.
- Lämpökaappi.
- Seula.
- Murskain.
- Kuulamylly.
Työn suoritus:
1. Tutustu käytössäsi olevaan vaahdotuslaitteistoon.
2. Valmista annetusta vaahdotteesta 100 ml 1%-liuosta (1 g vaahdotetta 100ml mittapulloon ja vettä merkkiin saakka.
3. Punnitaan n.300 g vuolukivijauhetta.
4. Vuolukivijauhe siirretään vaahdotuskennoon.
5. Kennoon lisätään vettä niin paljon, että sekoituksen kierrosluvun ollessa 2100 kierrosta minuutissa nestepinta on noin 1cm kennon yläreunasta.
6. Kennoon lisätään vaahdotetta (Dowfroth) 50 g/t.
7. Vaahdotus aloitetaan avaamalla ilmansyöttöventtiili ja samalla käynnistetään kello.
8. Rikasteet otetaan talteen kaapimalla vaahtoa sopivalla lastalla.
9. Vaahtoa kerätään:
ensimmäiseen astiaan aikavälillä 0-1 min (rikaste 1)
toiseen astiaan aikavälillä 1-3 min (rikaste 2)
kolmanteen astiaan aikavälillä 3-6 min (rikaste 3)
neljänteen astiaan aikavälillä 6-12 min (rikaste 4)
10. Saadut tuotteet eli vaahtona saadut rikasteet (4 kpl) ja kennoon jäänyt jäte, suodatetaan ja kuivataan lämpökaapissa (80 asteessa) yön yli.
11. Kuivat tuotteet punnitaan.
Kuulamylly jolla murskattu ja seulottu vuolukivi jauhettiin hienoksi.
Seula jolla murskattu vuolukivi seulottiin.
Vaahdotuskone ja kenno.
Jätteen suodatusta.
Talkkipitoisuuden määritys
Vaahdotustuotetta ja alkuperäistä syötteestä punnitaan 5g:n näytteet pieniin posliiniupokkaisiin. Näytteitä hehkutetaan 900 celsius-asteessa puoli tuntia, minkä jälkeen upokkaat nostetaan jäähtymään eksikaattoriin. Jäähtyneet näytteet punnitaan uudelleen. Massan häviöprosentin perusteella saadaan liitteenä olevan taulukon perusteella määrättyä talkkimäärä (%).
Tuote
|
Upokkaaseen punnittu näyte ennen hehkutusta (g)
|
Upokkaaseen punnittu näyte hehkutuksen jälkeen (g)
|
Häviöprosentti
|
Talkkipitoisuus %
|
Rikaste
|
16,0137
|
15,7305
|
1,768%
|
90,7%
|
Jäte
|
30,0203
|
27,6614
|
47,131%
|
5,6%
|
Rikasteessa olevan talkin määrä: 4,2854843g
Jätteessä olevan talkin määrä: 0,1320984g
Talkkipitoisuus kasvaa rikasteen vaahdotusajan kasvaessa.
