Aktivator

In Flotationskreisläufen ist ein Aktivator eine lösliche chemische Verbindung, die auf Mineralbrei aufgebracht wird, um die Oberflächeneigenschaften von andernfalls unreaktiven Mineralien zu verändern und sie hydrophob genug zu machen, um an Luftblasen zu haften und zu flotieren. Die meisten Mineralien treffen in der Flotationszelle mit Oberflächen ein, die mit Oxidationsschichten, Bergemineralpartikeln oder Konditionierungsmitteln beschichtet sind, die Kollektormoleküle daran hindern, zu haften. Der Aktivator durchbricht oder verändert diese Barriere und schafft eine reaktive Stelle, an der der Kollektor wirken kann.

Die gebräuchlichsten Aktivatoren sind Metallsulfate und Hydroxide. Kupfersulfat (CuSO₄) aktiviert Sphalerit (Zinkblende), indem es einen dünnen Film aus Kupfersulfid auf der Mineraloberfläche ablagert; dieser Film nimmt dann den Kollektor auf, typischerweise Xanthat. Kalk (CaO oder Ca(OH)₂) fungiert als Aktivator in umgekehrter Wirkung, indem er den pH-Wert erhöht, um unerwünschte Mineralien zu deaktivieren und gleichzeitig Zielmineralien reaktiv zu halten. Natriumkarbonat und Natriumsilikat dienen in einigen Kreisläufen als Aktivatoren, indem sie gleichzeitig die Ionenstärke und den pH-Wert einstellen.

Die Dosierung ist entscheidend und liegt normalerweise im Bereich von 10 bis 200 Gramm pro Tonne Erz, je nach Mineraltyp, Mineralbefreiung und Breizusammensetzung. Zu wenig Aktivator hinterlässt die Mineraloberfläche unreaktiv; zu viel verschwendet Geld und kann konkurrierende Effekte erzeugen, bei denen mehrere Mineralien gleichzeitig aktivieren und die Selektivität verringern. Der Aktivator wird typischerweise als verdünnte Lösung vor dem Kollektor zugegeben, manchmal im Konditionierungsbecken vor der Flotation, um Zeit für die Oberflächenreaktion zu lassen, bevor die Luftsprudler beginnen.

Aktivatoren haben Schwierigkeiten, wenn die Mineraloberfläche stark oxidiert ist oder wenn feine Tone die Zielpartikel überlagern. Temperatur, pH-Wert und Ionenzusammensetzung des Mahlwassers beeinflussen alle die Aktivatorleistung. In Betrieben, die Prozesswasser recyceln, können sich angesammelte Salze und gelöste Metalle auf unvorhersehbare Weise aktivierend oder hemmend auswirken. Die Betreibersteuerung der Aktivatorzugabe, besonders in Hochleistungsmühlen, ist oft manuell und inkonsistent, was zu Flotationsinstabilität führt, die fälschlicherweise auf Erzgradabweichungen zurückgeführt wird.

Der Begriff Aktivator leitet sich von seiner Funktion ab: Er aktiviert eine ruhende oder passive Oberfläche. In älterer Literatur wird er manchmal Depressant genannt, wenn die Chemikalie unerwünschte Mineralien stattdessen unterdrückt, obwohl moderne Verwendung zwischen beiden unterscheidet. Das Verständnis des Aktivators als Teil einer dreistufigen Oberflächenchemie-Abfolge, Konditionierung, Aktivierung und Erfassung, verdeutlicht, warum Flotationskreisläufe sorgfältige Kontrolle aller drei erfordern, nicht nur des Kollektors.