ما هو الفصل المعدني الكيماوي؟
تُعد الطرق الفيزيائية في الفصل المعدني رخيصة الثمن وتكون ذات تطبيق سهل وسريع الاستعمال عما هي عليه في الفصل الكيميائي، ففي حال فشلت طرق الفصل الفيزيائي فإن السبب في هذا يرجع إلى عدم قدرة وكفاءة عمليات تحرير المعادن من المواد الرابطة أو الصخور والجزيئات العقيمة والفضلات المرتبطة فيها، وعندما تصادف عمليات الفصل الفيزيائي تواجد جزيئات معدنية صغيرة جداً أو وجود تشابه في بعض الصفات الفيزيائية عندئذ يتم الرجوع إلى استعمال طرق الفصل الكيميائية التي تقوم بالاعتماد على وجود اختلافات في الصفات والخصائص الكيميائية للمعادن.
أغلب المعادن المتشكلة من مواد بلورية أيونية (البناء البلوري للتركيب المعدني)، فمن من الممكن اعتبار هذا التركيب البلوري المعدني إما أن يكون سالب الشحنة أو أن يكون مرتبطاً مع بعضها البعض من خلال عملية التجاذب الإلكتروستاتيكي، ومن المحتمل أن هذه البلورات عبارة عن وحدات كروية تملك نصف قطر محدد، وهذه البلورات متشكلة من عدد كبير جداً من وحدات البناء الرئيسية، حيث تسمى خلايا الإعادة المتتابعة المنتظمة للبناء الخلوي في الفراغ، كما يتسبب في بروز أو تشكيل البناء البلوري للمعادن.
كما أن كيميائية البلورات هي التي تؤدي إلى تشكل الأواصر الرابطة بين وحدات الخلايا وهي التي تسببت في بروز الصفات والمميزات الكيميائية المعدنية للجزيئات المعدنية.
حيث ان هذه الصفات أو المميزات هي التي يتم استهدافها واستعمالها في عمليات الفصل الكيميائي، كما أن تلك الجزيئات المعدنية تكون مشحونة وملبدة بإحدى الشحنات الموجبة أو السالبة، كما أن الجزيئات تملك نزعة أو ميل على الالتصاق بالفقاعات الهوائية في السائل، ثم يحدث لها طفو باتجاه الأعلى.
إن التعامل كيميائياً مع سطح الجزيئات يكون سهل وسريع كما أنها عملية غير كلفة والسبب في ذلك استهلاكها إلى كميات قليلة من المواد الكيماوية الكاشفة والتي تتسبب في تغير الصفات الكيماوية للمعادن، عند حدوث فشل في تطبيق أي من آلية الفصل المعدني، سوف يتم اتخاذ القرار بشكل مباشر وتوضيح ضرورة تطبيق أعمال المعالجة والفصل المعدني باستعمال تفاعلات كيميائية.
ومن المحتمل أن يتم استعمال أسلوب الإذابة في أحد المعادن بهدف فصله وعزله عن المكونات المعدنية الأخرى، حيث أن هذه العملية ذات تكلفة عالية وهي ذات ثمن مرتفع تستعمل في بعض الحالات في معالجة وفصل المواد الثمينة، خاصةً إذا تم وجودها في كميات قليلة خلال الصخور العقيمة، ومن طرق الفصل المعدني الكيماوي هي طريقة التعويم؛ حيث تستعمل هذه الطريقة بشكل خاص عند وجود اختلافات كيميائية على سطح الجزيئات المعدنية، كما أن استعمال هذه العملية لا يتطلب استهلاك كمية كبيرة من المواد الكيماوية والسبب في ذلك أن المستهدف في التفاعلات الكيميائية هو السطح الخارجي للجزيئات المعدنية فقط.
كما أن تقنية هذه الطريقة تقوم بالاعتماد على وضع الجزيئات المعدنية أو الخليط الخام داخل محلول مائي مكثف داخل خزان خاص، ثم يتم تمرير فقاعات هوائية من أسفل الخزان تتسبب في التصاق الجزيئات المعدنية المستهدفة خلال عملية الاستخلاص مع هذه الفقاعات، وفي حال كانت الفقاعة الناتجة من ارتباط الفقاعات الهوائية مع الجزيئات ذات كثافة أقل من كثافة المحلول المائي، عندئذ يحدث لها تعويم وتطفو إلى الأعلى باتجاه سطح الخزان ثم يتم العمل على جمعها، وذلك على هيئة رغوة من على سطح الخزان، أما بالنسبة للجزيئات الثقيلة فسوف تنغمر باتجاه أسفل الخزان ويتم اخراجها من خلال أنبوب خاص باتجاه الخارج.
إن الخزان الذي يتم استعماله في عملية التعويم يسمى باسم خلية التعويم، كما يتم اطلاق اسم تعويم الرغوة عليه خلال طريقة الاستخلاص والفصل الكيميائي، حيث أن طريقة تعويم الرغوة تستعمل بشكل واسع في فصل جزيئات المعادن الكبريتيدية عن المعادن السيليكية عند استخراج المعادن الحاملة للنحاس والزنك والرصاص أو النيكل والكوبالت والموليبيدنيوم عن الخامات أو الصخور العقيمة الحاملة لها، كما تستعمل حديثاً في معالجة خامات الحديد والفحم الحجري بالإضافة إلى الصخور الفوسفاتية، حيث أن أغلب المعادن تحتوي على سطوح معدنية نظيفة خالية من التلوث بمركبات مرافقة لها خلال عمليات التشكيل أو ترسيب هذه التكوينات الصخرية.
هذه السطوح في حال تم ترطيبها في الماء يحدث لها قابلية على الالتصاق بجزيئات الماء عوضاً عن الهواء، المواد العضوية مثل الكيروسين بالإضافة إلى القليل من المعادن الأخرى مثل الفحم يكون له قابلية الالتصاق في الهواء عوضاً عن الماء وبهذا فإن هذه المواد تميل إلى التجمع بالقرب أو عند السطوح الفاصلة بين الهواء والماء.
