Flotationsverfahren

Flotationsverfahren, auch Froth-Flotation genannt, ist ein physikochemischer Trennprozess, der in der mineralischen Aufbereitung eingesetzt wird. Ziel ist es, feine Partikel aus einer wässrigen Suspension durch Anheften an aufsteigende Luftblasen aus dem Feststoffgemisch zu extrahieren. Partikel mit hydrophober Oberfläche haften an Blasen, während hydrophile Partikel in der Suspension bleiben. Durch Sammelmittel, Schaummittel und Modifikatoren lässt sich die Oberflächenchemie gezielt steuern, um die Selektivität gegenüber Begleitstoffen zu erhöhen.

In der Praxis erfolgt die Aufbereitung in Stufen: Zerkleinerung und Freilegung der Mineralphasen durch Mahlen, danach Suspensionierung des Erzes in Flotationslauge, Konditionierung mit Reagenzien, Einführung von Luft in eine Flotationszelle, Bildung der Schaumschicht und Abführung des Flotationsschlämms; das Tailings verbleiben. Häufig werden pH-Wert, Ionenwirkung und Additive angepasst, um das Zielmineral zu fördern und Störminerale zu unterdrücken.

Es gibt direkte Flotation zur Gewinnung des Zielminerals sowie Reverse- oder Umkehrflotation, bei der Begleitstoffe entfernt werden. Technisch kommen mechanische Flotationszellen, Kolonnenflotation und moderne Ausführungen wie Jameson-Zellen oder Düsenzellen zum Einsatz, die verschiedene Partikelgrößen und Durchsatzleistungen bedienen.

Anwendungsbereiche umfassen die Gewinnung von Erzen wie Kupfer, Zink, Blei und Nickel sowie die Flotation von Kohle, Phosphat und anderen Mineralen; zudem wird Flotation in der Abwasseraufbereitung eingesetzt. Typische Partikelgrößen reichen von einigen Zehntel bis zu mehreren Hundert Mikrometern.

Zu den Vorteilen gehören die Fähigkeit, feine Partikel zu trennen und hohe Selektivität durch passende Rezepturen. Nachteile sind Reagenzienbedarf, Umweltaspekte und Abhängigkeit von Prozessparametern wie Partikelgröße und pH-Wert. Der Erfolg des Verfahrens hängt von Vorbehandlung, Rezeptursteuerung und stabiler Prozessführung ab.