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Lexikon der Chemie: Flotation

Flotation, Schwimmaufbereitung, Trennverfahren zur Anreicherung von Erzen und anderen Nutzmineralen. Die zu trennenden Stoffe werden zuvor so weit zerkleinert, daß die einzelnen Komponenten voneinander getrennt vorliegen. Das Gemisch wird in einer wäßrigen Lösung dispergiert und einem turbulenten Gasstrom ausgesetzt. Dabei werden hydrophobe Teilchen an der Gasblase-Wasser-Phasengrenze angereichert, d. h., die unterschiedliche Benetzbarkeit der einzelnen Gemengebestandteile ist die Ursache für die selektive Trennung. Durch die Anlagerung an die Gasblasen entstehen spezifisch leichtere Aggregate, die an die Oberfläche aufschwimmen (flotieren). Es handelt sich demnach um eine Dichtetrennung, wobei das unterschiedliche Anlagerungsvermögen an die Gasblase der entscheidende Schritt ist. Das wird erreicht durch die spezifische Anlagerung von grenzflächenaktiven Stoffen an die abzutrennende Komponente. Man nennt diese Stoffe Sammler. In die wäßrige Aufschlämmung (Trübe) wird Luft eingeblasen (Abb.) und die Trübe durch einen Rührer aufgeschäumt (Schaumflotation). Gleichzeitig wird dadurch die Sedimentation der dispergierten Teilchen verhindert. Die abzutrennenden hydrophobierten Mineralteilchen reichern sich an den aufsteigenden Gasbläschen an und werden in einer Schaumschicht ausgetragen, die ebenfalls durch spezielle Tenside erzeugt wird (Schäumer). Sie werden von der Trübe mechanisch abgetrennt. Die Gangart wird von den Sammlern nicht beeinflußt und sedimentiert auf den Boden der Flotationszelle. Damit die Gangart optimal hydrophiliert wird, werden Drücker zugesetzt. Anstelle der Gasblasen kann die Stofftrennung auch durch dispergierte Öltröpfchen erfolgen (Ölflotation). Unter selektiver F. versteht man die flotative Trennung mehrerer Mineralkomponenten in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen unter Anwendung regelnder (spezifisch adsorbierender) grenzflächenaktiver Verbindungen.



Flotation. Abb.: Flotation in einer Zelle.

Bei der Ionenflotation nutzt man die Bindung der zu gewinnenden Ionenarten an grenzflächenaktive Stoffe zu ihrem Ausbringen in einem Schaumprodukt aus.

Flotationsmittel. Die als Sammler verwendeten grenzflächenaktiven Stoffe können anionische oder kationische polare Gruppen enthalten. Sie sind verantwortlich für die selektive Adsorption. Der unpolare Molekülteil ist maßgeblich für die Hydrophobie. Als anionaktive Sammler verwendet man häufig Alkylxanthogenate, wie Methyl-, Ethyl-, Isopropyl-Cyclohexylxanthogenat, Ölsäure, Natriumpalmitat, Alkansulfonate und Phosphonate, als kationaktive Sammler vor allem Alkylammoniumchloride sowie ähnlich gebaute Pyridiniumverbindungen. Die Sammlerwirkung wächst oft mit zunehmender Länge der Alkylkette. Als Schäumer dienen Xylenole, Cresole, Kiefernöl und Flotol (technischer Fenchylalkohol). Schäumer und Sammler können identisch sein. Bei den Schwimmitteln unterscheidet man Drücker, die es ermöglichen, daß nur eine Komponente flotiert, die andere aber in der Trübe verbleibt. Beleber sind Stoffe, die die "gedrückte" Komponente wieder flotationsfähig machen.

Die F. wird auch in der Wasseraufbereitungs- und Abwasserbehandlungstechnik, besonders zur Abtrennung schwer sedimentierbarer Wasserinhaltsstoffe eingesetzt (Abwasserreinigung).

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