Η διαδικασία επίπλευσης αφρού περιγράφεται γενικά ως μια φυσικοχημική δράση, όπου ένα ορυκτό σωματίδιο έλκεται και προσκολλάται στην επιφάνεια μιας φυσαλίδας και μεταφέρεται στην επιφάνεια ενός κελιού, όπου υπερχειλίζει σε ένα πλυντήριο εκκένωσης, συνήθως με τη βοήθεια πτερυγίων, που περιστρέφονται προς την κατεύθυνση του πλυντηρίου (το οποίο είναι συνήθως μια λεκάνη, σκοπός της οποίας είναι η μεταφορά του πολτού σε μια δεξαμενή όπου αντλείται για περαιτέρω επεξεργασία, όπως αφυδάτωση ή έκπλυση). Η εκκένωση των υπολειμμάτων, σε συμβατικές μηχανές επίπλευσης, γίνεται στο αντίθετο άκρο του κελιού από την τροφοδοσία, διασφαλίζοντας ότι ο πολτός ταξιδεύει σε όλο το μήκος του κελιού περνώντας από πολλαπλές όχθες που περιέχουν πτερωτές-διαχυτές, πριν εκκενωθεί ως υπολείμματα.

Διάφοροι τύποι χημικών ουσιών εμπλέκονται στην επίπλευση αφρού, και αρκετοί ακόμη μπορούν να εμπλακούν. Πρώτον, ο υποκινητής ή αφροποιητής. Αυτή η χημική ουσία απλώς δημιουργεί φυσαλίδες επαρκούς ισχύος για να φτάσει στην επιφάνεια χωρίς να σπάσει. Το μέγεθος των φυσαλίδων είναι επίσης σημαντικό, και η τάση είναι για μικρές φυσαλίδες, καθώς δίνουν περισσότερες επιφάνειες (έρχονται σε επαφή με τα στερεά ορυκτών πιο γρήγορα) και έχουν μεγαλύτερη σταθερότητα. Στη συνέχεια, τα αντιδραστήρια συλλέκτη είναι η κύρια χημική ουσία που θα σχηματίσει έναν δεσμό μεταξύ ενός συγκεκριμένου ορυκτού στην επιφάνεια της φυσαλίδας. Οι συλλέκτες προσροφώνται στην επιφάνεια του ορυκτού ή δημιουργούν μια χημική αντίδραση με το ορυκτό, επιτρέποντάς του να παραμείνει προσκολλημένο για να φτάσει στο πλυντήριο. Οι αλκοόλες και τα ασθενή οξέα είναι δύο χημικοί τύποι συλλεκτών που χρησιμοποιούνται συνήθως στον εμπλουτισμό ορυκτών.

Υπάρχουν επίσης λιγότερο χρησιμοποιούμενα αντιδραστήρια, όπως τα καταστολείς, για την καταστολή των ενώσεων ώστε να μην προσκολλώνται στις φυσαλίδες, χημικές ουσίες ρύθμισης του pH και ενεργοποιητές. Οι ενεργοποιητές ουσιαστικά βοηθούν τον συλλέκτη να συνδεθεί με ένα συγκεκριμένο ορυκτό που είναι δύσκολο να επιπλεύσει.

Εταιρείες όπως η Cytec, η Nalco και η Chevron Phillips Chemical Company είναι σημαντικοί παραγωγοί όλων των τύπων χημικών ουσιών επίπλευσης.

Ιδανικά, τα αντιδραστήρια θα προστίθενται σε μια δεξαμενή προετοιμασίας, με αναδευτήρα, πριν μεταφερθούν στο κελί επίπλευσης, αλλά σε πολλές περιπτώσεις, απλώς προστίθενται στην τροφοδοσία, πριν αυτή εισέλθει στο κελί, ανάλογα με την κινητική του κελιού και τις πτερωτές για ανάμειξη.

Το μετάλλευμα πρέπει να αλεστεί κατάλληλα σε μέγεθος σωματιδίων για την απελευθέρωση των ορυκτών, συνήθως 100 mesh ή λεπτότερο (150 microns). Στη συνέχεια, αναμειγνύεται με νερό μέχρι το ιδανικό ποσοστό στερεών (συνήθως από 5% έως 20%), το οποίο θα αποφέρει την καλύτερη ανάκτηση των ορυκτών. Αυτό προσδιορίζεται στα εργαστηριακά κελιά επίπλευσης παρτίδας, εκτελώντας μια σειρά από δοκιμές για τον προσδιορισμό κάθε καθοριστικού παράγοντα της διεργασίας.

Οι τύποι μηχανών επίπλευσης ποικίλλουν επίσης σημαντικά, αλλά είναι όλοι πολύ παρόμοιοι, καθώς εισάγουν αέρα υποβρυχίως και τον διαχέουν στο κελί. Ορισμένες χρησιμοποιούν φυσητήρες, αεροσυμπιεστές ή τη δράση της πτερωτής επίπλευσης δημιουργώντας ένα κενό από κάτω και εισάγοντας αέρα στο μηχάνημα, μέσω του κατακόρυφου σωλήνα που στεγάζει επίσης τον άξονα της πτερωτής. Οι λεπτομέρειες της μεθόδου εισαγωγής των χημικών ουσιών, του αέρα και των μετάλλων στο νερό τις κάνουν διαφορετικές.

Και ως σχόλιο, έχω δει περισσότερους βουντού και ψευδείς ισχυρισμούς περί αποτελεσματικότητας στον σχεδιασμό της μηχανής επίπλευσης αφρού από οτιδήποτε άλλο από την εποχή του snake oil στην Άγρια Δύση. Είναι γενικά συνετό να επιλέγετε μια καλή μάρκα που χρησιμοποιείται ευρέως στην επίπλευση του επιθυμητού ορυκτού.

Η μία σημαντική πρόοδος ήταν η χρήση της επίπλευσης στηλών ως καθαρότερου κελιού επίπλευσης στη βιομηχανία χαλκού (και σε μερικές άλλες βιομηχανίες). Παράγει ένα καθαρότερο προϊόν και είναι γενικά πιο αποτελεσματικό ως καθαρότερο κελί από τα συμβατικά κελιά επίπλευσης. Τα κελιά επίπλευσης στηλών άρχισαν να εμφανίζονται σε εργοστάσια στα τέλη της δεκαετίας του 1970 και στη δεκαετία του 1980 και έγιναν ευρέως αποδεκτά μέχρι τη δεκαετία του 1990. Η κύρια τάση με τα συμβατικά κελιά επίπλευσης ήταν «όσο μεγαλύτερο είναι τόσο καλύτερο», με μεγαλύτερες μονάδες να έρχονται στην αγορά τις τελευταίες δεκαετίες.