1. Mchakato wa uelea wa madini ya borax, unaojulikana kwa kuwa mtiririko wake wa mchakato unajumuisha uoksidishaji wa maji, uoksidishaji wa asidi, uelea wa awali, uelea wa kusafisha, na uondoaji maji kwa mitambo ili kupata bidhaa; vigezo vya mchakato ni: katika hatua ya mtengano wa maji, uwiano wa ujazo wa ganda kwa kioevu wa malighafi kwa maji ni 1:0.6–4, na muda wa mtengano ni saa 0.1–5; katika hatua ya uoksidishaji kwa asidi, kiasi cha asidi ya salfuri iliyokolezwa inayoongezwa ni 10–40% kwa uzito wa jumla sawa na kalsiamu-magnesiamu, na muda wa uoksidishaji kwa asidi ni saa 0.1–2; katika hatua za uapaji wa awali na uapaji wa kusafisha, wakala wa kuapaje ni asidi ya salfuri iliyokolezwa; katika hatua ya ufufuaji wa awali, kiasi cha kiwakala cha ufufuaji kinachoongezwa kila mara ni 7–25% kwa uzito wa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu; katika hatua ya ufufuaji wa kusafisha, kiasi cha kiwakala cha ufufuaji kinachoongezwa kila mara ni 4–15% kwa uzito wa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu.
2. Mchakato kulingana na dai la 1, unaotambulika kwa kuwa hatua ya flottation ya awali inatumia angalau hatua mbili za flottation ya awali kwenye slurry.
3. Mchakato kulingana na dai la 1 au 2, unaotambulika kwa kuwa hatua ya kusafisha kwa kupeperusha inatumia angalau hatua mbili za kusafisha kwa kupeperusha kwenye povu lenye boroni.

Mchakato wa Uelea wa Madini ya Borax

I. Uwanja wa Kiufundi: Ubunifu huu unahusiana na uwanja wa kiufundi wa michakato ya uboreshaji wa madini ya borax, na hasa unahusu mchakato wa kuelea kwa madini ya borax.

II. Sanaa ya msingi: Madini ya borax mara nyingi huwa na kiasi kikubwa cha uchafu kama vile matope, mchanga, jipsamu, mirabilite, na halite. Mchakato wa uboreshaji wa madini ya borax ni mchakato wa kuondoa uchafu huu mwingi huku ukiacha mkusanyiko wa borax. Kwa sasa, michakato ya uongezaji thamani ya madini ya borax inayotumika sana inajumuisha mchakato wa flotation ya moja kwa moja kwa kutumia uharibifu wa asidi ya salfa na mchakato wa flotation wa madini kavu ya borax yaliyochanganywa na asidi. Njia hizi zote mbili zina hasara kama vile michakato tata, ugumu wa udhibiti, matumizi makubwa ya asidi, mmenyuko usio wa kutosha wa madini ya borax, urejeshaji mdogo wa boroni, na gharama kubwa za uzalishaji.

III. Muhtasari wa Ubunifu: Lengo la uvumbuzi huu ni kubuni mchakato mpya wa kuelea madini ya borax ili kutatua mapungufu yaliyoelezwa hapo juu katika mbinu za awali. Ikilinganishwa na michakato iliyopo, mchakato huu mpya una faida za mchakato rahisi, uendeshaji na udhibiti rahisi, matumizi madogo ya asidi, urejeshaji mkubwa wa boroni, na gharama za uzalishaji za chini.

Suluhisho la kiufundi ni: mchakato wa ufaoaji wa madini ya borax unajulikana kwa kuwa mtiririko wake unajumuisha uharibifu wa maji, uharibifu wa asidi, ufaoaji wa awali, ufaoaji wa kusafisha, na uondoaji maji kwa mitambo ili kupata bidhaa. Masharti ya mchakato ni: katika hatua ya uoksidishaji wa maji, uwiano wa ujazo wa ganda kwa kioevu wa malighafi kwa maji ni 1:0.6–4, na muda wa uoksidishaji ni masaa 0.1–5; katika hatua ya uoksidishaji kwa asidi, kiasi cha asidi ya salfa iliyokolezwa inayoongezwa ni 10–40% kwa uzito wa jumla ya sawa na kalsiamu-magnesiamu, na muda wa uoksidishaji kwa asidi ni saa 0.1–2; katika hatua za uapaji wa awali na uapaji wa kusafisha, wakala wa uapaji ni asidi ya salfa iliyokolezwa; katika hatua ya uelea wa awali, kiasi cha kiwakala cha uelea kinachoongezwa kila mara ni 7–25% kwa uzito wa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu; katika hatua ya uelea wa kusafisha, kiasi cha kiwakala cha uelea kinachoongezwa kila mara ni 4–15% kwa uzito wa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu. Dhana ya “asilimia ya jumla ya uzito sawa wa kalsiamu na magnesiamu” ni: kwanza, chambua yaliyomo ya ioni za kalisiamu na magnesiamu katika malighafi ya borax, pima viwango vya ioni za kalisiamu na magnesiamu, kisha kihesabu jumla ya kiasi cha ioni za kalisiamu na magnesiamu kwa kila kitengo cha ujazo (mita za ujazo) au kitengo cha uzito (toni) cha malighafi ya borax. Kisha, kwa kutumia jumla hii ya ioni za kalsiamu na magnesiamu, ibadilishwe kabisa kwa msingi wa usawa na jumla ya uzito wa asidi ya salfuri iliyokolezwa iliyotumika kutengeneza kalsiamu salfeti na magnesiamu salfeti; hii ndiyo jumla ya sawa ya kalsiamu na magnesiamu. Asilimia ya jumla ya uzito sawa wa kalsiamu-magnesiamu huhesabiwa kama asilimia ya uzito; kwa mfano, ikiwa jumla ya uzito sawa wa kalsiamu-magnesiamu ni 100, kiasi cha asidi ya salfuri iliyokolezwa au wakala wa kuelea kinachoongezwa huonyeshwa kwa sehemu. Kwa mfano: ikiwa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu ya malighafi ya madini ya borax baada ya uchambuzi ni 80 kg/m³, na kiasi cha asidi ya salfa iliyokolezwa iliyoongezwa katika hatua ya uoksidishaji wa asidi kimechaguliwa kuwa 20% kwa uzito wa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu, basi kiasi cha asidi ya salfuri iliyokolezwa cha kuongezwa katika hatua ya uoksidishaji kwa asidi ni 80 kg/m³ × 20% = 16 kg/m³, yaani, kilo 16 za asidi ya salfuri iliyokolezwa zinapaswa kuongezwa kwa kila mita ya ujazo ya malighafi ya madini ya borax katika hatua ya uoksidishaji kwa asidi. Kiasi cha wakala wa kuelea kinachoongezwa katika hatua zinazofuata za kuelea kwa jumla na kuelea kwa usafishaji pia huhesabiwa kwa njia hii.

Ili kuboresha urejeshaji wa boroni, hatua ya uelea wa awali hutumia angalau hatua mbili za uelea wa awali kwenye slajii, yaani, slajii baada ya uelea wa awali wa kwanza hufanyiwa uelea wa awali wa pili au uelea wa awali wa mara nyingi ili kuendelea kurejesha boroni iliyobaki kwenye slajii baada ya uelea wa awali uliopita. Ili kuboresha kiwango cha B₂O₃ cha bidhaa ya mkusanyiko wa borax, hatua ya uelea wa kusafisha hutumia angalau hatua mbili za uelea wa kusafisha kwenye povu lenye boroni, yaani, povu baada ya uelea wa kusafisha wa kwanza hufanyiwa uelea wa kusafisha wa pili au zaidi ili kuondoa povu chafu lililobaki baada ya uelea wa kusafisha uliopita, na hivyo kuboresha ubora wa bidhaa ya borax. Hatua ya uoksidishaji wa maji ni mchakato wa kuongeza kiasi fulani cha maji kwenye malighafi ya madini ya borax ya daraja la chini, na baada ya kuloweka kwa kipindi fulani, husababisha malighafi kuyeyuka na kupungua mshiko. Hatua ya uoksidishaji kwa asidi ni mchakato wa kuongeza kiasi fulani cha asidi ya salfa iliyokolezwa kwenye mchanganyiko baada ya uoksidishaji kwa maji ili kuoksidisha zaidi vitu vya kikaboni na visivyo vya kikaboni vinavyoyeyuka katika asidi hii, jambo ambalo ni la manufaa kwa ajili ya uelea wa awali unaofuata na kuboresha urejeshaji wa boroni. Hatua ya ufuli wa awali ni mchakato wa kutibu slurry baada ya ukomazaji wa asidi, ambayo ina kiasi kikubwa cha matope, mchanga na uchafu mwingine, kwa kuongeza uwiano fulani wa kiwakala cha ufuli na kutumia njia za ufuli kuondoa matope, mchanga na uchafu mwingine. Kwa kuwa uelea wa awali mmoja huweza tu kurejesha sehemu ya bidhaa ya boroni kutoka kwenye slajia, katika uendeshaji halisi, uelea wa awali wa mara mbili au zaidi unapaswa kufanywa ili kupitisha mtiririko wa chini baada ya uelea wa awali uliopita kwenye uelea mwingine wa awali ili kurejesha bidhaa ya boroni iliyobaki. Baada ya kuchanganya mazao ya povu yenye boroni kutoka kwa kila ufilaji mkuu, huendelea na hatua inayofuata ya ufilaji wa kusafisha. Baada ya ufilaji mkuu mara nyingi, mtiririko wa chini pia unaweza kupitishwa kwenye ufilaji wa kuchuja ili kuokoa zaidi bidhaa ya boroni iliyomo ndani yake. Baada ya utenganishaji wa kimakanika na uondoaji maji wa mtiririko wa chini uliokusanywa, suluhisho la maji linaweza kurudishwa kwenye hatua ya uoksidishaji wa maji ili litumike tena, na keki ya matope hutupwa kama mabaki. Hatua ya uelea wa kusafisha ni mchakato wa kuongeza wakala wa uelea kwenye povu lililochanganywa lenye boroni kutoka kwa uelea wa awali kwa ajili ya uelea. Povu lenye boroni baada ya kila hatua ya ufulisho wa kusafisha linaweza kupelekwa kwenye hatua inayofuata ya ufulisho wa kusafisha ili kuongeza kiwango cha boroni katika bidhaa. Mtiririko wa chini baada ya kila hatua ya ufulisho wa kusafisha hurudishwa kwenye hatua ya ufulisho wa awali kwa ajili ya usindikaji. Hatua ya kumeza maji kwa mitambo ni mchakato wa kuondoa unyevu kutoka kwa bidhaa ya povu lenye boroni baada ya mifululizo ya uelea wa kusafisha kwa njia za kimitambo ili kupata bidhaa ya dondoo la borax. Maji yaliyoondolewa kwa mitambo yanaweza kurejeshwa kwenye hatua ya uelea wa kusafisha ili yatumike tena. Mchakato mzima hufanyika katika joto na shinikizo la kawaida.

Ikilinganishwa na michakato ya sasa, mchakato wa uvumbuzi huu una faida za mchakato rahisi, udhibiti na uendeshaji rahisi, matumizi ya asidi ya chini, gharama ya uzalishaji ya chini, urejeshaji mkubwa wa boroni, na urekebishaji rahisi wa bidhaa ya mkusanyiko wa borax kulingana na mahitaji ya mtumiaji.

IV. Maelezo ya Kina ya Mifano:

Mfano 1: Chukua mita za ujazo 10 za madini ya borax yenye yaliyomo ya B₂O₃ takriban 4–10%. Uchambuzi unaonyesha kuwa jumla ya sawa ya kalsiamu na magnesiamu kwa kila mita za ujazo ya madini ya borax ni kilo 60 za asidi ya salfa iliyokusanywa. Katika hatua ya uoksidishaji kwa maji, huongezwa m³ 20 za maji, na mchanganyiko unasagwa na kuloweshwa kwa saa 1 ili uoksidishwe. Katika hatua ya uoksidishaji kwa asidi, kiasi cha asidi ya salfuri iliyokolezwa kinachoongezwa kimechaguliwa kuwa 20% kulingana na uzito wa jumla ya sawa na kalsiamu-magnesiamu, hivyo kiasi kinapaswa kuwa 10 m³ × 60 kg/m³ × 20% = 120 kg ya asidi ya salfuri iliyokolezwa, na muda wa uoksidishaji kwa asidi ni saa 1. Katika hatua ya uelea wa awali, kiasi cha kiwakala cha uelea kinachoongezwa kila mara kimechaguliwa kuwa 10% kwa uzito wa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu, hivyo kinapaswa kuwa 10 m³ × 60 kg/m³ × 10% = 60 kg ya kiwakala cha uelea. Baada ya uelea wa kwanza wa jumla, slurry hufanyiwa uelea wa pili wa jumla. Katika hatua ya uapaji wa kusafisha, kiasi cha kiwakala cha kuapua kinachoongezwa kila mara kimechaguliwa kuwa 8% kwa uzito wa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu, hivyo inapaswa kuwa 10 m³ × 60 kg/m³ × 8% = 48 kg ya asidi ya salfa iliyokolezwa. Baada ya hatua mbili za ufuataji wa kusafisha kwenye povu lenye boroni, unyonyaji maji kwa nguvu ya centrifuge hutumika ili kupata bidhaa ya mkusanyiko wa borax yenye kiwango cha B₂O₃ cha 30%.

Mfano wa 2: Chukua m³ 20 za madini ya borasi yenye jumla ya sawa na kalsiamu–magnesiamu ya kilo 10 za asidi ya salfuri iliyokusanywa na yaliyomo B₂O₃ ya 4.8–9.2%, ongeza m³ 30 za maji, na uchovye kwa ajili ya uharibifu kwa masaa 2. Katika hatua ya uharibifu kwa asidi, kiasi cha asidi ya salfuri iliyokusanywa kinachoongezwa kimechaguliwa kuwa 30% kwa uzito wa jumla wa sawa ya kalsiamu-magnesiamu, hivyo asidi ya salfuri iliyokusanywa 420 kg inapaswa kuongezwa, na muda wa uharibifu kwa asidi ni saa 1. Katika hatua ya uelea wa awali, kiasi cha kiwakala cha uelea kinachoongezwa kila mara kimechaguliwa kuwa 20% kwa uzito wa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu, hivyo kinapaswa kuwa kilo 280. Mchanganyiko wa tope hupitia hatua tatu za uelea wa awali, na povu la uelea huchanganywa. Katika hatua ya uelea wa kusafisha, kiasi cha kiwakala cha uelea kinachoongezwa kila mara kimechaguliwa kuwa 10% kwa uzito wa jumla ya sawa ya kalsiamu-magnesiamu, hivyo kinapaswa kuwa kilo 140. Baada ya hatua tatu za uelea wa kusafisha kwenye povu lenye boroni na uchujaji maji wa kizunguko uliofuata, bidhaa ya mkusanyiko wa borax yenye 40% B₂O₃ hupatikana.