选矿---浮选

目前各行业尚无统一的标准评价浮选机性能，下 列指标采用较多，可作为评价的参考
1充气性能与浮选指标(精矿、尾矿质量和数量)
2处理能力(各种形式)；
3动力消耗(吨原矿计)； 4价格、安装、操作、维修费用及占地面积等。
故含有非极性基的离子称为疏水离子。疏水离子中能与
矿物发生作用的基团称为亲固基。捕收剂疏水能力的强 弱取决于疏水离子中烃基的结构和长度，而捕收剂与矿 物表面的固着强度和选择性则取决于亲固基的性质。
硅酸盐矿物浮选常用的捕收剂有： 胺类捕收剂
胺类捕收剂分子在水中解离出阳离子，阳离子上带有起疏 水作用的烃基，因此属于异极性阳离子捕收剂。常用的阳离子
2引入空气，产生大小合适、数量足够、稳定性适宜的气泡
，使之分散在矿浆中，以一定的动能运动，并和药剂、矿粒碰 撞，产生选择性粘附，实现矿化； 3矿化气泡能升至液面，形成三相泡沫层，并产生二次富集 作用；泡沫精矿和尾矿能及时排出。
浮选各过程之 间的联系。 虚线方框表示 搅拌桶功能， 实线方框表示 浮选机功能。
捕收剂有十二烷基第一胺，在水溶液中解离为
其水溶液呈碱性，与酸作用生成盐。由于其难溶手水，在使用 时需配制成盐酸盐或醋酸盐溶液。式中的阳离子与矿物表面作用。 胺类捕收剂除具有捕收性能外，还有起泡性能。
起泡剂为了产生浮选
所必需的大量而稳定的气
泡，必须向浮选矿浆中添 加起泡剂。起泡剂一般是 异极性的表面活性物质。 在其分子而言，与异极性 捕收剂十分相似。
行为。通过浮选药剂得到稳定的大量气泡也是浮选能够 高效进行的前提。
*根据药剂的用途分类 能选择性地作用于矿物表面并使其疏 (1)捕收剂 水的有机物质称为捕收剂。捕收剂作用于 矿物一水界面，通过提高矿物的疏水性， 使矿粒能更牢固地附着于气泡而上浮。 (2)起泡剂 为表面活性物质，主要富集在水一 气界面，促使空气在矿浆中弥散成小气 泡，防止气泡兼并，并提高气泡在矿化 和上浮过程中的稳定性，保证矿化气泡 上浮后形成泡沫层刮出。 用于调整其他药剂(主要是捕收剂)与矿 物表面的作用，调整矿浆的性质，提高浮选 过程选择性。
段 在浮选过程中，由于浮选机 的机械搅拌作用以及气泡的上升、 矿粒的下沉都可能使矿粒与气泡 不断地发生碰撞。
(2)矿粒与气泡之间的水化膜与破裂 阶段 由于水分子的极化作用以及矿粒
表面剩余键力的存在，使得矿浆中的矿
粒被水包围着，在矿粒表面形成水化膜 。残余水化膜厚度与矿物表面的润湿性 密切相关。
(3)矿粒克服了脱离力 在气泡上附着矿粒附着在 气泡上后，能否上浮至矿 浆面最终进入泡沫产品还 要看脱落力的大小。 在其它条件不变的情况下(矿粒的大小、矿粒的密 度、浮选机叶轮的转速等为定值)，矿粒表面疏水性越 强(即口越大)，矿粒在气泡上的附着力也就越大，就难
石性质而定。
3)充气浮选作业
调制好的矿浆，引入浮选机内，由于浮选机的充气搅拌作用，形成大量的
弥散气泡，提供了矿粒与气泡接触机会。可浮性好的矿粒，附着于气泡上，
形成矿化泡沫；而可浮性差的矿粒，不能附着在气泡上而留在矿浆内，作 为尾矿从浮选机排出。收集泡沫产品，即得浮选精矿。
一般的浮选方法，多将有用矿物浮入泡沫产品中，
(3)调整剂
调整剂的种类较多，可细分为四种：
活化剂——能促进捕收剂与矿物的作用，从而提高矿物可浮性
的药剂(多为无机盐)，这种作用称活化作用。 抑制剂——与活化剂相反，能削弱捕收剂与矿物的作用，从而
降低矿物可浮性的药剂(各种无机盐及一些有机化合物)，这种作 用称为抑制作用。
介质pH调整剂——主要是调整矿浆的性质，形成对某些 矿物浮选有利、而对另一些矿物浮选不利的介质性质
浮
一、浮选基本方法与发展简史
选
浮选即泡沫浮选，是依据各种矿物的表面性质的差异
从矿浆中借助于气泡的浮力，选分矿物的过程。 一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内经搅 拌与充气产生大量的气泡。呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞。
一部分可浮性好的矿粒附着在气泡上，上浮至矿液面形成泡
沫产品通常为精矿；不浮矿物留在矿浆内，通常为尾矿，从 而达到分选的目的。 各种矿物彼此能否分离，看其是否能与气泡实现选择 性地附着及附着后上浮至矿浆表面。
浮选在矿物加工业中的作用与意义
１、浮选在矿物加工业中的重要性
（1）浮选的适应性强 （2）浮选的效率高，且适于处理细物料 （3）有利于对矿产资源的综合回收
２、浮选法的缺点
主要是成本高，易污染矿山环境 （1）需要较细的磨矿――粒度细化 （2）使用各类药剂 （3）影响因素多，操作控制动手术要求较高 （4）产品脱水率较低，过程复杂。
浮选基本原理
一、相界面、润湿现象与天然可浮性 浮选过程中的充气矿浆，是由矿物颗粒、水、气泡组成的 矿粒是固相，水是液相, 气泡是气相。通常把浮选过程中的充 气矿浆叫三相体系。相间的分界面叫相界面。 浮选时，各种矿物颗粒对气泡粘附的选择性，以及它们的
浮选行为，是由矿粒水、气泡所组成的三相相界面间物理化学
这两种趋势的大小，取决于分子中极性基(如亲水的羟基[OH]) 与非极性基(如疏水的烃基(R))强弱的对比。
浮选机及辅助设备
浮选机的基本作用
浮选机是实现浮选的工业设备。其关键部件——充气搅拌
机构决定了浮选机的类型、特点和效能。从浮选的过程看，浮 选机应具有以下作用： 1使矿浆处于湍流状态，以保证矿粒的悬浮和药剂的分散， 并以一定动能运动、碰撞，实现矿粒和药剂的附着；
而将脉石矿物留在矿浆中，这种方法叫正浮选。但有 时却将脉石矿物浮入泡沫产品中，将有用矿物留在矿 浆中，这种方法叫反浮选。 矿石中含有两种或两种以上的有用矿物，其浮选方法有 两种：一种叫优先浮选，即将有用矿物依次一个一个地选出 为单一的精矿；另一种叫混合浮选，即将有用矿物共同选出 为混合精矿。随后再把混合精矿中的有用矿物一个一个地选 分开。
机械搅拌式浮选机内各作用区分布图
混合区中，气泡群和矿粒进行大量 碰撞，有些跟随叶轮搅拌作紊流运动， 其气泡速度可达100cm／s，但气泡的 升浮运动较慢。 在浮选区，矿化的气泡在上浮过程
中随静水压力的减小，升浮速度逐渐
加大。到了泡沫区(或刮泡区)，大量矿 化气泡聚集，气泡升浮速度降低，甚 至停止，气泡兼并增加，兼并过程中 水化膜破裂时泄下的部分水带走夹在 泡沫层中的疏水性差、吸附较弱的杂 质颗粒，起到二次富集作用。
浮选在应用上的优点是，处理细粒难选贫矿石一 般较其它选矿方法效率高．且可使矿产资源得到充分 综合利用。 浮选方法的缺点是需要将矿石磨细。使用的浮选 药剂目前尚较昂贵，且易于造成环境污染或增加净化
设施等。其辅助生产过程(如精矿产品险浓缩、过滤和
干燥等)比较复杂。 因此，在实践中究竟采用何种选矿方法(浮、磁、 重或化学选矿方法)，应据矿石的性质及技术经济综合 比较而定。
二、浮选过程与应用 1)浮选前的矿浆准备作业
浮选过程包括下列作业：
主要是磨矿、分级作业- 目的是得到粒度适宜的、基本上单体解离的矿粒。 进入浮选作业的矿浆浓度必须适于浮选工艺的要求。
2)加药调整作业
目的是调节与控制相界面的物理化学性质，促使气泡与不同矿粒的选择性 附着，从而达到彼此分离的目的。添加药细泥的分散、团聚与絮凝。
捕收剂的分类与结构
捕收剂按其在水中解离程度分成两大类：非离 子型捕收剂和离子型捕收剂。 非离子型捕收剂主要是非极性烃类油和不溶性的 酯类。 离子型捕收剂的分子结构中一般有两个基团： 极性基和非极性基。
极性基能够活泼地与矿物表面发生作用，使捕收 剂固着到矿物表面；非极性基起疏水作用。所以，这 类捕收剂也称杂极性或复极性药剂。 离子型捕收剂的非极性基是烃基。烃基内部键能很 强，表面是很弱的分子键，基本上不与水分子起作用，
于脱落。观察气泡从矿粒表面脱落的动力学过程，脱
落总是从缩小附着面积开始的。
浮选药剂
浮选药剂的分类与作用
矿物能否浮选取决于矿物表面的润湿性。自然界
中的矿物，绝大多数可浮性都很差，必须用浮选药剂来
加强，而且这种加强必须要有选择性，即只能加强一种 矿物或某几种矿物的可浮性，而对其他矿物不仅不能加
强有时还要削弱。这样，就可以人为地控制矿物的浮选
对浮选机的基本要求和评价
①充气量大且易调节。气泡数量直接影响浮选速度。选煤时由于 精煤产率大，决定浮选机生产能力的主要因素是充气量。此外，
不同矿物或浮选的不同作业(粗选、扫选、精选)各有其合适的充
气量，这就要求充气量要易于调节
②搅拌强度要足够，以保证矿浆浓度、颗粒和气泡在浮选机内的
分布均匀及药剂的分散，满负荷停车后易于直接重新启动 ③矿浆通过能力大，以适应较高的处理量；槽内矿浆循环量大 ，以保证矿粒与气泡接触机会多。 ④形成稳定的矿浆液面和泡沫层，及时稳定地排出泡沫精矿 ⑤结构简单，维修方便，能耗低，寿命长，能长期安全运转 ⑥适应自动化需要，调节方便、灵活，减少检测仪表和执行机构 数量。
性质所决定的。其中比较重要的是矿物表面的润湿性。
在光滑洁净的石英表面上，放一滴水，水滴就很快地在石英 表面上扩展开，这就是说，石英能被水所润湿，是亲水的；
又如将一滴水放在石蜡表面上，水滴不扩展而仍成球形，这
就说明石蜡不易被水润湿，是疏水的。 这种现象，就叫润湿现象
(1)矿粒与气泡相互接近与接触阶
浮选法的发展经过了三个基本阶段：
1．表层浮选阶段；
1885年布勒弗德发现，把某些硫化矿物（例如细粒辉锑 矿）轻轻撒在水面上，它们会漂浮在水面，而大多数矿物则被 水润湿沉人水中。 2．全油浮选阶段；
向矿浆中加入已被油作用过的粗颗粒，可使凝聚的细泥 更容易回收。 3．泡沫浮选阶段。 向搅拌着的矿粒－油－水构成的矿浆引入空气或CO2气， 它们产生的气泡有助于浮起和捕集亲油颗粒。