第二章浮选原理
选矿讲稿(5)-浮选
第六章浮选第一节浮选概述一、浮选定义及基本方法1.定义：浮选，亦称泡沫浮选，是根据各种矿物的表面性质的差异，从矿浆中借助气泡浮力，分选矿物的过程。
2.方法：一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内产生大量的弥散气泡，于是，呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞。
下一步选择性分离。
二、浮选过程：矿物的浮选过程是在固（矿物）、液（水）和气（气泡）三相界面上进行的，进行这一过程的关键在于：矿物表面性质（润湿性）差异，从矿浆中析出足够量的稳定而细小的气泡；有用矿物（欲浮矿物）有充分的机会与气泡群碰撞，并牢固地粘附在气泡上被浮到矿浆的表面，脉石矿物虽有机会与气泡碰撞，但不粘附，遗留在矿浆中，在这里气泡是分选的媒介，同时又是运载工具。
浮选过程一般包括下列工序：1）矿石原料的准备，包括磨矿和分级，使入选矿物单体分离负荷浮选要求。
2）矿浆的调整并加入浮选药剂。
3）搅拌并造成大量气泡。
向浮选机中引入空气并形成气泡，使矿粒在矿浆中悬浮，造成矿粒与气泡接触的机会。
4）气泡的矿化。
即矿粒向气泡附着。
5）矿化泡沫的形成和刮出。
图选矿过程示意图◆正浮选：上浮的泡沫产品为目的矿物的浮选过程。
◆反浮选：上浮的泡沫产品为脉石矿物的浮选过程。
◆优先浮选：将多种有用矿物依次分选为单一的精矿。
◆混合浮选：将有用矿物共同分选出来，组成混合精矿，然后将混合精矿加以分选。
三、浮选发展的三个阶段1 全油浮选：1860年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。
分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水矿粒进入水相。
1898年这种工艺用于工业生产。
2 表层浮选：1907年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。
分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。
•以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。
3 泡沫浮选：1902年由Potter首先取得专利权。
分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒留于水中。
2浮选原理
2浮选原理
系统消失了固-气界面和水-气界
面，新生成了固 - 水界面，单位面积
上位能降低为：
W sg lg sl G
式中：σsg 为固体-空气界面自由能; σlg为水-空气界面自由能; σsl 为固体-水界面自由能。 如果 △G<0，即σsg+ σlg > σsl， 则：位能的降低是正值，附着润湿将会发生。
浮选Flotation
2浮选原理
(1)躺滴法和气泡法
液滴高度
滴底直径
浮选Flotation
（2）水平液体表面法
2浮选原理
常用方法
浮选Flotation
2浮选原理
浮选Flotation
一些矿物的接触角测定值
矿物名称 0 矿物名称
2浮选原理
0
硫
滑石 辉钼矿 方铅矿 闪锌矿 萤石
78
64 60 47 46 41
实际上，固、水、气三相系统中最大接触角均<110°
据测定，石蜡所具有的接触角最大，为106°
浮选Flotation
2浮选原理
浮选Flotation
如何调整cos θ？或θ ？
2浮选原理
sg sl cos f ( sg , sl , lg ) lg
θ ↑， cos θ ↓，矿表润湿性↓，疏水性↑。 cosθ值界于 –l 至 1 之间，因此可定义： 润湿性＝cosθ 可浮性＝1-cosθ。 通过测定矿物接触角可大致评价矿物的润湿性和可浮性。
（+3.2mV）。
浮选Flotation
2浮选原理
向溶液中添加NaF，萤石表面会因吸附过多的F—而带负电。
浮选Flotation
浮选机的工作原理
浮选机的工作原理
浮选机是一种利用液固两相选择性附着性差异将矿物颗粒从混合物中分离的设备。
其工作原理可以描述为以下几个步骤：
1. 混合物处理：将含有矿物颗粒的混合物投入浮选机内。
混合物通常包含矿石和水，并可能添加一些化学药剂以改变颗粒表面性质和浸润能力。
2. 混合物搅拌：浮选机中设有搅拌器，通过搅拌将混合物均匀地分布在机槽中，同时将气泡均匀地分散在混合物中。
3. 气泡吸附：通过机槽底部喷洒空气或氮气等气体，产生大量细小气泡。
这些气泡在搅拌的作用下，会被混合物中的水分子所裹挟，形成气泡水混合物。
4. 矿石选择性附着：气泡水混合物上升至浮选机表面时，气泡与矿石颗粒发生接触。
由于气泡表面具有选择性附着性，气泡会选择性地吸附在矿石的颗粒表面。
5. 浮选物收集：矿石颗粒与气泡附着后，浮力将它们带到浮选机的上部。
在这个位置，收集器会收集这些浮选物，形成浮渣，并将其从浮选机中抽取出来。
6. 残渣排放：没有被气泡吸附的矿石颗粒则会留在机槽中，形成底渣。
通常会有一个底渣排放机构，将底渣从浮选机中排出。
通过以上步骤，浮选机能够实现对矿石和废石的分离，提高矿
石的浓度和回收率。
这是通过利用气泡与矿石颗粒之间的选择性附着作用来实现的。
浮选操作技术技巧
浮选操作技术技巧浮选是一种重要的矿石选矿操作技术，广泛应用于金属矿石的提取和分离过程中。
本文将介绍浮选操作技术的基本原理及一些常用的技巧，以帮助读者更好地理解和应用浮选技术。
一、浮选操作技术的基本原理浮选是利用矿石与气泡之间的物理和化学作用力差异，将矿石中的有用矿物颗粒与废石颗粒分离的一种方法。
其基本原理是：通过给予矿石适当的处理，使矿石中的有用矿物与气泡形成可浮性团聚体，并随气泡上升到溶液表面，形成浮选泡沫，从而实现矿物的分离。
二、浮选操作技术的技巧1. 选矿药剂的选择：选矿药剂是浮选操作中必不可少的一环。
根据矿石的性质和选矿目标，选择适当的药剂可以提高浮选效果。
常用的选矿药剂有捕收剂、起泡剂和调整剂等。
捕收剂用于吸附在有用矿物表面，增加其可浮性；起泡剂用于产生气泡，帮助矿物浮起；调整剂用于调整溶液的pH值，影响浮选过程中的化学反应。
2. 矿石的磨矿处理：磨矿是浮选前的重要步骤，矿石的磨矿处理可以增加矿石表面积，提高矿物与药剂的接触机会，有利于浮选效果的提高。
磨矿过程中应注意控制磨矿时间和磨矿细度，避免过度磨矿导致有用矿物的破损和丧失。
3. 气泡的控制：气泡是浮选过程中起到分离作用的关键因素。
合理控制气泡的大小、数量和速度，可以提高浮选效果。
常用的气泡生成装置有机械搅拌器和气溶胶喷射器等，通过调整搅拌速度和气体流量，可以控制气泡的大小和数量。
4. 浮选机槽的设置：浮选机槽是浮选操作中的主要设备，其结构和参数的设置对浮选效果有重要影响。
浮选机槽的设计应考虑到矿浆的流动性和搅拌性，避免矿浆的死角和积聚现象。
同时，根据矿石的性质和选矿目标，选择适当的浮选机槽型号和参数，可以提高浮选效果。
5. 浮选过程的监控和调节：浮选过程中，及时监控和调节各项参数是保证浮选效果的关键。
通过测量浮选泡沫高度、药剂用量和浮选尾矿的品位等指标，可以了解浮选过程的实时情况，并根据需要进行调整。
常用的监控仪器有浮选泡沫高度计、药剂自动控制装置和浓密机等。
浮选的原理
浮选的原理
浮选是一种重要的矿物分离方法，广泛应用于金属矿山和选矿厂。
它利用矿物
与气泡在水中的不同亲和性来实现矿物的分离，是一种高效、简便的分离方法。
下面将详细介绍浮选的原理。
首先，浮选的原理基于矿物表面的亲水性和疏水性。
在浮选过程中，矿物表面
会吸附上一层水分子，形成亲水膜，使矿物颗粒具有一定的亲水性。
而气泡在水中的接触角较大，具有疏水性。
当气泡通过搅拌或者其他方式被引入矿浆中时，矿物颗粒表面的亲水膜会受到破坏，使得疏水性增强，从而使矿物颗粒与气泡发生接触并附着在气泡表面。
其次，浮选的原理还涉及气泡与矿物颗粒的附着力和浮力。
气泡在矿浆中运动时，会与矿物颗粒发生碰撞，并在碰撞过程中形成气泡与矿物颗粒之间的附着力。
这种附着力取决于气泡和矿物颗粒表面的性质，以及气泡和矿浆中其他物质的存在情况。
同时，气泡在矿浆中的上升运动会产生浮力，将附着在气泡表面的矿物颗粒一起向上带出，实现矿物的分离。
最后，浮选的原理还包括气泡的稳定性和矿浆的搅拌。
在浮选过程中，气泡需
要保持一定的稳定性，以确保能够有效地与矿物颗粒发生附着并带出。
而矿浆的搅拌则能够保持矿物颗粒的分散状态，使得气泡能够充分与矿物颗粒接触，提高浮选效果。
综上所述，浮选的原理是基于矿物表面的亲水性和疏水性，利用气泡与矿物颗
粒的附着力和浮力，通过气泡的稳定性和矿浆的搅拌来实现矿物的分离。
浮选作为一种重要的矿物分离方法，在矿业生产中具有广泛的应用前景，对于提高矿石品位、降低生产成本具有重要意义。
浮选 原理
浮选原理
浮选是一种常用的分离固体颗粒和液体的物理分离方法，利用颗粒在液体中的沉降速度差异，以及气泡与颗粒的附着与否来实现分离。
在浮选过程中，吸附剂或离子等物质可以增强颗粒与气泡的附着能力，提高浮选效果。
浮选的基本原理是利用颗粒在液相中的密度差异来实现分离。
当浮选开始时，给定的固体颗粒（矿石或矿石粉末）被加入到含有水和药剂的搅拌槽中。
这些药剂可以使颗粒表面生长出气泡或附着在气泡上形成浮力。
接下来，空气被通过气泡发生装置从底部引入槽中，气泡集中到颗粒表面形成浮泡，使得颗粒随之上浮。
当颗粒与气泡附着在一起并上浮到槽面时，它们可以从槽面上被刮刀或其他装置收集起来，从而实现固体与液体的分离。
当颗粒密度大于液相时，它们会下沉到液面以下，并被排出槽外。
浮选过程需要考虑多个因素。
其中，颗粒的形状、密度、尺寸以及表面特性是影响分离效果的重要因素。
此外，药剂的种类、浓度、pH值等也会对浮选效果产生影响。
浮选在矿石处理、废水处理以及纸浆和矿渣处理等领域广泛应用。
通过调整浮选条件和优化工艺，可以实现高效、节能和环保的固液分离。
第二章_浮选药剂及其作用原理
氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 0 1 2 3 4 5 6 无 0.7 1.6 2.0 2.0 2.0 2.0 无 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 无 1.3 4.1 5.9 7.9 8.4 8.8 无 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 无 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 无 1.0 2.0 3.0 3.8 4.4 4.7 无 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 1.1 1.7 2.5 3.6 4.0 4.0
2.3.2起泡剂起泡过程的作用原理
防止气泡兼并
增大气泡机械强度
2.4调整剂及其作用
2.4.1抑制剂及抑制作用机理 1.溶去原有的捕收剂油膜
CN
2.将捕收剂离子由矿物表面排除
用于含石英的氧化铁矿（赤铁矿和磁铁矿） 的反浮选，铁矿物的抑制剂可以为氢氧化 钙、苛性淀粉、碱或者少量的硫化钠。
脂肪酸（COOR）及其皂的亲固基COO-中 存在一个羧基 , 从而造成亲固基有较大的 极性和水分子的作用能力较强。
有机酸及其皂有三方面来源 : 动植物油脂 经水解而得到的饱和及不饱和脂肪酸的混 合物，工业副产品 , 如造纸工业所得的副 产品-塔尔油；有机合成产品, 如氧化石蜡、 氧化煤油、石油磺酸盐等。
亲水基（亲固基） COO-或NH3+
疏水基（亲气基） R
脂肪酸类捕收剂作用机理
脂肪酸类捕收剂作用机理
2.2.6非极性油类捕收剂
非极性烃类油的主要成分为脂肪烃、脂环 烃和芳香烃。主要包括：煤油、柴油、变 压器油、焦油。 非极性烃类油化学活性差，在水中不解离 成离子、溶解度小、疏水性强，对呈分子 键的、天然疏水性强的矿物表面具有良好 的吸附性能（也是捕收机理）。
浮选的基本原理及浮选过程
叙述浮选的基本原理及浮选过程[摘要]浮选法是采矿工业中较为广泛使用的一种选矿手段，是利用矿物表面物理的差异来选分矿石的一种方法。
浮选法的应用很多，目前主要用于选金矿，其效率高和实用性得到了采矿工业的一致认可。
它比较适于选别至10um的粒。
随着采矿技术的发展，浮选法在很多矿床的开采上有了进一步的发展。
伴随着我国的工业突飞猛进的步伐，对采矿的需求日益增大，浮选法采矿已得到了充分的印证。
关键字浮选基本原理过程应用特点一.浮选基本原理浮选的基本原理是利用矿物界面性质的差异来分离、富集、精制的一种分选工艺，矿物的表面特性很复杂，包括表面键的断裂、表面电性、表面离子状态、表面元素的电负性、表面极性、表面自由能、表面剩余能、表面不均匀性、表面积、表面溶解性以及表面结构和化学组成等。
这些表面特性与矿物可浮性具有直接的关系，也为通过利用浮选药剂的作用来改变矿物表面的某些特性达到分离矿物及改善浮选效果提供了机会。
铁矿石中的主要脉石矿物是石英。
浮选是集细粒嵌布(<149)矿石的常用方法。
矿物颗粒自身表面具有疏水性或经浮选药剂作用产生或增强疏水性。
疏水就是亲油和亲气体，可在液，气或水—油的界面发生聚集。
经过一系列工艺处理后的粒虽然密度大却能与气泡和浮选剂亲合而被浮于浮选机的矿液表面，将作为泡沫产品回收。
当入选矿粒小于l0um时需要采用特殊的浮选法。
常用的有用使金或含物絮凝成较大颗粒，脱出脉石细泥后再浮去粗粒脉石，这是絮凝—浮选。
荷是用适于浮选的矿粒作荷载体，使微细粒金粘附于荷载体表面并随上浮而成金精矿。
用油类使细矿粒团聚进行浮选的油团聚浮选和浮选。
利用高温使中金属矿物转化为金属后再浮选的浮选对石不常采用。
关于使用泡沫浮选法回收金泥，我国将用于工业领域。
浮选理论研究和生产实践证明，浮选药剂对调节矿物的可浮性，提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度等方面都起着决定性的作用。
加强浮选药剂的研究，研制开发性能良的浮选药剂，是获得好浮选分离效果，提高经济和社会效益的重要前提。
浮选法的基本原理
浮选法的基本原理浮选法是一种常用的矿石分离方法，适用于金属和非金属矿石的分离。
它基于物理和化学原理，利用矿石表面特性和浮力差异来实现分离。
以下是浮选法的基本原理。
1.湿法浮选原理湿法浮选是最常用的浮选方法，它的基本原理是通过给矿浆注入气泡，使矿颗粒与气泡形成附着，形成浮泡矿浆，然后利用泡沫的浮力来进行分离。
（1）湿法浮选的气泡生成：通常使用空气作为浮选气体。
将空气注入浮选槽中，并通过机械搅拌使其均匀分布在整个槽中。
在浮选槽中的一起气泡抵达矿浆中，较小的气泡会与矿浆中的矿颗粒结合成浮泡，浮泡浮出液面。
（2）湿法浮选的浮选化学品：为了增加矿石与气泡之间的附着力并调节浮选过程中的表面电荷，常常加入浮选剂。
浮选剂根据其化学性质的不同，可以分为吸附剂、起泡剂、唤泡剂和分散剂等。
吸附剂可以吸附在矿石颗粒表面，使其对水有亲和力，增强与气泡的附着能力。
起泡剂则会使水产生稳定的泡沫，并改善泡沫的附着性能。
唤泡剂可以逆转矿石表面的电荷，减少其对水的亲和性，促进矿石与气泡的接触。
分散剂可以防止矿石颗粒之间的聚集，使浮选过程更加均匀。
2.干法浮选原理如果矿石中的水分含量低，甚至为零，无法进行湿法浮选，就会采用干法浮选。
干法浮选的基本原理是通过喷射风将气泡吹到矿石颗粒表面，使其产生相互附着，形成浮泡矿物，然后利用浮力进行分离。
（1）干法浮选的气泡生成：采用喷射风的方式将气体送入干法浮选槽中。
风通过喷嘴加速并与干燥的矿石颗粒接触，形成气团并产生湍流。
适当的湍流能够使气团与矿石颗粒有效地接触并粘附。
（2）干法浮选的浮选化学品：干法浮选中常使用类似于湿法浮选的浮选化学品来改善矿石颗粒与气团的附着性能。
它们具有类似于湿法浮选中的浮选剂的功能，可以改善附着性能，并优化浮选过程。
总结：浮选法是一种通过利用气泡的浮力和附着性来实现矿石分离的方法。
无论是湿法浮选还是干法浮选，其基本原理都是通过气泡与矿石颗粒的接触和附着来实现。
浮选化学品的加入可以增加矿石与气泡的附着力，并调节浮选过程中的表面性质。
浮选工作原理
浮选工作原理
浮选工作原理是一种用于固体颗粒分离的物理分选方法，广泛应用于矿石处理、废水处理以及废物回收等领域。
其原理基于固体颗粒在液体中的浮力差异，利用气泡的附着和分离来实现物料的分选。
浮选过程一般分为以下几个步骤：
1. 破碎和打磨：将原料进行破碎和打磨，使其颗粒尺寸适合于浮选操作。
2. 混合和调节浮力：将矿石与水和药剂混合，药剂的添加可以改变浮选体系的性质，调节固液界面性质和浮力。
3. 进料和吸附气泡：将矿浆进入浮选槽，并通过喷嘴或者机械搅拌等方法，在槽中产生气泡。
气泡由空气或其他气体通过喷嘴加入，也可以通过以往浮选槽中的浮选回水含有气体的方式实现。
气泡会在槽内上升，接触到固体颗粒表面附着。
4. 固液分离：附着于气泡上的固体颗粒形成浮泡，随着气泡从槽底上升，固体颗粒与气泡一同升到液面。
液面上方的浮泡形成浮渣，而不附着在气泡上的固体颗粒则沉入槽底成为底渣。
5. 清洗：将浮泡中的尾矿废料从槽中排出，并进行清洗和脱水处理，以便进一步处理或废弃。
浮选工作原理的关键在于通过调节浮力和附着气泡来实现固体
颗粒的分选。
具体的分选效果受到多种因素的影响，包括固液界面性质、矿石性质、药剂种类与用量等。
通过合理调整这些参数，可以使不同密度、不同特性的固体颗粒得以分离，实现浮选的目的。
浮选工作原理及注意事项
浮选工作原理及注意事项嘿，大家好！今天我们来聊聊浮选的事儿。
听到浮选，很多人可能会一脸懵，觉得这是啥高深莫测的玩意儿？别急，咱慢慢说。
浮选呢，其实就是一种很“聪明”的分离方法，主要用来处理矿石，把那些你不想要的东西跟你想要的东西分开。
说得简单点儿，就是让矿石里的有用成分浮起来，而那些没用的则沉底。
这听起来是不是有点儿像魔法？其实啊，这玩意儿背后可是有科学的。
1. 浮选工作原理1.1 浮选的基本概念浮选，就像一场化学派对。
咱们把矿石磨得细细的，弄成矿浆，接着加入一些化学药剂。
这些药剂就像是派对上的DJ，调节气氛，让矿浆中的各种成分跳起来或沉下去。
具体来说，浮选药剂可以让有用的矿物变得更“浮躁”，它们喜欢和空气中的泡沫亲密接触。
而那些没用的成分就不那么热衷，乖乖地待在矿浆的底部。
浮选的关键就是把矿石分开，让有用的部分飘到上面，最后咱们把它捞出来。
1.2 泡沫的秘密浮选过程中，泡沫是主角之一。
咱们的目标是让这些泡沫把有用的矿物“捞”上来。
为了让泡沫更好地工作，我们还会用到一些泡沫剂，它们能把矿物表面变得亲油，使得矿物更容易附着在泡沫上。
想象一下，泡沫就像是一个超级吸引人的派对，矿物就是在派对上疯狂舞动的宾客。
泡沫把矿物“抱”起来，送到上面，让我们能够轻松地把有用的矿物分离出来。
2. 浮选过程中的注意事项2.1 矿浆的调配矿浆的调配是浮选过程中的第一步。
这一步可得认真对待，不能马虎。
矿浆太稠，药剂可能没法发挥作用；矿浆太稀，泡沫也不够稳定。
调配矿浆时，咱们得根据矿石的特点来调整浓度，确保矿浆的粘度适中。
可以说，调配矿浆就像做菜一样，要掌握好火候。
2.2 药剂的使用药剂的使用也是个技术活儿。
不同的矿石需要不同的药剂，不能随便乱用。
比如，有些矿石需要加入捕收剂来提高浮选效率，有些则需要抑制剂来避免浮选中夹杂不必要的物质。
药剂的量也是有讲究的，太多了浪费，太少了效果差。
所以，药剂的使用就像是化学实验中的调味料，得掌握好比例和种类，才能取得最好的效果。
浮选知识点总结
浮选知识点总结浮选的原理是利用不同矿物的物理和化学性质的差异，通过气泡在矿浆中的作用，使有用矿物与泡沫一起浮至浮选机槽面上，而废石等其它杂质则沉于底部，实现有用矿物和废石的有效分离。
浮选工艺通常包括粗浮选和精浮选两个阶段，以确保对有用矿物的充分浓缩和脱除杂质。
在浮选过程中，气泡起着关键的作用，是将有用矿物从废石中分离的主要因素。
气泡的生成和作用是浮选过程中的关键环节，生成气泡的方式包括机械浮选和气溶浮选两种。
而气泡在矿浆中与矿物颗粒的接触和附着也是浮选过程中的关键步骤，有效的气泡矿物接触可以提高浮选效率和浓缩率。
浮选主要应用于金属矿石的选矿过程中，常见的浮选矿物包括铜、铅、锌、镍、钼、金、银等金属矿物。
此外，浮选还广泛应用于煤炭、磷矿、稀土矿等非金属矿物的选择性浮选和脱泥处理过程中。
浮选技术的发展经历了多个阶段，从早期的传统浮选到现代化自动控制浮选，浮选技术不断进行创新和改进，以适应不同矿石性质和选矿工艺的需求。
近年来，随着浮选设备和浮选药剂的不断更新和改进，浮选技术在提高选矿效率、减少生产成本、保护环境等方面获得了显著的进展。
总的来说，浮选作为一种重要的选矿方法，对提高金属矿石利用率、促进资源循环利用、改善矿产开发环境等方面具有重要意义。
随着矿产资源的日益枯竭，对浮选技术的研究和应用将会变得越来越重要，浮选技术的不断创新和改进将为我国矿产资源的开发和利用提供更多可能。
一、浮选原理1.1 浮选的定义浮选是一种重要的选矿流程，用于对金属矿石中的有用矿物进行分离和浓缩的物理选矿方法。
浮选原理是利用矿物表面的湿润性以及空气气泡与矿浆中颗粒的附着作用，使有用矿物与气泡一起浮至浮选机槽面上，而废石等其它杂质则沉于底部，从而达到有用矿物和废石的有效分离和浓缩。
1.2 浮选的基本过程浮选的基本过程包括粗浮选和精浮选两个阶段。
在粗浮选阶段，将含有有用矿物和杂质的矿石粉碎并混合成矿浆，然后通过浮选机进行浮选，使得有用矿物与泡沫一起浮出；精浮选阶段则是对初步浮选得到的浮选浓缩物进一步处理，实现浮选浓缩和脱除杂质的过程。
浮选的基本原理及浮选过程
叙述浮选的基本原理及浮选过程[摘要]浮选法是采矿工业中较为广泛使用的一种选矿手段，是利用矿物表面物理化学性质的差异来选分矿石的一种方法。
浮选法的应用很多，目前主要用于选金矿，其效率高和实用性得到了采矿工业的一致认可。
它比较适于选别0.5mm至10um的金矿粒。
随着采矿技术的发展，浮选法在很多矿床的开采上有了进一步的发展。
伴随着我国的工业突飞猛进的步伐，对采矿的需求日益增大，浮选法采矿已得到了充分的印证。
关键字浮选基本原理过程应用特点一.浮选基本原理浮选的基本原理是利用矿物界面性质的差异来分离、富集、精制的一种分选工艺，矿物的表面特性很复杂，包括表面键的断裂、表面电性、表面离子状态、表面元素的电负性、表面极性、表面自由能、表面剩余能、表面不均匀性、表面积、表面溶解性以及表面结构和化学组成等。
这些表面特性与矿物可浮性具有直接的关系，也为通过利用浮选药剂的作用来改变矿物表面的某些特性达到分离矿物及改善浮选效果提供了机会。
铁矿石中的主要脉石矿物是石英。
浮选是集细粒嵌布(<149)矿石的常用方法。
矿物颗粒自身表面具有疏水性或经浮选药剂作用产生或增强疏水性。
疏水就是亲油和亲气体，可在液，气或水—油的界面发生聚集。
经过一系列工艺处理后的金矿粒虽然密度大却能与气泡和浮选剂亲合而被浮于浮选机的矿液表面，将作为泡沫产品回收。
当入选矿粒小于l0um时需要采用特殊的浮选法。
常用的有用絮凝剂使细粒金或含金矿物絮凝成较大颗粒，脱出脉石细泥后再浮去粗粒脉石，这是絮凝—浮选。
荷载体浮选是用粒度适于浮选的矿粒作荷载体，使微细粒金粘附于荷载体表面并随上浮而成金精矿。
用油类使细矿粒团聚进行浮选的油团聚浮选和乳化浮选。
利用高温化学反应使矿石中金属矿物转化为金属后再浮选的离析浮选对金矿石不常采用。
关于使用泡沫浮选法回收金泥，我国将用于工业领域。
浮选理论研究和生产实践证明，浮选药剂对调节矿物的可浮性，提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度等方面都起着决定性的作用。
浮选机工作原理
浮选机工作原理浮选机是一种常用的矿石分离设备，广泛应用于金属矿石、非金属矿石和希有金属矿石的选矿过程中。
它通过利用矿石颗粒与气泡的亲附性差异，实现矿石与废石的分离。
浮选机主要由槽体、搅拌装置、气泡发生器、矿浆循环装置和废渣排放装置等组成。
下面将详细介绍浮选机的工作原理。
首先，将矿石破碎、磨矿后形成矿浆，然后将矿浆注入浮选机槽体中。
在槽体中，搅拌装置将矿浆搅拌均匀，使矿浆中的矿石颗粒悬浮在矿浆中。
接下来，通过气泡发生器向槽体中注入气泡。
气泡发生器通常采用压缩空气或者鼓风机产生的气泡。
气泡在槽体中上升时，与矿浆中的矿石颗粒发生亲附作用。
由于矿石颗粒与气泡的亲附性差异，矿石颗粒会附着在气泡上形成矿泡。
然后，矿泡随着气泡上升到槽体的液面上。
在液面上，矿泡与槽体中的矿浆发生碰撞，使矿泡破裂并释放出矿石颗粒。
释放出的矿石颗粒由于密度较大，会下沉到槽体底部。
最后，通过矿浆循环装置将底部的矿石颗粒重新搅拌到槽体中，以便进行下一轮的浮选过程。
同时，废渣排放装置会将废石从槽体中排出，以保持浮选机的工作效率。
浮选机的工作原理基于矿石颗粒与气泡的亲附性差异。
亲附性较大的矿石颗粒会与气泡发生亲附作用，并随气泡浮升到液面上，最终分离出来。
而亲附性较小的废石则会沉入槽体底部，被排出。
浮选机的工作效果受到多种因素的影响，如矿石性质、浮选药剂、搅拌强度温和泡尺寸等。
通过调整这些因素，可以实现对不同矿石的有效分离。
总结起来，浮选机利用矿石颗粒与气泡的亲附性差异，通过气泡的作用将矿石与废石分离。
它是一种高效、广泛应用的矿石分离设备，对于提高矿石的品位和回收率具有重要意义。
第二章 浮选药剂
第二章浮选药剂浮选的条件是各种矿物之间在表面性质上存在差异，之所以有的矿物能和气泡附着而浮起，而有的矿物不能随气泡而浮起是因为矿物表面润湿性不同。
而自然界中各种矿物都表现出或多或少的润湿性。
所以为了能够加大不同矿物之间表面性质的差异，使浮选效果更好，就要加入浮选药剂。
2.1 浮选药剂的分类与作用一、浮选药剂的分类1 、捕收剂2 、起泡剂3 、调整剂二、浮选药剂的作1、捕收剂能选择性地作用于矿物表面并使其疏水的有机物质称为捕收剂。
捕收剂作用于矿物—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、起泡剂它是一种表面活性物质，能够集中在水—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。
3、调整剂用于调整其他药剂（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。
活化剂——能促进捕收剂与目的矿物作用，从而提高矿物可浮性的药剂。
抑制剂——能削弱捕收剂与矿物的作用，从而降低矿物可浮性的药剂，这种作用称为抑制剂。
介质PH调整剂——主要调整矿浆的性质，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。
分散剂与絮凝剂——调整矿浆中细泥的分散，团聚与絮凝。
三、总结（一）、捕收剂作用点：固液界面，且有选择性。
作用：提高矿物表面的疏水性，增加其可浮性，促使气泡附着，增强附着的牢固性。
（二）、起泡剂作用点：气液界面。
作用：降低界面表面张力，促使空气在矿浆中弥散，形成小气泡，并防止气泡兼并，增加分选界面，提高气泡的稳定性（三）、调整剂1．活化剂作用点：固液界面。
作用：促进捕收剂与矿物表面的作用。
2．抑制剂作用点：固液界面。
作用：削弱非目的矿物与捕收剂之间的作用。
3．介质PH值的调整剂作用点：矿浆介质。
作用：调整电性。
4．分散与絮凝剂作用点：矿浆。
作用：分散絮凝细泥，减少影响。
2.2 捕收剂2.2.1 捕收剂的分类和结构一、捕收剂的分类和结构非离子型：烃类油，不溶性脂类。
西南科技大学第二章 浮选基本原理
§ 1.3.3 矿物的解离
矿石破碎时，矿物沿脆弱面(如裂缝、解理面、晶格间含杂 质区等)裂开，戒沿应力集中部位断裂。具体来说对于矿物晶体 叐到外力作用破碎时，主要沿着晶体结构内键合力最弱的面网 乊间収生断裂，如：
空气主要由下列元素组成： N2 、O2 、CO2 、 Ar、 H2O（水蒸汽，发化的）。
其中：N2占到约78.1 %，O2占约20.96%，也就是说空 气主要由N2和O2组成。空气中分子之间引力很小，质点呈 丌规则运动，空气分子之间主要是色散力。
CO2分子的空间结构是直线性，O＝C＝O，结 构对称，两个C＝O键的极性完全抵消，使整个分
类质同象置换必须具备的条件：
原子或离子互相交换叏代，其半徂必须接近。互相叏代 的两种原子戒离子的半徂比<15%。（这是由几何因素决 定的，大的离子丌可能迚入晶格中比它更小的空间位置 中。） 离子的极化性质相近，即离子的外层电子结构相近。 （如Na+和Cu+的离子半徂相同，但丌能互相叏代，其原因 是两者的外层电子结构丌一样。） 离子的电价相近。（低电价易被高电价置换，如Pb2+置 换K+,Al3+置换Si4+。）
类质同象置换的特点：
矿物晶形外表没有収生改发，但表面性质和可浮性 均収生改发。
如闪锌矿sphalerite中Zn2+被Cu2+置换时，其浮游性被活化； 而当闪锌矿sphalerite中Zn2+被Fe2+置换时，矿物可浮性则
第二章 浮选药剂及其作用原理
2.2.5非硫化矿物捕收剂的作用机理
脂肪酸能依靠静电作用吸附在带正电的矿 物表面 , 同时油酸钠在矿物表面也可以发 生化学吸附 , 即通过极性基与矿物表面金 属阳离子进行化学吸附甚至发生化学反应 形成沉淀。这两种形式对矿物的浮选行为 起着决定性的作用。 胺类依靠静电作用吸附在带负电的矿物表 面。
2.1浮选药剂的分类与作用
捕收剂： 起泡剂： 浮 选 药 剂 抑制剂 活化剂 调整剂
介调整剂
pH值调整剂 分散剂 絮凝剂
捕收剂的作用是能选择性地作用于矿物表 面并使之疏水。 捕收剂包括黄药、黑药、乙硫氮、Z—200、 羧酸、胺类等。
起泡剂的作用是能使空气在矿浆中弥散， 增加分选气液界面，并能促使气泡在矿化， 提高升浮过程中气泡的机械强度。 常用的起泡剂有2#油和醚醇。
2.3起泡剂及其作用机理
2.3.1起泡剂 起泡剂：能促使在介质中形成大量大小适 宜和具有一定稳定性泡沫的物质。这些具 有起泡作用的物质称为起泡剂。 种类（具有起泡性能）：醇、酚、酮、醛、 醚、酯、酸等有机异极性物质。
起泡剂一般应是具有适宜结构的有机异极 性物质，由两部分组成: 一端为极性基, 亲 水;另一端为非极性基 ,亲气。起泡剂能在 气一液界面上定向吸附和排列 ,起泡性能决 定于极性基和非极性烃基的性质。
实际中用有机酸及其皂浮选下列一些矿物 : 含碱土金属阳离子的极性盐类矿物, 如 : 方 解石 (CaC03) 、萤石 (CaF2) 、重晶石 (BaS04) 、白钨矿 (CaW04) 、菱镁矿 (MgC03) 、白云石 (CaC03MgC03) 和磷灰 石等。 有色金属氧化矿物 , 一般是碳酸盐和硫酸 盐类 , 如 : 孔雀石和白铅矿等。
2.2.4非硫矿矿类捕收剂
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❖当矿物完全亲水时，θ=0°，润湿性cosθ=1， 可浮性（1-cosθ）= 0。此时矿粒不会附着气 泡上浮。当矿物疏水性增加时，接触角θ增大， 润湿性cosθ减小，可浮性（1-cosθ）增大。
润湿过程与可浮性
实际润湿过程分为三种 : 沾湿、浸湿 及铺展润湿。
1. 沾湿
指液体与固体接触 , 形成固 / 液界 面 , 消失液 / 气及固 / 气界面的过 程。将气液界面与气固界面变为固液界 面的过程。
第二节 界面现象
一、矿物表面的水化作用 二、界面电现象surface charge 三、双电层Electrical double layer
一、矿物表面的水化作用
1.水化作用：极性的水分子在有极性 的矿物表面上吸附，水分子的定向排 列，形成水化层（水化膜）。
离子的水化作用：水分子在离子表 面的定向排列。
可以在固体表面上自动展开。
结合杨氏方程 , 上述三种润湿过程发生的条件为 :
沾湿：Ｗａ=δsｇ一δsL 十δLｇ= δLｇ(1-COSθ) ≥0 浸湿: Ａ=δsｇ－δsL =δLｇCOSθ ≥0 铺展：Ｓ=δsｇ－δsL - δＬｇ=δLｇ(COSθ-1) ≥0
上述三个方程将矿物表面润湿性与溶液表面张 力联系起来。
对于矿物一水体系 , 若水在矿物表面不发生 任何一种润湿 , 则矿物具有天然疏水性和可 浮性。若只发生沾湿 , 则矿物亲水性不大 , 仍有一定可浮性 ; 当矿物发生浸湿时 , 矿物 表面亲水性较大 , 可浮性较差 ; 当发生铺展 润湿时 , 矿物表面亲水性很强 , 难浮。
三、润湿阻滞
1.润湿阻滞:
（一）.液气界面的荷电
液气界面吸附表面活性离子，使液 气界面的吸附的正负离浓度不等，从而 带上电荷，多数带负电。
而矿粒从气泡上脱落时属于水排气， 润湿阻滞使水难于从矿物表面将气 泡排开，防止矿粒从气泡上脱落， 对浮选有利。
四、矿粒与气泡附着前后 自由能的变化与接触角关系
通常测定的接触角 , 是用小水滴或小气泡 在大块纯矿物表面测到的。实际浮选时, 是 磨细的矿粒向大气泡附着 , 这时要直接测 定其接触角是困难的 , 因此需要用物理化 学的方法进行分析。 矿粒向气泡附着前后 的情况如图 1-3 所示。
同时必须指出 ,上式是在一些假定条件下得出的简 化近似式。实际上, 当气泡与矿粒接触时,界面面积 的变化及气泡的变形,情况是相当复杂的,曾经有些 学者进行过较复杂的推算。但是，由于固 -液及固 -气界面能难于直接测定 , 平衡接触角不易测准 , 特别是在矿粒与气泡间的水化膜的性质变化等 , 所 以这方面的工作尚有待继续研究。
矿粒向气泡附着前后情况
命 (尔γ格l-/A厘、米γ2s)-A;γl-s分别表示相界面的自由能 积sl-(A、厘s米s-2A)、。sl-s、分别表示相应界面的表面 矿粒与气泡接触前 , 系统的自由能为 :
G 前 =S 液气γ液气 +S 固液γ固液 矿粒与气泡接触附着后的系统自由能 ( 假定
一、在矿物的表面形成半氧化物
二、氧电化学作用
第五节 气泡的矿化过程 Mineralised process of air bubble 一、气泡矿化过程的热力学分析energetics of Flotation 二、气泡矿化过程的动力学分析Kinetics of Flotation
教学内容
本章是本书的重要章节，从颗粒表面的性 质出发，叙述矿物颗粒表面润湿性与表面物 理化学分选的关系。
主要内容包括： 颗粒表面润湿性与浮选 双电层 吸附 矿物溶解对浮选过程的影响 硫化物固体颗粒表面的氧化还原反应与浮选 聚集与分散 泡沫
教学重点
1. 颗粒表面性质、双电层结构，颗粒 表面润湿性与其可浮性的关系；
2. 颗粒表面可浮选性的形成原理，颗 粒间的分散与凝聚行为、DLVO理论
矿物名称 硫 滑石
辉钼矿 方铅矿 闪锌矿
萤石
部分矿物的接触角
θ0
矿物名称
78
黄铁矿
64
重晶石
60
方解石
47
石灰石
46
石英
41
云母
θ0 30 30 20 0～10 0～4 ～0
由表可以看出,大部分矿物是亲水的。
接触角θ的大小与接触的三相界面所具有的
各界面张力有关，当各界面张力相互作用达到平
衡时，有
附着面积为单位面积):
G 后 =(S 液气一 1) γ液气十（ S 固液一 1）γ固液十
(1 ×γ固气 )
据此则接触附着前后的系统自由能变化为 :
G
G前
G后 1
液气
固液
固气
将γ固液一γ固气 = 一γ液气 COSθ代入上式
得:
△G= γ液气（ 1-cosθ）
此式就是浮选基本行为一一矿粒向气泡附着前后 的热力学方程式。它表明了自由能变化与平衡接 触角的关系 , 式中 γ液气就是液 -气界面自由 能 , 其数值与液体的表面张力相同 ( 例如水的 表面张力为 72 达因 / 厘米) , 这是可以由实 验测定的。于是△G 可以算出）。
二、润湿的接触角（the Contact Angle） 三、润湿阻滞 wet retardarce 四、矿粒与气泡附着前后自由能的变化与
接触角关系
一、矿物的润湿性
1.润湿现象：
润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表 面排挤在固体表面所产生的一种界面作用。液体 在固体表面展开和不展开的现象称为润湿和不润 湿现象。易被润湿的表面称为亲液（水）表面， 其矿物称为亲液（水）矿物；反之称为疏液（水） 表面，疏液（水）矿物。
矿物表面的水化作用：水分子在矿 物表面的定向排列。
2.水化作用的原理：
（1）矿物表面不饱和键的性质：离子、 共价、分子键。
（2）矿物表面不饱和键的键能：矿物 表面的极性。
（3）极性矿物表面水化作用强，水 化层厚，水分子排列紧密；
（4）非极性矿物表面水化作用弱， 水化层薄，水分子排列稀疏。
目前，人为改变调节润湿性（可 浮性）的方法有两大类：物理方法和 化学方法。
二、润湿的接触角
润湿性的度量用接触角测量法和润 湿测定法，常用接触角θ。
三相润湿周边：当气泡附着浸入水 中的矿物表面，达到润湿平衡时，气泡 在矿物表面所形成三相接触点围成的周 边。（变化---平衡）
接触角：过三相润湿周边上任一点P 作气液界面的切线δAW，切线与固液界 面δSW之间所形成的包括液相的夹角θ。
△Ｇ= δsL－δsｇ=-Ａ Ａ称为粘附张力或浸润功 ,
反映液体在固体表面上取 代气体的能力。 A ≥ 0 是恒温、恒压下浸湿发生 的条件。
3. 铺展润湿
指液体在固体表面铺展开 , 形成 固 / 液和液 / 气界面 , 消失固 / 气界面的过程 , 体系自由能的变化 为
△Ｇ= δsL ＋ δＬｇ－δsｇ=-Ｓ S 称为铺展系数。 S ≥0 表示液体
润湿性是表征矿物表面重要的物理化学特征之 一，是矿物好坏可浮性的直观标志，取决于矿物 表面不饱和键力与偶极水分子相互作用的强弱。
2.润湿现象在浮选中意义
矿物表面润湿性及其调节是实现各种 矿物浮选可分离的关键，所以了解和 掌握矿物表面润湿性的差异，变化规 律以及调节方法对浮选原理及实践均 有重要意义。
五、润湿接触角的测定方法及测量值
接触角的测量方法：观察测量法、斜板法、 光反射法、长度测量法、浸透测量法。等 等 , 可参考表面化学方面资料。但由于 矿物表面的不均匀和污染等原因 , 要准 确测定接触角比较困难 , 再加上润湿阻 滞的影响 , 难于达到平衡接触角 , 一般 用测量接触前角和后角 , 再取平均值的 方法作为矿物接触角。
体系自由能的变化为 :
△Ｇ= δsL —(δsｇ十δLｇ)=—Ｗａ 式中 Wa 为粘附功 , 代表固 / 液
界面结合能力大小。在恒温、恒压条件 下 , 沾湿发生的条件为 Wa≥0 。
2. 浸湿
指固体完全浸入液体中 的过程 , 形成固 / 液界 面 , 消失固 / 气界面 , 体系的自由能变化为
当矿物完全亲水时 , θ=00, 润湿性 cosθ=1, 可浮 性 1-COSθ=0 。此时矿粒不会附着气泡上浮 , 因 为自由能变化△G = γ液气(1 一 COSθ)=0 。
当矿物疏水性增加时 , 接触角增大 , 润湿性 cosθ减小 , 则可浮性 1-cosθ增大。此时△G也增 大 , 按照热力学第二定律 , 如过程变化前的自由 能 , 比变化后的自由能大 , 则该过程就有自发进 行的趋势。因此愈是疏水的矿物 , 自发附着于气泡 上浮的趋势就愈大。
第二章 浮选原理
第一节 矿物表面的润湿性Wettability (Hydrophilicity) of mineral surface 一、矿物的润湿性 (Wettability of mineral surface0 二、润湿的接触角（the Contact Angle） 三、润湿阻滞 wet retardarce 第二节 界面现象Interface 一、矿物表面的水化作用
SA SW WACOS
COS SA SW 杨氏方程
WA
接触角是三相界面张力的函数。说明：不仅与矿物表面 性质有关，而且与液相、气相的界面性质有关。凡能引
起改变任何两相界面张力的因素都可以影响矿物表面的
润湿性。
当θ>90o时，δSW > δSA 矿物表面不易被水润
湿，具有疏水表面，其矿物具有疏水性,可浮性好。
3.水化层的结构：
扩散结构：水化层内水分子的 定向排列程度是随着矿物表面的 距离增大而逐渐减弱。
水化层是介于矿物表面和普通 水之间的过渡区域，类似固体表 面的延续。
水化膜示意图 a—疏水性矿物（如辉钼矿），表面呈弱键，水化膜薄； b—亲水性矿物（如石英），表面呈强键，水化膜厚
4.水化层的性质
二、界面电现象surface charge 三、双电层Electrical double layer 第三节 吸附现象Interface adsorption 一、吸附及对浮选的意义