浮选基本原理(安徽理工)
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选设备，广泛应用于金属矿石、非金属矿石等矿石的选矿过程中。
它通过物理和化学的方法将有用矿物与杂质矿物分离，从而实现对矿石的有效提取和回收。
本文将介绍浮选机的工作原理及其在选矿中的应用。
一、浮选机的基本原理浮选机的基本原理是利用气泡吸附矿物颗粒的表面，使其从水中浮起，从而实现矿石的物理分离。
浮选机主要由搅拌装置、气泡产生装置、矿浆供给装置、泡沫收集装置和控制系统等组成。
在浮选过程中，根据矿石的特性和所需选矿物的性质，将矿石和水混合形成矿浆。
浮选机内的搅拌装置能够以恰当的速度搅拌矿浆，使矿浆中的矿物颗粒均匀分散。
同时，气泡产生装置也起到重要的作用。
通常情况下，采用机械搅拌或空气搅拌的方式产生气泡。
气泡的大小和数量直接影响矿物颗粒的浮选效果。
一般情况下，较小和较多的气泡能更好地吸附矿物颗粒。
当矿浆中的气泡和矿物颗粒接触时，气泡会吸附在矿物颗粒表面，形成矿物颗粒与气泡的复合体，然后随着气泡的上升，将矿物颗粒带到液面上。
矿物颗粒与气泡形成的泡沫会集中在液面上形成泡沫层，而杂质矿物则沉入液面下。
二、浮选机的应用浮选机广泛应用于各个行业的矿石选矿过程中。
以下是几个常见的应用领域：1. 金属矿石选矿：浮选机在金属矿石选矿中应用广泛，包括黄金、铜、铅、锌等矿石。
通过浮选机的工作原理，可以将有用金属矿物与其他金属矿物分离，提高矿石的品位和回收率。
2. 非金属矿石选矿：浮选机也在非金属矿石选矿中得到广泛应用。
例如，白云石、磷矿石、钾长石等非金属矿石的提取和分选都可以通过浮选机实现。
3. 煤矿选矿：浮选机在煤矿选矿中也具有重要的应用价值。
通过浮选机的工作原理，可以将煤矿中的煤与石、硫化物等杂质分离，提高煤炭的品质。
4. 选矿废水处理：浮选机在选矿废水处理中起到重要的作用。
浮选机可以通过分离矿物颗粒和废水中的杂质矿物，将废水中的有用矿物回收，降低对环境的污染。
总结：浮选机是一种重要的矿石分选设备，其工作原理基于气泡吸附矿物颗粒的表面，实现矿石的物理分离。
第一章 浮选基本原理
第一章浮选基本原理1.1概述一、浮选及浮过程（1）浮选浮游选矿又名浮选，它是根据矿物表面物理化学性质的不同，对细粒矿物进行分选的方法。
浮选的对象：物料粒度细，粒度和密度作用小，重选方法难以分离的矿物；磁性和电性差别不大难以用磁选和电选分离的矿物。
浮选过程：在气、液、固三相体系中完成的复杂的物理化学过程。
其实是疏水的有用矿物粘附在气泡上，亲水的脉石矿物留在水中，从而实现，从而实现彼此分离。
（2）浮选过程①磨矿：先将矿石磨细，使有用矿物与其他矿物或脉石矿物分离②调浆加药：调节矿浆浓度，加入浮选药剂，以提高浮选效率③浮选分离：矿浆在浮选机中充分浮选，完成矿物的分选④产品处理：主要是脱水固体细颗粒和水混合形成矿浆磨矿调浆，加药充气浮选精矿尾矿二、浮选发展简介在古老的金银淘洗加工过程中，人们已认识到利用矿物的天然疏水性或亲水性（亲油性）的不同来提纯矿物原料。
浮选作为一种工业规模的选圹方法出现，在国外大约是在19世纪末叶。
在我国，解放前只有少数几座有色金属和石墨浮选厂。
大部分分布在东北和安徽。
１、全油浮选法根据各种矿物亲油性及亲水性的不同，加大量油类与矿浆搅拌，然后将粘附于油层中的亲油矿物刮去，面亲水性的矿物仍留在矿浆中，从而达到分离矿物的目的。
――早期工业浮选的先驱。
２、表层浮选法在工业上的应用出现于1892年，将磨矿干粉小心轻轻撒布在流动的水流表面，疏水性矿物不易被水润湿依靠表面张力面漂浮水面上，聚集成薄层，成为精矿；易被水润湿的亲水性脉石流入水中作为废弃尾矿排出。
３、泡沫浮选法1877年出现选别石墨的泡沫浮选专利，水煮沸水蒸气气泡。
1886年出现化学法产生气泡进行浮选专利，气泡作为载体。
20世纪初，出现原始的泡沫浮选法，使浮选法向前推进一步，并出现了许多形式的泡沫浮选法。
（1）气体浮选法（2）电解浮选法（3）真空浮选法（4）正压力浮选法（5）机械充气搅拌浮选法４、药剂在浮选法发展过程中的作用在浮选法发展过程中，药剂的应用和发展起了巨大的作用。
浮选基础知识
浮选基础知识浮选是一种常见的矿石分离技术，广泛应用于矿山、冶金、化工等行业。
它通过利用不同矿石的物理和化学性质差异，将矿石中有用矿物和废石分离开来，从而实现矿石的提纯和回收利用。
在浮选过程中，矿石经过破碎、磨矿和浮选等步骤，最终得到具有较高纯度的矿石产品。
浮选的基本原理是利用矿石中有用矿物和废石的浮力差异进行分离。
矿石在浮选槽中与空气或其他气体接触，有用矿物与气泡附着在一起形成矿泡，浮在液面上；而废石则下沉到底部。
通过调整浮选槽中的药剂种类和浓度、搅拌速度、气泡大小等参数，可以控制矿泡的生成和附着情况，实现有用矿物和废石的有效分离。
浮选过程中的关键设备是浮选机，它通常由浮选槽、搅拌器、气泡发生器和浮选药剂供给装置等组成。
浮选机的结构和工作原理各不相同，根据矿石性质和处理要求的不同，可以选择适合的浮选机进行操作。
常见的浮选机有机械搅拌式浮选机、气浮浮选机、压力浮选机等。
在浮选过程中，浮选药剂是起到关键作用的。
浮选药剂可以分为捕收剂、起泡剂和调节剂三类。
捕收剂可以与有用矿物表面发生化学反应，使其与气泡附着在一起，从而实现浮选分离；起泡剂可以产生大量微小气泡，提高浮选效果；调节剂可以调整浮选过程中的药剂性能和环境条件，优化浮选效果。
浮选过程中的控制参数和操作条件对浮选效果具有重要影响。
常见的控制参数包括浮选药剂种类和浓度、搅拌速度、气泡大小和密度等；而操作条件包括矿石的物理性质、磨矿粒度、浮选机的操作方式和浮选时间等。
通过合理调整这些参数和条件，可以最大程度地提高浮选效果，实现矿石的高效浮选分离。
浮选技术在矿石处理中具有广泛应用价值。
它不仅可以提高矿石的品位和回收率，减少矿石资源的浪费，还可以降低生产成本，提高经济效益。
同时，浮选技术还可以处理复杂矿石，实现多金属矿石的综合利用。
因此，浮选技术在矿山、冶金、化工等行业中得到了广泛推广和应用。
浮选作为一种重要的矿石分离技术，通过利用矿石中有用矿物和废石的浮力差异进行分离，实现矿石的提纯和回收利用。
浮选基本原理(安徽理工)
(3) 接触角的测定 接触角的测定方法有很多，如观察测 量法、斜板法、光反射法、长度测量法 和浸透测量法等等，
材料学院矿物加工工程教研组
2. 矿物表面的水化作用
（1）水化膜（层）的形成 润湿是水分子（偶极）对矿物表面的吸附 所形成的水化作用。水分子是极性分子，矿 物表面的不饱和键能也具有不同程度的极性。 因此，极性的水分子会在极性矿物表面吸附， 并在矿物表面形成水化膜。水化膜中的水分 子是定向、密集排列的，它们与普通水分子 的随机、稀疏排列不同。
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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
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1.3.2 矿物的表面电性与可浮性 矿物在水溶液中受水偶极及溶质的作用，表 面会带一种电荷。矿物表面电荷的存在影响 溶液中离子的分布：带相反电荷的离子会被 吸引到表面附近，带相同电荷的离子则被排 斥而远离表面，于是矿物—水溶液界面产生 电位差。这种在界面两边分布的异号电荷的 两层体系称为双电层。
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煤主要是由芳香网络所组成，即是多环芳 香族高分子化合物，是由大量苯核结合的 芳香族化合物，由多层平面碳网组成，但 也存在侧链。
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(3) 煤的可浮性 煤是多环芳香族化合物，各基本单元和周围侧链及 官能团随变质程度不同有很大变化，因此 ，煤具有 如下性质： ① 组成不同，各组分实际无法分离，浮选好坏与各组 分含量和性质有很大的关系； ② 煤的主体是多苯芳香核，芳香核的化学性质不活泼， 具有疏水性。因此，煤的主要表面是疏水的； ③ 在芳香核的碳网上，有数量不等的侧链，在氧化过 程中很容易生成含氧官能团, 使煤的某些部位具有 亲水性； ④ 煤的结构中还含有一定数量的矿物质，多数矿物质 具有一定极性，因而使煤部分表面具有亲水性；
采矿业中的选矿过程中的浮选技术研究
采矿业中的选矿过程中的浮选技术研究选矿是矿石中对有用矿物和废石进行分离和提取的过程，也是采矿业中的一个重要环节。
浮选技术是选矿过程中常用的一种分离方法，通过矿物与气泡的接触、吸附和浮起来实现矿石中有用矿物的提取。
本文将对采矿业中的选矿过程中的浮选技术进行研究。
一、浮选技术的原理浮选技术是利用气泡与矿物颗粒之间的吸附作用使矿物颗粒浮起来的方法。
在选矿过程中，通过控制气泡的产生和与矿物颗粒的接触，使有用矿物与气泡发生吸附并浮起来，而废石则保持在底层，从而实现矿石中有用矿物的分离。
浮选技术一般包括矿石破碎、磨矿和浮选三个阶段，其中浮选是整个过程的核心环节。
二、浮选技术的应用浮选技术在采矿业中得到广泛应用，特别是对于硫化矿、氧化矿、铜矿和铅锌矿等金属矿石的选矿中。
以铜矿为例，浮选技术能够有效分离和提取铜矿中的铜矿物，使铜品位得到提高，从而提高矿石的综合利用率。
在选矿过程中，浮选技术还可以用于分离不同粒度的矿石，实现细粒度的选矿。
三、浮选技术的影响因素浮选技术的效果受到多种因素的影响，如气泡的生成和接触、矿石的性质、药剂配比等。
气泡的生成和接触是浮选技术中最关键的环节，气泡的大小、形状和产生速度都会影响浮选效果。
矿石的性质也是影响浮选结果的重要因素，矿石的硬度、密度和粒度等都会影响气泡与矿石的接触情况。
药剂配比是控制浮选过程中气泡与矿石接触的关键，不同药剂之间的比例和浓度会影响浮选效果。
四、浮选技术的改进和创新随着科学技术的不断进步，浮选技术也在不断改进和创新。
一方面，人们通过改变气泡的特性和药剂的配比来改善浮选效果，提高有用矿物的提取率。
另一方面，人们也研究了新型的浮选设备和新型的药剂，如空化浮选机和有机药剂等，来提高浮选效率和降低对环境的影响。
五、浮选技术的发展趋势随着资源的日益枯竭和对环境保护的要求越来越高，浮选技术在采矿业中的地位将越来越重要。
未来，浮选技术将更加注重环保性和高效率，减少对水资源的消耗和对环境的污染。
浮选选矿原理
浮选选矿原理
浮选选矿原理是一种通过物理方法分离矿石中有用矿物和废石的方法。
该原理基于矿石中有用矿物与废石在水中的浮力差异，利用气泡附着在矿物表面上形成气泡矿物粒子颗粒的方法，将有用矿物从废石中分离出来。
浮选选矿原理的步骤如下：
1. 粉矿处理：将原矿研磨成粉状，以增加物料与水的接触面积。
2. 调节剂加入：向物料中加入所需的药剂，如捕收剂、起泡剂等。
这些药剂的作用是使有用矿物表面形成气泡，以便分离出来。
3. 搅拌混合：将物料与水和药剂混合，形成悬浮液。
搅拌的作用是将药剂均匀地分散到物料中，以增加反应效果。
4. 进气：将含有气泡的空气或其他气体注入悬浮液中。
气体的注入会产生气泡，气泡与有用矿物表面附着，形成气泡矿物颗粒。
5. 分离：气泡矿物颗粒浮到悬浮液的表面，形成浮渣。
浮渣中含有有用矿物。
废石在悬浮液中下沉，形成沉渣。
沉渣中含有废石和其他非有用矿物。
6. 清洗：将浮渣从悬浮液中取出，并进行进一步的处理，以得到纯净的有用矿物。
浮选选矿原理的关键在于气泡的形成和附着。
气泡通过物料与药剂的反应形成，并优先附着在有用矿物表面上，使其脱离废石而浮到液面上。
这种原理可以应用于许多矿石的选矿过程中，通过调节药剂的种类和用量，可以实现对不同矿石的有效分离和提取。
浮选的基本原理及浮选过程
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。
浮选选煤的原理
浮选选煤的原理浮选选煤是一种根据煤和矿石颗粒的密度差异进行物理分离的方法，广泛应用于煤炭工业中的煤炭净化、煤炭提质和矿石选矿等领域。
其原理主要基于煤和矿石在水中的浮力差异，利用气泡与固体颗粒之间的吸附和附着作用来进行分离。
浮选选煤系统通常由破碎、磨矿、浮选和脱水等过程组成。
以下是浮选选煤的原理和过程的详细解释。
首先，在浮选选煤的初始阶段，煤和矿石被破碎和磨矿，使其颗粒细化，并增加表面积以提高分离效果。
然后，在浮选过程中，将破碎后的煤和矿石混合物加入到浮选槽中，通常是一个大型的槽或槽系列。
浮选槽里注入水、药剂和气泡，药剂主要是浮选剂，它能吸附在煤和矿石表面，改变其表面性质，从而增强颗粒与气泡之间的附着力。
接下来，利用气泡在浮选槽中的产生，气泡可以通过物理或化学方式产生，常见的方式包括空气注入、流体力学和超声波等。
当气泡进入浮选槽中，通过与煤和矿石颗粒接触，气泡可在颗粒表面形成气泡颗粒复合体。
气泡和颗粒复合体的形成是浮选选煤中最关键的一步。
气泡与煤和矿石表面的化学吸附和物理附着作用使得颗粒和气泡之间的附着力增强，这种附着力是根据气泡与颗粒之间的两种相互作用力产生的。
一方面，气泡表面存在亲水性和疏水性区域，亲水性区域与水中的流体有良好的接触，而疏水性区域则与颗粒固体有更好的接触。
这种接触会形成胶状润湿剂，使气泡能够夹持颗粒一起上升到槽面。
另一方面，具有电荷的浮选剂和表面带电的颗粒之间也会发生相互作用，使颗粒固定在气泡表面。
当气泡与颗粒复合体上升到浮选槽表面时，形成了泡沫层。
泡沫层主要由气泡及其附着的颗粒组成。
浮选槽的设计通常采用逆向柱流设计，即在浮选槽中靠近槽底部注入气体和搅拌力，以便尽可能在槽底形成大量的气泡。
通过气泡的上升和涡流的逆向流动，从而将泡沫层带到浮选槽的上部。
较低密度的煤和矿石颗粒则会被泡沫卷入槽上部，而高密度的杂质和矿石颗粒则会通过重力下沉到槽底。
在这个过程中，煤和杂质颗粒的分离发生，从而实现了煤和杂质的分离。
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。
第一章 浮选基本原理
第一章浮选基本原理第一节矿物表面的润湿性与可浮性一、润湿现象矿物可浮性好坏的最直观的标志，就是被水润湿的程度不同，例如石英、云母等很易被水润湿，而石墨、浑辉钼矿等不易被水润湿。
易被水润湿的矿物叫做亲水性矿物，不易被水润湿的矿物叫做疏水性矿物。
图1—1是水滴和气泡在不同矿物表面的铺展情况。
图中矿物的上方是空气中水滴在矿物表面的铺展形式，从左至右，随着矿物亲水程度的减弱，水滴越来越难于铺开而成为球形；图中矿物下面是水中气泡在矿物表面附着的形式，气泡的形状正好与水滴的形状相反，则从右至左，随着矿物表面亲水性的增强，气泡变为球形。
矿物表面的亲水或疏水程度，常用接触角 来度量。
在液体所接触的固体（矿物）表面与气相（气泡、空气）的分界点处，沿液滴或气泡表面作切线，则此切线在液体一方的，与固体表面的夹角称为“接触角”。
亲水性矿物接触角小，比较难浮；疏水性矿物接触角大，比较易浮。
前人已对许多不同类型的矿物进行过接触角的测定，现选择若干个测定值列于表1—1。
表1—1接触角测定值举例二、接触角与矿物润湿性的度量当气泡在矿物表面附着时，如图1—2所示，一般认为气泡与矿物表面接触处是三相接触，并将这条接触线称为“润湿周边”。
气泡附着于矿物表面（或水滴附着于矿物表面）的过程中，润湿周边是可以移动的，或者变大，或者缩小。
当润湿周边不变化时，表明该周边上的本相界面的自由能（以表面张力表示）已达到平衡，此时的接触角名为“平衡接触角”（简称接触角）。
以后的讨论中提到的接触角，除注明者外，均指平衡接触角。
图1—2 矿粒与气泡接触平衡示意图图1—2中气—液—固碱相平衡时，其平衡状态方程（Y oung 方程）为：у固气=у固液у液气cos θ （1-1）或中у固气、у固液、у液气——固-气、固-液和液-气界面的自由能（或表面张力）；θ——接触角上式表明，接触角θ是三个相界自由能的函数，它既与矿物表面性质有关，也与液相、气相的界面的性质有关。
安徽理工大学材料科学与工程学院
安徽理工大学材料科学与工程学院选矿学教案课程信息总表授课教师徐初阳 职称教授 系别矿物加工工程系课程名称浮游选矿、煤泥水处理授课专业(年级)矿物加工06-1，2，3课程编号授课时间2009.4.13~2009.6.12修课人数109必修课公共基础课( )；学科基础课( )；专业课( √ )课程类型选修课公共基础课( )；学科基础课( )；专业课( )/指选( )；任选( )授课方式课堂教学( √ ) 考核方式考试( √)；考查( )课程教学总学时数64学时学分数2学分学时分配课堂讲授48学时；实验课16学时；其它学时《选矿学》作者谢广元出版社及出版时间中国矿业大学出版社2001教材名称《浮游选煤与选矿》作者蔡璋出版社及出版时间煤炭工业出版社1991.8《选煤厂煤泥水处理》作者张明旭出版社及出版时间中国矿业大学出版社2005指定参考书《浮游选煤技术》作者吴大为出版社及出版时间中国矿业大学出版社2005其它教学参考等可用教学资源上网查询选煤理论及实践的实时咨询，系资料室查阅有关期刊备注第 一 讲周次第9 周，第 1 次课备注章节名称第一章浮选基本原理授课方式理论课( √)；实验课( )；其它( )教学目的及要求掌握浮选的基本概念及浮选的应用范围，理解并掌握浮选的基本原理、浮选过程的动力学分析及气泡矿化的原理，以及浮选速率的影响因素。
教学重点浮选的基本过程，矿石表面性质对浮选的影响。
教学难点矿石的表面性质对浮选的影响以及影响浮选速率的影响因素。
教学手段主要有常规教学、多媒体教学、网络教学常规教学教学方法设置问题情景，采用启发式教学方法教学内容提要时间分配第一节 概述第二节 固.液.气各相性质第三节 相界面性质与可浮性第四节 气泡矿化第五节 浮选动力学讨论、练习、作业参考资料《界面分选原理及应用》卢寿慈，翁达课后分析每门课的第一次课很重要，介绍本课程的基本情况，包括课程性质，学时数，课程的基本特点,考核方式等。
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选设备，主要用于选别金属矿石中的有用矿物和非金属矿石中的有用矿物。
它通过物理和化学的作用，使矿石中的有用矿物与废石分离，从而实现矿石的浮选分选。
浮选机的工作原理基于矿石中有用矿物和废石的物理和化学性质的差异。
在浮选过程中，首先将矿石粉碎成一定的粒度，然后将其与水、药剂和气体混合，形成悬浮液。
悬浮液经过搅拌后，将矿石中的有用矿物和废石分散在其中。
浮选机通过悬浮液中的气泡与矿石中的有用矿物发生作用来实现分选。
气泡通过浮选机的进气管道进入浮选槽，在悬浮液中形成气泡带。
当气泡带接触到矿石中的有用矿物时，气泡会附着在有用矿物的表面上，使其浮起来。
而废石由于其与气泡的接触性差，无法浮起，继续沉入悬浮液底部。
浮选机中的悬浮液经过一系列的分选过程，最终将有用矿物和废石分离开来。
分选过程中的药剂起到了重要的作用，它可以改变矿石中有用矿物和废石的表面性质，增加它们与气泡的附着性，从而提高分选效果。
浮选机的工作过程可以分为四个阶段：吸附阶段、激活阶段、浮选阶段和清洁阶段。
在吸附阶段，药剂吸附在有用矿物的表面，使其与气泡发生作用。
在激活阶段，通过搅拌和药剂的作用，使有用矿物表面的药剂得到激活，增加与气泡的接触性。
在浮选阶段，气泡与有用矿物发生附着作用，使其浮起。
在清洁阶段，将浮起的有用矿物从浮选槽中收集起来，同时排除废石。
浮选机的工作原理可以通过实验和数值模拟进行研究和优化。
通过调整悬浮液中的药剂种类和浓度、气泡大小和数量、搅拌强度等参数，可以改善分选效果，提高有用矿物的回收率。
总之，浮选机通过利用矿石中有用矿物和废石的物理和化学性质的差异，通过气泡与有用矿物的附着作用，实现了矿石的浮选分选。
它是矿石处理中的重要设备，广泛应用于金属矿石和非金属矿石的选别过程中。
浮选复习资料
浮选复习资料浮选是一种常见的矿石分离技术，广泛应用于矿山、冶炼和环保等领域。
作为矿石处理的重要环节，浮选技术的掌握对于矿石的高效利用至关重要。
本文将从浮选原理、浮选机械、浮选药剂和浮选过程等方面，为读者提供一些浮选复习资料。
一、浮选原理浮选的基本原理是利用矿石和浮选药剂之间的物理和化学性质差异，通过气泡与矿石颗粒的附着和升浮，实现矿石的分离。
浮选过程中，矿石颗粒与气泡的接触形成矿泡，矿泡在浮选槽中上升，最终分离出有价矿物和废石。
二、浮选机械浮选机械是浮选过程中的关键设备，常见的浮选机械有机械搅拌式浮选机、气浮选机和浮选柱等。
机械搅拌式浮选机通过搅拌器产生搅拌力，使矿浆和气泡充分混合；气浮选机则是通过压缩空气将气泡注入浮选槽中，实现气泡与矿石颗粒的接触；浮选柱则是利用气泡在柱状设备中的上升作用，将矿石分离。
三、浮选药剂浮选药剂是浮选过程中不可或缺的因素，它可以改变矿石和气泡之间的表面性质，从而影响浮选效果。
常见的浮选药剂包括捕收剂、起泡剂和调节剂。
捕收剂可以增加有价矿物与气泡的附着力，起泡剂则可以提供足够的气泡量，调节剂则是用于调整浮选过程中的pH值等参数。
四、浮选过程浮选过程通常包括破碎、磨矿、浮选和浓缩等环节。
首先，通过破碎和磨矿将原矿石粉碎成适当的颗粒大小，以便进行后续的浮选操作。
然后，将矿石浆料与浮选药剂混合，经过浮选机械的处理，使有价矿物与气泡形成矿泡并上升。
最后，通过浓缩操作将矿泡中的有价矿物分离出来，得到浓缩矿。
五、浮选的应用浮选技术在矿山、冶炼和环保等领域都有广泛的应用。
在矿山中，浮选可以将有价矿物与废石分离，提高矿石的品位和回收率。
在冶炼中，浮选可以将金属矿石中的有价金属分离出来，提供高纯度的金属原料。
在环保领域，浮选可以用于处理废水中的重金属离子，减少对环境的污染。
综上所述，浮选作为一种重要的矿石分离技术，具有广泛的应用前景。
通过对浮选原理、浮选机械、浮选药剂和浮选过程等方面的复习，我们可以更好地理解和掌握浮选技术，为矿石处理提供有效的解决方案。
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现代的泡沫浮选过程一般包括以下作业：
① 磨矿——即先将矿石磨细，使有用矿物与 其他 矿物或脉石矿物解离； ② 调浆加药——调整矿浆浓度适合浮选要求， 并加入所需的浮选药 剂，以提高效率； ③ 浮选分离——矿浆在浮选机中充气浮选， 完成矿物的分选； ④ 产品处 理——浮选后的泡沫产品和尾矿产 品进行脱水分离。
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别。水分子则会根据矿物表面的极性不同 在其表面进行不同形式的定向排列，形成 不同性质的水化层或水化膜，使矿物表面 的自由能发生变化。 3.水的溶解能力 水的溶解能力在浮选过程中具有相当重 要的作用。由于水会对矿物表面的一些离 子溶解，从而改变矿物表面的化学组成、 界面电性及液相的化学组成，结果也改变 了矿物在浮选过程中的行为。
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④ 晶格取代——粘土、云母等硅酸盐矿物是由 铝氧八面体和硅氧四面体的层状晶格构成的。 在 铝氧八面体层片中，当Al3+被低价的Mg2+或Ca2+ 取代，或在硅氧四面体层片中Si4+被Al3+置换， 结果会使晶格带负电。为维持电中性，矿物表面 就吸附某些正离子（例如碱金属离子Na+或K+）。 当矿物置于水中时，这些碱金属阳离子 因水化而 从表面进入溶液，故这些矿物表面荷负电。
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自然界中天然可浮性好的矿物较少。 具有分子键的晶体，如石蜡、硫磺具有良好 的天然可浮性； 片状或层状结构的晶体，如石墨、滑石则具 有中等天然可浮性； 其他多数矿物都具有强的亲水性，其天然可 浮性较差。大多数硫化矿、氧化矿、硅酸盐矿 等都具有强的亲水性。 要实现各类矿物的浮选主要是依靠人为地改 变矿物的可浮性。要人为的改变可浮性，最有 效的方法是浮选药剂在不同矿物表面的吸附。 从而造成矿物表面的“人为可浮性” 。
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⑤ 煤表面上的含氧官能团和无机矿物质虽使煤 具有了一定亲水性，但这些部位也有较高的化学 活性，捕收剂中的某些杂极性分子可以吸附在这 些活性部位，从而提高整个煤粒的疏水性； ⑥ 煤的变质程度对煤的可浮性有很大的影响。 通常，中等变质程度的煤具有最好的可浮性 。 变质程度高和变质程度低的煤，其可浮性均有 下降。变质程度低时，含氧官能团数量大，孔 隙度达10%以上；变质程度高时，亲水的含氧 官能团数量虽有所降低，但侧链含量也减少 ， 而且侧链变短，使疏水程度降低，孔隙度也比中 等变质程度时有所增加，因此，在两种 情况下， 可浮性均较差；
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2. 矿物的表面键能、极性与天然可浮，由于暴露在表面的键型不同，矿 物表面性质也就不同，其规律大致如下： ① 当断裂面以离子键为主，表面不饱和键具有强的 静电吸引力，为强不饱和键。 ② 当断裂面以共价键为主，表面不饱和键多为原子键。 该类表面有较强静电力或偶极作用 ，亦为强不 饱和键 。 ③ 当断裂面以分子键为主，其表面不饱和键多为弱键。 如矿物表面以定向力、诱导力为主 ，此种弱键 又强于色散力为主的弱键。 矿物表面键能的差异对矿物的可浮性有极大的影响。 1.亲水性表面，此时的矿物可浮性差。 2.疏水性表面，此时的矿物可浮性好。
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1.2.3 气相及其性质 泡沫浮选过程中，空气所形成的气泡 是一种选择性的运载工具。浮选矿浆中 某些颗粒能够粘附到气泡上浮出，其余 则不能粘附到气泡上而留在矿浆中，从 而将它们分离。浮选中的气相主要是空 气，空气主要是由氧、氮、二氧化碳等 组成的混合物。空气中不同成分在水中 的溶解度不同，因而与矿物和水的作用 也不同，对分选有不同影响。
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浮选槽内完成浮选的过程
图1-1-2浮选槽内的浮选过程
F—入料；K—泡沫精矿； T—尾矿；○—空气；•—矿粒
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1.2 固、液、气各相性质
1.2.1 固相的结构和性质
自然界的矿物按工业用途可分为两大类：工业矿物 和能源矿物。前者多为晶体矿物，后者则为非晶体 矿物。 1.矿物的晶体结构 晶体化学中根据晶体内部质点和键的性质将矿物晶 体分为四类：离子晶体、原子晶体（共价晶体）、 分子晶体和金属晶体。
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煤主要是由芳香网络所组成，即是多环芳 香族高分子化合物，是由大量苯核结合的 芳香族化合物，由多层平面碳网组成，但 也存在侧链。
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(3) 煤的可浮性 煤是多环芳香族化合物，各基本单元和周围侧链及 官能团随变质程度不同有很大变化，因此 ，煤具有 如下性质： ① 组成不同，各组分实际无法分离，浮选好坏与各组 分含量和性质有很大的关系； ② 煤的主体是多苯芳香核，芳香核的化学性质不活泼， 具有疏水性。因此，煤的主要表面是疏水的； ③ 在芳香核的碳网上，有数量不等的侧链，在氧化过 程中很容易生成含氧官能团, 使煤的某些部位具有 亲水性； ④ 煤的结构中还含有一定数量的矿物质，多数矿物质 具有一定极性，因而使煤部分表面具有亲水性；
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(1) 离子晶体：离子晶体由阴离子和阳离子组成，阴、 阳离子交替排列在晶格结点上，它们之间以静电引力 相结合，这种结合力所形成的键称离子键。 (2) 原子晶体：原子晶体由原子组成，晶格结点上排 列的是中性原子，靠共用电子对结合在一起，这种键 称原子键或共价键，极性较强。 (3) 分子晶体：分子晶体的晶格中分子是结构的基本 单元，分子间由极弱的范德华力（即分子间力）或分 子键联接。组成晶体的分子键很弱，因此硬度较小， 对水的亲和力弱。多数层状构造矿物层与层之间常以 弱分子键相连。 (4) 金属晶体：金属晶体的结点上为金属阳离子，周 围有自由运动的电子，阳离子与公有电子相互作用， 结合成金属键。
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如图矿物表面润湿现象
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如图三种基本润湿形式 (a) 附着润湿；(b) 铺展润湿；(c) 浸没润湿
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润湿：任意两种流体与固体接触后，所发 生的附着、展开或浸没现象。其结果是一 种流体被另一种流体从固体表面部分或全 部被排挤或取代，这是一种物理过程，且 是可逆的。
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（2） 接触角 在一浸于水中的矿物表面上附着一个气泡，当达 平衡时气泡在矿物表面形成一定的接触周边，称 为三相润湿周边。在任意二相界面都存在着界面 自由能 。固—水与水—气两个界面自由能所包之 角（包括水相）称为接触 角，以θ 表示。
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平衡状态（杨氏Young） 方程
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1.3 相界面性质与可浮性
1.3.1 润湿性、水化现象与可浮性
1.矿物表面的润湿性 （1）润湿现象 润湿是自然界常见的现象。如往干净的玻璃上滴 一滴水，水会很快地沿玻璃表面展开，成为平面凸 镜的形状。但若往石蜡表面滴一滴水，水则力图保 持球形，但因重力的影响，水滴在石蜡上形成一椭 圆球状而不展开。这两种不同现象表明，玻璃能被 水润湿，是亲水物质；石蜡不能被水润湿，是疏水 物质。
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3.煤的组成结构与可浮性 (1) 煤的基本组成 煤的组成有明显的不均匀性。煤是由 有机质和多种无机矿物组成的复合体， 其成分随煤化程度的变化而大幅度变化。
按煤岩学的观点，煤有四种主要组分： 丝炭、暗煤、镜煤和亮煤。
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(2) 煤的结构模型 万—克列维廉提出的煤的结构模型
(3) 接触角的测定 接触角的测定方法有很多，如观察测 量法、斜板法、光反射法、长度测量法 和浸透测量法等等，
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2. 矿物表面的水化作用
（1）水化膜（层）的形成 润湿是水分子（偶极）对矿物表面的吸附 所形成的水化作用。水分子是极性分子，矿 物表面的不饱和键能也具有不同程度的极性。 因此，极性的水分子会在极性矿物表面吸附， 并在矿物表面形成水化膜。水化膜中的水分 子是定向、密集排列的，它们与普通水分子 的随机、稀疏排列不同。
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2.水分子对矿物表面的作用 矿物破裂后，其断裂面上具有不饱和键。 将断裂面置于真空中，则得不到任何补偿； 如置于空气中，虽可得到部分补偿，但由于 氧、氮分子密度很低，不具有极性，所得到 的补偿极小 ；如果将断裂面置于水中，则矿 物表面的不饱和键与水偶极子发生作用，得 到部分补偿。 矿物由于构成其晶格结构的不同，当矿物 破裂后，其断裂面上希望得到补偿的不饱和 键特性不同，因而矿物表面的极性也有差
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1.2.2 液相的结构和性质
浮选时液相为水，液体水的结构和 性质对矿物表面性质、浮选药剂的性质 及浮选过程均产生极大的影响，决定了 浮选的特征。
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1.水分子的结构特点 水分子由两个氢原子和一个氧原子组 成，三个原子核构成以两个质子为底的 等腰三角形，见图
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当θ >90°时，σ SL>σ SG，矿物表面不易 被水润湿，称为疏水表面； 当θ <90°时，σ SL<σ SG，矿物表面易 被水润湿，称为亲水表面 。 原则上，取θ =90°为分界线，θ =0°～ 90°时称亲水性表面，θ =90°～180°时 称疏水性
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浮游选矿
安徽理工大学 矿物加工工程系
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第一章 浮选基本原理
1.1 概
述
浮游选矿又称浮选 ，从水的悬浮液中 （称矿物和水的悬浮液为矿浆）浮出固 体的过程。 浮选是由于不同固体矿物的表面性质差 异，通过它们对矿浆中液体和气体的作 用 不同而实现分选的。有的矿物疏水、 亲气，可粘附到气泡上，进入泡沫成为 精矿，另一些亲 水、疏气的矿物则不和 气泡粘附，留在矿浆中成为尾矿(正浮选)