矿物浮选第3章浮选的基本原理(1)
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。
材料学院矿物加工工程教研组
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
材料学院矿物加工工程教研组
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。
材料学院矿物加工工程教研组
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。
材料学院矿物加工工程教研组
(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；
《磷矿浮选》第三章
第三章磷矿浮选的理论基础从技术的角度来看，浮选是指通过与第二流休相接触，从水悬浮液体中取出所选固体(目的矿物)的技术，如泡沫浮选用空气为第二流体，油浮选用油等。
不难看出，浮选至少涉及在各种浮选药剂存在下，三种界面的物理化学性质。
因此，从基础的角度看，浮选技术是界面化学的最重要应用，是非常复杂的界面化学问题。
为了有效地分离各种矿物，人们越来越认识到，必须掌握影响矿物浮选性能的各种因素。
即了解矿浆中发生的各种界面现象，搞清矿物与各种浮选药剂的作用机理，设想出各种反应模型，然而浮选体系是一种很复杂的多组分、多粒子的多相体系，要想全面弄清这种复杂体系中所发生的各种反应，无论从理论上和技术上都不是件易事，尽管人们做了大量研究，特别是近来，随着一些先进的表面测试技术的出现，这种研究有了很大的进步。
但总的来说，浮选理论的研究还落后于浮选实践。
尤其是对磷酸盐类矿物的研究，这种差距就更大。
这一方面因为磷矿物本身在组成和构造上比较复杂，另一方面是因为和磷矿物共生的脉石矿物常常是碳酸盐类矿物，它与磷酸盐类矿物的许多相似性质，使得研究工作更加难以控倒，精确的试验数据难以得到.所以本术所介绍的磷矿浮选理论基础主要是些较为成熟的研究资料和编者的试验总结，重点放在影响磷矿浮选的因素和浮选中各种药剂的作用机理上。
第一节磷矿物的特征及其可浮性这里讨论的磷矿物是指各种磷灰石和“胶磷矿”。
这是两种基本形式相同而结晶程度相异的两种主要磷矿物，前者呈晶形而后者属隐晶质。
然而它们的基本化学组成相近。
加之对磷灰石的研究也成熟些，所以这节主要介绍确灰石的特征与可浮性。
一、磷矿物化学组成磷灰石是一三离子晶体的微溶磷酸盐矿物。
矿物中磷常以P离子出现，与氧结合成稳固的[PO4]3-络阴离子，而[PO4]3-易与钙化合形成磷灰石，所以常见的磷矿物是钙磷酸盐类。
在磷矿物的形成过程中，其晶格离于常被一系列其它元素所替代，因而天然磷灰石实际上又是一系列置换(替代)产物，这就使得磷矿物在组成、结构和构造上呈现出多变性和复杂化，从而使得同为磷矿物却表现出不同的性质。
矿物加工学复习 ( 三 )
浮选复习第一章：浮选基本原理1.浮选法的依据是什么？表层浮选、多油浮选和泡沫浮选各自的原理？答：浮选是根据矿物表面物理化学性质的差异，而分选矿物的一种选矿方法。
①表层浮选：分选作用主要在水-气界面发生，将细矿石粉洒在流动水面，矿石中某些疏水亲气的矿物浮在水面，另一些亲水疏气的矿物则沉在水中，分别收集后实现分离。
②多油浮选：将细粒矿石与大量的油和水一起搅拌，分选作用主要在油-水界面发生，矿石中某些疏水亲油的矿物进入油中后浮起，其他亲水疏油的矿物则留在水中，然后从油和水中再分离出不同的矿物。
③泡沫浮选：利用矿浆中产生的气泡增加气液界面，提高分离效率，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.浮选在矿物精选工业中的地位。
为什么？答：浮选是应用最广且最有前途的选矿方法。
因为：①回收率高②适应性广③有效处理细泥3.煤泥浮选在煤炭分选工业中的作用是什么？答：煤泥浮选是利用煤与矸石表面物理化学性质的差异，并能过添加特定浮选药剂的方法来扩大煤与矸石间表机润湿性的差别，在固、液、气三相界面，选择性地富集低灰煤炭，从而实现煤与矸石分离的一种煤泥分选技术。
浮选之所以能广泛地应用于煤泥分选，重要的原因在于它能能过浮选药剂灵活地控制浮选过程，并按照人们的要求有效地实现煤与矸石分离，使煤炭资源得到综合高效利用。
4.浮选系统中气-水两相的结构特点有何同异处？答：气相中的水蒸气和液相中的水分子都是极性分子；气相中大部分气体是非极性分子，而水分子为极性。
之所以要单独提出同点，是因为气相中的水蒸气对浮选有影响，如水蒸气加速矿物表面的氧化等。
5.简述矿物表面的极性与非极性含义。
为什么矿物表面有极性与非极性之分？（答案见作业题第一题第二小问）6.矿物表面为何有亲水和疏水之分？答：因为矿物晶格破裂时，由于暴露在表面的键型不同，矿物表面性质也就不同。
当矿物表面具有较强的离子键、共价键时，其不饱和程度较高。
矿物浮选浮选的基本原理
浮选的基本原理（2）
——矿物表面电性
1 矿物表面电性起源
?离子的优先溶解
? 离子的吸附或解离 CaWO 4 ＋Ｈ２Ｏ
ＷＯ２－ ４
CaWO 4
ＷＯ２－ ４
Ca 2+
1 矿物表面电性起源
晶格离子取代
2 双电层结构及电位
2.1 双电层结构
?双电层紧密层:配衡离子受 定位离子的静电作用 ,在矿 物表面形成的单层吸附层
2 双电层结构及电位
2.1 双电层结构
表面电位（ψ 0）-颗粒表面与溶液之间的电位差。荷电的矿物表面与溶液之 间的电位差。对于导体与半导体，制成电极可以测定。
设矿物MA在水溶液中处于平衡，各组分在表面与溶液的化学
位应相等，对于正定位离子有： ?s,? ? ?b,?
?o s,?
?
RTlnas,?
?
nF?s
?零电点：荷电矿物表面与溶液之间的电位差为零时， Φ 0=0，溶 液中定位离子活度的负对数值定义为PZC(Point of zero charge) 。
?等电点：无特性吸附时，动电位（ ζ）为零时，溶液中定位离子 活度的负对数值定义为IEP （Isoelectric point) 。
?动电位（ζ）容易测定，在浮选中很重要，无特性吸附时， Φ 0=0时， ζ=0，所以用测定IEP 来确定PZC 。
2 双电层结构及电位
2.1 双电层结构
例1：
已知石英的pH PZC =1.8，计算pH=1.0 和7.0时，表面电位大小。
解：由（6-22）式，当pH=1.0 时，
? 0 ? 0.059?1.8 ? 1.0?? 0.047?V?? 47mV
当pH=7.0 时，
浮选基本原理
矿物表面的不均匀性
浮选研究常常发现同一种矿物可浮性差别相 当大，这是因为实际矿物很少是理想典型的 纯矿物。他们存在着许多物理不均匀性、化 学不均匀性和物理化学不均匀性（半导体）， 从而使其可浮性发生各种各样的变化。
1.矿物的物理不均匀性：矿物在生成及 经历地质矿床变化过程中，矿物表面呈 现宏观不均匀性和晶体产生各种缺陷、 空位、夹杂、位错、以及镶嵌等现象， 通称为物理不均匀性。
浓度稀时可用浓度代替。
a a 0
0
M
X
----为ψ0=0时正、负离子的活度，
浓度稀时可用浓度代替。
⑵斯特恩电位（ψδ）：紧密面与溶液之间的电 位差。
⑶动电位（ξ）：是指当矿物-溶液在外力下作
相对运动时，滑移面上的电位。也称“电动电
位”、“ξ-电位”。
3、零电点与等电点 （1）零电点（PZC）：是指当ψ0为零（或表 面净电荷为零）时，溶液中定位离子活度的
判断矿物表面润湿 性的大小,常用接触角表 示，接触角的大小随着 疏水程度的增大而增加， 颗粒疏水性越高，越容 易被稳定气泡吸附。接 触角是反映矿物表面亲 水性与疏水性强弱程度 的一个物理量。成为衡 量润湿程度的尺度，它 既能反映矿物的表面性 质,又可作为评定矿物可 浮性的一种指标。
接触角的大小与 固-气 (γSA), 固液(γSW) 以及 液-气(γ WA) 界面的 表面张力有关，平衡状态时如右图所示。 接触角的定义 当气泡在矿物表面附着（或水滴附着 于矿物表面）时，一般认为其接触角处 为三相接触，并将这条接触线称为“润 湿周边”，在接触过程中，润湿周边可
一、浮选药剂在矿物-水溶液界面的吸附类型 1、按吸附物的形态
⑴分子吸附；被分散或被溶解于矿浆溶液中的 药剂分子在表面上的吸附。（吸附对象是分子，可 以是弱电解质（极性分子）、中性分子等。）
矿物浮选第3章浮选的基本原理教程
目 录
• 浮选概述与基本原理 • 矿物表面性质与可浮性 • 浮选药剂种类与作用机理 • 浮选工艺流程与操作参数优化 • 浮选实践案例分析 • 常见问题分析与解决策略
01 浮选概述与基本原理
浮选定义及目的
浮选定义
浮选是一种利用矿物表面物理化 学性质的差异，使矿物颗粒在气 泡或泡沫上选择性粘附，从而实 现矿物分离和富集的选矿方法。
表面电性
03
矿物表面常带有电荷，影响矿物颗粒之间的相互作用及与浮选
药剂的吸附。
矿物表面润湿性与可浮性关系
润湿性定义
指液体在固体表面铺展的能力，通常 用接触角来衡量。
润湿性与可浮性关系
润湿性好的矿物容易被水润湿，难以 被气泡吸附，因此可浮性差；反之， 润湿性差的矿物容易被气泡吸附，可 浮性好。
矿物表面电性与可浮性关系
03
药剂添加顺序和时间需严格控制，以确保最 佳浮选效果。
04
定期检查药剂质量和添加系统，确保药剂稳 定供应和准确添加。
04 浮选工艺流程与操作参数 优化
粗选、扫选、精选流程介绍
粗选
初步分离有用矿物和脉石矿物， 得到粗精矿和尾矿。粗选作业通 常采用较大的药剂用量和较粗的 磨矿细度。
扫选
对粗选尾矿进行再次分选，回收 其中的有用矿物，提高资源利用 率。扫选作业的药剂用量和磨矿 细度一般较粗选略低。
自动加药系统
根据矿石性质、给矿量等因素，自动调节药剂种类和用量 ，实现精准加药。
自动控制系统
通过检测矿浆浓度、流量、液位等参数，自动调节浮选机 充气量、搅拌速度等，实现浮选过程的自动控制。
在线检测与分析技术
应用X射线荧光光谱仪、在线粒度分析仪等在线检测与分 析技术，实时监测浮选过程中有用矿物的品位和回收率， 为操作参数调整提供依据。
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选矿设备，用于对矿石中的实用矿物和非实用矿物进行分离。
它通过利用矿石中矿物与气泡的亲和性差异，将实用矿物与非实用矿物分离开来。
浮选机主要由槽体、搅拌装置、气泡发生装置、废渣排出装置等部份组成。
下面将详细介绍浮选机的工作原理。
1. 槽体：浮选机的槽体是一个容纳矿浆的大槽，通常呈长方形或者圆形。
槽体内部份为多个隔室，每一个隔室之间通过槽壁上的孔洞相互连接。
2. 搅拌装置：搅拌装置位于槽体底部，通过搅拌器将矿浆中的矿石和药剂充分混合，使其形成均匀的矿浆。
3. 气泡发生装置：气泡发生装置位于槽体底部，通过将空气或者其他气体注入槽体底部，产生大量微细气泡。
4. 废渣排出装置：废渣排出装置位于槽体底部，用于将非实用矿物的废渣排出。
浮选机的工作过程如下：1. 矿浆进料：将矿石经过破碎、磨矿等工艺处理后，形成矿浆，通过进料管道输入浮选机的槽体中。
2. 搅拌混合：搅拌装置将矿浆中的矿石和药剂进行充分混合，使其达到最佳的浮选条件。
3. 气泡注入：气泡发生装置将空气或者其他气体注入槽体底部，产生大量微细气泡。
这些气泡会附着在实用矿物表面，使其具有浮力。
4. 浮选分离：实用矿物与气泡结合后上浮到液面，形成浮泡。
而非实用矿物则沉入底部，形成废渣。
通过控制气泡的注入量和搅拌的强度，可以实现对实用矿物和非实用矿物的有效分离。
5. 废渣排出：废渣排出装置将废渣从槽体底部排出，以便进行后续处理或者废弃。
6. 实用矿物采集：浮泡中的实用矿物被采集起来，通常通过集中槽或者其他采集装置进行采集。
浮选机的工作原理基于矿物与气泡的亲和性差异。
实用矿物表面通常具有亲水性，而非实用矿物表面则具有疏水性。
当气泡被注入矿浆中时，它们会附着在实用矿物表面，形成浮泡，从而将实用矿物从矿浆中分离出来。
同时，搅拌装置的作用可以使矿浆中的矿石和药剂充分混合，提高浮选效果。
浮选机广泛应用于金属矿石、非金属矿石和希有金属等领域的选矿工艺中。
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。
浮选机矿用浮选机工作原理与结构特点
浮选机-矿用浮选机工作原理与结构特点浮选机,全称“浮游选矿机”,是选矿工艺流程中完成浮选过程的机械设备;在浮选机中,经加入药剂通过搅拌充气,达到分离矿物的目的;浮选机的结构形式很多,主要用于选别铜、锌、铅、镍、金等有色金属,也可以用于黑色金属和非金属的粗选和精选,还大量应用于工厂废水净化工业中;一、浮选机主要分为五大类：浮选机类型有气体析出式浮选机、机械搅拌式浮选机、充气搅拌式浮选机或混合式浮选机、充气式浮选机;1气体析出式浮选机气体析出式浮选机主要用于细粒矿物浮选和含油废水的脱油浮选;2机械搅拌式浮选机俗称A型机械搅拌式浮选机的矿浆的充气和搅拌都是由机械搅拌器来实现的,属于外气自吸式浮选机,充气搅拌器具有类似泵的抽吸特性,既自吸空气又自吸矿浆;其特点是：1、盖板上安装了18～20个导向叶片；2、叶轮、盖板、垂直轴、进气管、轴承、皮带轮等装配成一个整体部件；3、槽子周围装设了一圈直立的翅板,阻止矿浆产生涡流;3充气搅拌式式浮选机其特点是：1、充气量易于单独调节；2、机械搅拌器磨损小；3、选别指标较好；4、功率消耗低;5、效充气量大；6、内形成一个矿浆上升流;4充气式浮选机充气式浮选机：1、结构特点：无机械搅拌器无传动部件；2、充气特点：充气器充气,气泡大小由充气器结构调整；3、气泡与矿浆混合特点：逆流混合;用途：处理组成简单、品位较高、易选矿石的粗、扫选;浮选柱结构简单、占地面积小、维修方便、操作容易、节省动力;二、浮选机详细技术参数：以下是河南省荥阳市矿山机械制造厂,简称荥矿机器,KYF、XCF、BF浮选机的详细技术参数;KYF型浮选机XCF型浮选机SF型浮选机三、浮选机工作原理：浮选机由电动机三角带传动带动叶轮旋转,产生离心作用形成负压,一方面吸入充足的空气与矿浆混合,一方面搅拌矿浆与药物混合,同时细化泡沫,使矿物粘合泡沫之上,浮到矿浆面再形成矿化泡沫;调节闸板高度,控制液面,使有用泡沫被刮板刮出;矿浆和药剂充分混合后给入浮选机的第一室的槽底下,叶轮旋转后,在轮腔中形成负压,使得槽底下和槽中的矿浆分别由叶轮的下吸口和上吸口进入混合区,也使得空气沿导气套筒进入混合区,矿浆、空气和药剂在这里混合;在叶轮离心力的作用下,混合后的矿浆进入矿化区,空气形成气泡并被粉碎,与矿粒充分接触,形成矿化气泡,在定子和紊流板的作用下,均匀地分布于槽体截面,并且向上移动进入分离区,富集形成泡沫层,由刮泡机构排出,形成精矿泡沫;分选转环慢速旋转,当分选室进入浮场区时,此时入选物料经矿浆分配器分别给到6个分选点,弱磁性矿粒被吸在齿板上并随分选环转动;非磁性矿粒在重力与矿浆流的作用下经过齿板的缝隙,排入分选环下部的尾矿槽中;分选室转至中矿清洗位置时,少量清洗水给入,将夹杂的脉石,连生体及矿泥洗入尾矿槽中,以达到提高精矿质量的目的;当分选室转到磁场很弱的位置时精矿冲洗区,喷入压力水,将吸在齿板上的弱磁性矿粒冲入精矿槽中;随后分选室转到另一个极性相反的磁场区,分选环每转一周,其中每个分选室如此反复6次;槽底上面未被矿化的煤粒会通过循环孔和上吸口再一次混合、矿化和分离;槽底下未被叶轮吸入的部分矿浆,通过埋没在矿浆中的中矿箱进入第二室的槽底下,完成第一室的全部过程后,进入第三室,浮选机如此周而复始,矿浆通过最后一室后进入尾矿箱排出最终尾矿;四、浮选机结构特点：荥矿机器浮选机主要由承浆槽、搅拌装置、充气装置、排出矿化泡装置、电动机等组成;1、承浆槽：它有进浆口,以及调节矿浆面的闸门装置,它主要由用钢板焊成的槽体和钢板与圆钢焊成的闸门组成;2、搅拌装置：它用于搅拌矿浆,防止矿砂在槽体沉淀,它主要由皮带轮、叶轮、垂直轴等组成,叶轮是由耐磨橡胶制成的;3、充气装置：它由导管进气管组成,当叶轮旋转时,叶轮腔中产生负压,将空气通过中空的泵管吸入,并弥散在矿浆中形成气泡群,这种带有大量气泡的矿浆由叶轮的旋转力而被很快的抛向定子,进一步使矿浆中的气泡细化,及消除浮选槽中矿浆流的旋转运动,造成大量垂直上升的微泡,为浮选过程提供必要的条件;4、排除矿化气泡装置：它是将浮在槽面上的泡沫刮出,主要由电机带动减速器,减速器带动刮板组成;五、浮选机工作特点：1、浮选机吸气量大、功耗低；2、每槽兼有吸气、吸浆和浮选三重功能,自成浮选回路,不需任何辅助设备,水平配置,便于流程的变更；3、矿浆循环合理,能最大限度地减少粗砂沉淀；4、设有矿浆面的自控装置,调节方便；5、浮选机叶轮带有后倾式的上下叶片,矿用浮选机上叶片产生矿浆上循环,下叶片产生矿浆下循环;六、浮选机浮选工艺：在浮选过程中,矿物的沉浮几乎与矿物密度无关;比如黄铜矿与石英,前者密度为4.2,后者为2.68,可是重矿物的黄铜矿很容易上浮,石英反而沉在底部;经研究发现矿物的可浮性与其对水的亲和力大小有关,凡是与水亲和力大,容易被水润湿的矿物,难于附着在气泡上难浮;而与水亲和力小,不易被水润湿的矿物,容易上浮;浮选与其他选矿方法一样,要做好选别前的物料准备工作,即矿石要经过磨矿分级,达到适宜于浮选的浓度细度;此外,浮选还有以下几个基本作业：1、矿浆的调整与浮选药剂的加入其目的是要造成矿物表面性质的差别,即改变矿物表面的润湿性,调节矿物表面的选择性,使有的矿物粒子能附着于气饱, 而有的则不能附着于气泡;2、搅伴并造成大量气泡借助于浮选机的充气搅拌作用,导致矿浆中空气弥散而形成大量气泡,或促使溶于矿浆中的空气形成微饱析出;3、气泡的矿化矿粒向气泡选择性地附着,这是浮选过程中最基本的行为;浮选是以矿物被水润湿性不同为基础的选矿方法;一般把矿物易浮与难浮的性质称为矿物的可浮性;浮选就是利用矿物的可浮性的差异来分选矿物的;在现代浮选过程中,浮选药剂的应用尤其重要,因为经浮选药剂处理后,可以改变矿物的可浮性,使要浮的矿物能选择性地附着于气泡,从而达到选矿的目的;。
矿物浮选第3章浮选的基本原理(3)
强度取决于破坏水分子的有序结构，使吸附的阳离子或有机物极性基去水化
(Dehydration)所需能量。众多的实验研究表明，对于半径为R的球形粒子， 相互作用的水化排斥能为：
VHR Rh0 V
0 HR
H exp h 0
式中，V0HR为相互作用能量常数，与表面润湿性有关；h0为衰 减长度。
单宁、木质素等，由于其含有大量亲水基团，吸附有这些抑制剂
的矿物表面的水化斥力作用范围预计可以达到几十甚至上百纳米，
阻止矿粒之间的凝聚或矿粒与气泡间的粘附，从而对矿物浮选产 生抑制作用。
2 浮选中的分散与聚集 3）扩展DLVO理论
疏水力(Hydrophobic Attractive Force)—VHA
（ c）
2 浮选中的分散与聚集 1）微细矿粒的分散与聚集
2 浮选中的分散与聚集 1）微细矿粒的分散与聚集
桥联作用
高分子絮凝剂以自己的活性基团与粒子起作用，象架桥一样， 搭在两个或多个粒子上，并从而将粒子联接形成絮凝团。
絮凝剂的键合作用方式
静电键合 氢健健合 共价键合
2 浮选中的分散与聚集 1）微细矿粒的分散与聚集
子，另一个为非极性分子时，分子间的作用也主要表现为色散作用。
对于非极性分子，范德华作用的来源是瞬时偶极矩，它是原子中的电子相 对于原子核的瞬时位置偏折而产生的。瞬时偶极矩产生电场，引起周围中性 原子极化产生偶极矩，导致二者相吸，此时范德华作用就是色散作用一项。
2 浮选中的分散与聚集 2）微粒间相互作用的DLVO理论
选择性絮凝 在含有两种或多种矿物组分的悬浮液中加入絮凝剂， 由于各种矿物对絮凝剂助作用不同，絮凝剂将选择性 地吸附于某种组分的粒子表面，促使其絮凝沉降，其 余矿物仍保持稳定的分散状态，从而达到分离的目的。 矿物选择性絮凝的五个阶段 : 选择性絮凝 加药 吸附 分散 沉降分离
矿物浮选第3章浮选的基本原理(2)
铝粉
SiO2
硅酸钠和硅的有机化合物，在合 适的条件下，会析出硅的氧化物和氢 氧化物等胶体，根据胶体的表面电性， 以及铝粉表面的电性，控制适宜的反 应条件，使析出的硅胶体能够在铝粉 表面产生沉淀反应。
2 双电层结构及电位
2.3表面电性在表面科学中的应用
油田污水处理 通过中和表面电性起到使水中固体悬
-50
2
4
6
8
10
12 pH IEP 0 2
4
6
8
10
12
pH
pH
在蒸馏水中三种矿物的Zeta 电位与pH值关系图
十二烷基胺醋酸盐为捕收剂时矿物 的浮选回收率与pH的关系
2 双电层结构及电位
2.3表面电性在表面科学中的应用
纳米ZrO2粉的表面电性 ZrO2陶瓷在结构、功能、生物及涂料、远红外等多种领域的
2 双电层结构及电位
2.2 矿物颗粒表面电性与浮选行为
pH>PZC时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂吸附。 pH<PZC时，矿物表面带正电，阴离子捕构及电位
2.2 矿物颗粒表面电性与浮选行为
Zeta 电位 / mV Zeta 电位 / mV
80
一水硬铝石
60
一水硬铝石+0.2mM NaOl
广泛应用，电解质溶液及分散剂对ZrO2悬浮液电性的影响。
2 双电层结构及电位
2.3表面电性在表面科学中的应用
分散染料主要用于涤纶及其纺织品的染色（印花），随 着电子计算机技术的飞速发展。人们将纸张喷墨打印技术 应用于纺织品印花，广告喷绘，服装等 解决分散染料墨水的堵塞和储存稳定，两大关键问题 将原染料加水打浆，将分散剂，助剂混合到一起加入到 原染料浆液中，加入溶剂（或助溶剂），稳定剂。如果在 水中的固体表面带正电，则阴离子表面活性剂比阳离子表 面活性剂更易吸附。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浮选的基本原理（1）
——矿物表面润湿性与浮选
.
1
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
润湿理论
浮选是利用各种矿物表面润湿性的差异来实现的； 润湿涉及三个相，而且其中两个相为流体； 矿物表面润湿性可以通过药剂作用来调节的。
.
2
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
杨氏（Young）方程
上式中 SG ━ 固体 - 空气界面自由能; LG ━ 水 - 空气界面自由能; SL ━ 固体 - 水界面自由能。
接触角θ、润湿性cosθ、可浮性（1-cosθ）均可用于度量固体 颗粒表面的润湿性，且三者彼此之间是互相关连的。
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。
LG ━ 水 - 空气界面自由能;
SL ━ 固体 - 水界面自由能。
如果 SG + LG > SL ，则位能的降低是正值，沾湿将会发生。
.
5
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程 b 铺展
系统消失了固-气界面，新生成了固-水界面和水-气界面单 位面积上 ：
W=SG-SL-LG=- ∆G （2）
若 SG > SL + LG，水将排开空气而铺展，为了达到很好的
润湿功亦可定义为：将固-液接触自交界处拉开所需做的最小 功。显然，W SL越大，即cosθ越大，则固-液界面结合越牢， 固体表面亲水性越强。浮选中常将cosθ称为“润湿性”。
.
11
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量 润湿功与润湿性 浮选涉及的基本现象是,矿粒粘附在空气泡上并被携带上浮。矿 粒向气泡附着的过程是系统消失了固-水界面和水-气界面，新 生成了固-气界面，即为铺展润湿的逆过程。
图a表示可以被水完全润湿的固体，水滴可沿整个表面展开
，θ值近于零。
图b表示，当θ< 90°时，可被水润湿，属亲水性固体。
图c、d，当θ≥ 90°时，此固体表面不易被水润湿，属于疏
水性固体。
图e所示当θ=180°，说明此固体表面不被水润湿，是绝对疏
水的固体。
.
10
1 润湿性理论ห้องสมุดไป่ตู้
1.2固体颗粒表面润湿性的度量
.
7
1 润湿性理论
1.1 润湿现象与润湿过程
c 浸没
使每个连续阶段成为可能的必要条件是：
由阶段Ⅰ到阶段Ⅱ SG + LG > SL 由阶段Ⅱ到阶段Ⅲ SG > SL 由阶段Ⅲ到阶段Ⅳ SG > LG + SL 如果第三阶段是可能的，则其他阶段亦皆可能。因此 浸没润湿的主要条件是：
SG -SL >LG
.
14
1 润湿性理论
1.3润湿性与可浮性 改变固体间表面润湿性差异的方法
添加特定浮选药剂的方法来扩大物料间润汲性的差别。
捕收剂：主要作用是使目的矿物表面疏水、增加可浮性，使其易于向气 泡附着。 起泡剂：主要作用是促使泡沫形成，增加分选界面，与捕收剂也有联合 作用。 调整剂：主要用于调整捕收剂的作用及介质条件，其中促进目的矿物与 捕收剂作用的为活化剂；抑制非目的矿物可浮性的为抑制剂； 调整介质pH的为pH调整剂。
.
3
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
三种基本的润湿现象
(a) 沾湿； (b) 铺. 展； (c) 浸湿
4
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程 a 沾湿
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 SL = SG + LG - SL = - ∆G (1)
上式中 SG ━ 固体 - 空气界面自由能;
.
15
1 润湿性理论
1.3润湿性与可浮性
气泡矿化过程
泡沫浮选
△矿化 = SG - SL - LG ≤ 0 △矿化 = - LG（1-cosθ）≤0
气泡矿化的必要条件： (1-cosθ)>0
sinV()gr 2rLG R
沾附气泡的矿粒上浮的条件应 . 是其上浮力大于或等于下沉16力
润湿, 须使 LG和 SL降低，而不降低 SG。
.
6
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
c 浸没
系统消失了固-气界面，新生成了固-水界面，单位面 积上
W = SG - SL
（6-3）
因此，自发浸没的必要条件是 SG > SL，但这还不充 分。因为固体进入水中必需通过气-水界面，这样就 必须满足其他有关的条件。
所以浸没润湿与铺展润湿的条件相同。
.
8
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量
接触角可以标志固体表面的润湿性。如果固体表面形成 的θ角很小，则称其为亲水性表面；反之，当θ角较大，则称 其疏水性表面。θ角越大说明固体表面疏水性越强；θ角越小， 则固体表面亲水性越强。
.
9
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量
该过程体系对外所做的最大功为粘着功WSG，则 WSG = LG + SL - SG = - ∆G W SG = LG（1- cosθ） W SG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，W SG越大，即 （1-cosθ）越大，固体表面疏水性越强。
.
13
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量 粘着功与可浮性 W SG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，W SG越大， 即（1-cosθ）越大，则固-气界面结合越牢，固体表面疏水性越 强。因此，浮选中常将（1-cosθ）称为“可浮性”。
该过程体系对外所做的最大功为粘着功WSG，则
WSG = LG + SL - SG = - ∆G
W SG = LG（1- cosθ）
W SG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，W SG越大，即
（1-cosθ）越大，固体表面疏水性越强。
.
12
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量
浮选涉及的基本现象是,矿粒粘附在空气泡上并被携带上浮。矿 粒向气泡附着的过程是系统消失了固-水界面和水-气界面，新 生成了固-气界面，即为铺展润湿的逆过程。
•润湿功与润湿性 杨氏（Young）方程
SGSLLGcos
水在固体表面粘附润湿过程体系对外所能做的大功，称为润湿功W SL，亦称 为粘附功 。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 SL = SG + LG - SL = - ∆G= LG(1+ cosθ) 如果 SG + LG > SL ，则位能的降低是正值，沾湿将会发生。