浮选基本概念

图61 矿物表面润湿现象
5.矿物的表面电性与可浮性有何关系?
• 矿物在溶液中，由于离子的优先吸附、优先 解离和晶格取代等作用，可以使表面带电。 矿物的表面电性对某些矿物的可浮性会产生 影响。影响较大的是那些与捕收剂以静电物 理吸附作用的氧化矿物和硅酸盐矿物，如针 铁矿、刚玉、石英等。这些矿物的表面电性 的符号与矿浆的pH值有关。使矿物表面电位 为零时的矿浆的pH值称为这种矿物的零电点。 如针铁矿的零电点为pH=6.7，刚玉的零电点 为pH=9.1，石英的零电点为pH=3.7等。
2)在适当范围内，增加浮选机叶轮转速，减低槽子 深度，使叶轮和盖扳间隙缩小等增加充气量的措 施，都可促进浮选速度。 3)尽快使矿浆通过浮选槽。串联槽要比并联槽快， 也有利提高浮选速度。 4)精选槽的大小必须适当。一般说精选槽尺寸不能 太大。精选槽子太大，使矿浆在槽中停留时过久。 不仅会使精矿泡沫贫化，并且也减低了浮选速度。 5)控制适当的矿浆浓度，可以得到最大的浮选速度。
• 相对其它选矿方法而言，浮选的分选效率是比 较高的，它能将很贫的原矿选成高品位的精矿， 从而大大扩大了矿物资源范围，使一些过去认 为不能开发的低品位矿床变成有工业价值的矿 床；浮选对于处理细粒浸染的矿石特别有效， 这就解决了许多微细矿粒中有用成分的回收问 题；浮选还可以获得高质量精矿，回收率较高。 例如钼矿的原矿品位很低只有百分之零点一左 右，但通过浮选，可以得到精矿品位45％以上； 同时浮选法的应用也使矿物资源得到充分的综 合利用。
11.什么是正浮选、反浮选、优先浮选以 及混合浮选？
• 当矿浆的pH值小于零电点时，矿物表面呈正 电，可用阴离子捕收剂进行捕收。当矿浆的 pH值大于零电点时，矿物表面呈负电，可用 阳离子捕收剂捕收。 • 必须指出，用黄药类捕收剂捕收的铜、铅、 锌等硫化矿，捕收剂与矿物的作用主要靠化 学亲和力而不是静电力，所以，矿物表面的 电性对浮选作用影响很小，甚至没有意义。 另外，一些通过化学作用力与捕收剂作用的 非硫化矿，还有一些用烃油类等分子型捕收 剂捕收的矿物，进行浮选时，也基本上不受 表面电性的影响。
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图61 浮选槽内的浮选过程 F-入料 K-泡沫精矿 T-尾矿 O-空气；· -矿粒
3.浮选在选矿生产中的意义是什么？
浮选是细粒和极细粒物料分选中应用最广、效果 最好的一种选矿方法。由于物料粒度细，粒度和密 度作用极小，重选方法难以分离；而对一些磁性或 电性差别不大的矿物，也难以用磁选或电选分离， 但根据它们的表面性质的不同， 即根据它们在水中 对水、气泡、药剂的作用不同， 通过药剂和机械调 节，可用浮选法高效分离出有用矿物和无用的脉石 矿物。浮选在各种选矿方法中占主要地位，应用范 围极广。不仅可以处理有色金wk.baidu.com矿物如铜、铅、锌、 钼、钴、钨、锑矿等，也可以处理非金属矿物如石 墨、重晶石、萤石、磷灰石、长石、滑石等。同时 还可以处理黑色金属矿物如赤铁矿、锰、钛矿等。
8.选择絮凝的过程及操作要点是什么?
• 选择絮凝是处理细粒矿物的有效措旖。它是在含 有两种或多种组分的悬浮液中加入絮凝剂，絮凝 剂选择性地吸附于某种矿物组分的矿粒表面，促 使其絮凝沉降，其余矿物组分仍保持稳定的分散 状态，从而达到分离的目的。矿物的选择絮凝可 以分为以下四个阶段：(1)使矿浆中的各种矿物组 分充分分散，互不黏附联结，为选择性絮凝创造 条件。为达此目的，往往需要向矿浆中加入分散 剂，如水玻璃等。(2)加药。根据被絮凝的目的矿 物，加入适当的絮凝剂。絮凝剂配成0.1%的稀溶 液加入，加入絮凝剂后，要使其在矿浆中充分弥 散和分布均匀。为提高其选择性，必要时要加入
• 图 60 浮选过程基本概念
在图60中，固体矿物颗粒和水构成的矿浆（矿浆通 常来自分级或浓缩作业）首先要在搅拌槽内用适当的 浮选药剂进行调和，必要时（在选煤厂）还要补加一 些清水或其他工艺的返回水 （如过滤液）调配矿浆浓 度，使之符合浮选要求。用浮选药剂调和矿浆的主要 目的是使欲浮的矿物表面增加疏水性 （捕收剂或活化 剂），或使不欲浮的矿物表面变得更加亲水，抑制它 们上浮（抑制剂），或促进气泡的形成和分散（起泡 剂）。调好的矿浆被送往浮选槽，矿浆和空气被旋转 的叶轮同时吸入浮选槽内。空气被矿浆的湍流运动粉 碎为许多气泡。起泡剂促进了微小气泡的形成和分散。 在矿浆中气泡与矿粒发生碰撞或接触，并按表面疏水 性的差异决定矿粒是否在气泡表面上发生附着。结果， 表面疏水性强的矿粒附着到气泡表面， 并被气泡携带 升浮至矿浆液面形成泡沫层，被刮出成为精矿；而表 面亲水性强的颗粒不和气泡发生粘附，仍然留在矿浆 中，最后随矿浆流排出槽外成为尾矿。
7.矿物的氧化对其可浮性有何影响?
• 矿物在堆放、运输、破碎、浮选过程中都受到 空气的氧化作用。矿物的氧化对浮选有重要影 响，特别是对金属硫化矿，影响更加显著。研 究和实践表明，对于某些硫化矿，在一定限度 内，矿物表面轻度氧化，矿物的可浮性会变好。 但过分氧化，则使可浮性下降。以方铅矿为例， 通过试验证明，新鲜的纯方铅矿(即未受氧化的) 的表面是亲水的，与黄药的作用能力很弱，但 其表面初步氧化后，与黄药的作用能力增强， 变为易浮，但如过分氧化，可浮性反而会下降。 除方铅矿外，像黄铁矿，还有铜、锌、镍等硫 化矿的可浮性也深受其表面氧化程度的影响。
4.判断矿物可浮性好坏的标准是什么？
• 常用来判断矿物可浮性好坏的标准 是矿物表面的润湿性(即亲水性和疏 水性)。如图61所示。当某种矿物表 面不易被水润湿(疏水时)，就认为这 种矿物(如石墨、硫)是易浮附或可浮 的；当另一种矿物表面被水润湿(亲 水时)，就认为这种矿物(如石英)是 难浮的或不可浮的。
6.浮选药剂在矿物表面有哪些吸附形式?
• 许多浮选药剂是以吸附的方式作用于矿物表 面的。浮选药剂在矿物表面的吸附形式有如 下几种： • (1)分子吸附，即药剂以分子的形式吸附于矿 物表面。如中性油在非极性矿物(石墨、辉 钼矿等)表面的吸附，双黄药在硫化矿表面 的吸附，某些起泡剂(如松醇油、脂肪醇等) 在气一液界面的吸附。 • (2)离子吸附，即药剂以离子的形式吸附于矿 物表面。如黄药在方铅矿表面的吸附，羧酸 类捕收剂在萤石、白钨矿表面的吸附。
• 液相的特征是： 1)水与矿浆中的固相和气相发生作用。矿石中常含 有各种可溶性盐类溶解于水中； 2)在工业用的天然水中，常含有可溶性盐； 3)在水中溶有氧、氮、二氧化碳等。所以说浮选矿 浆中的液相并不单纯是水，实质上是溶液，它对 浮选有很大影响。 • 气相的特征是： 1)空气在矿浆中呈微细弥散状的气泡，可以携带矿 粒上浮。 2)空气可以在矿浆中反复溶解和析出。 3)空气中的氧对矿物的可浮性有很大影响。
• (6)特性吸附。矿物表面对溶液中某种组分有特 殊的亲和力，因而产生的吸附。这种吸附可以不 受矿物表面电性的影响，带电离子也可以靠特性 吸附作用于带同符号电荷的矿物表面上。 • 利用这种特性吸附，可以为某些药剂在某些矿 物表面产生吸附创造条件。例如，在pH=6时， 由于刚玉表面带正电(刚玉的零电点为pH=9.1)， 不能用阳离子捕收剂胺来捕收。但刚玉表面通过 特性吸附吸附了SO4-2后，表面可以由正电改变 为负电，便可以用阳离子捕收剂胺来捕收了。
9.浮选矿浆中固相、液相、气相的特征是？
• 所谓固相就是指磨细的矿粒；液相就是指水和溶 液；气相就是指弥散的气泡。固相的特征是： • 1)矿物种类及组成形式较多：往往有好几种有用 矿物和脉石伴生在一起，就形状而言，矿粒有方 形、柱状、片状及不规则棱角状； • 2)粒度范围宽：矿粒最粗时可达0.8～1mm， 细的则在5μm以下； • 3)粒数多，表面积大：每升矿浆可达几千万粒 以至近亿粒。由于细粒数目多，所以固相的表面 积就很大；
浮 选
第一节 浮选基本概念
1.什么是浮选？
• 浮选全称浮游选矿，主要指泡沫 浮选。是根据矿物颗粒表面物理 化学性质的差异，从矿浆中借助 于气泡的浮力实现矿物分选的过 程。
2.浮选的基本过程是什么？
• 现代的泡沫浮选过程一般包括以下作业： 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； 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； 浮 选分离——矿浆在浮选机中充气浮选， 完成矿物的分选；产品处理——浮选后 的泡沫产品和尾矿产品进行脱水分离。 泡沫浮选的过程和基本概念见图60 。
10.提高浮选速度的意义及措施是什么？
• 浮选速度是指达到一定回收率(或浮选机单位生 产能力)时，所需要的浮选时间。提高回收率和 缩短浮选时间，也就是提高浮选速度。提高浮选 速度的主要措施有： • 1)合理的调整药方，特别要注意起泡剂的用量。 一般说来，稍微增加些起泡剂就会促进浮选速度。 但必须注意：过量的起泡剂会减低选择性，所以， 在精选时和捕收剂量较大的情况下，更应该注意 起泡剂的用量不要过量。
• 为了控制矿物的氧化程度以调解可浮性，采取 的措施有以下几点： (1)调节搅拌矿浆及浮选时间。实践证明，充气搅 拌的强弱与时间长短，是控制矿物表面氧化的 重要因素。短期适量充气，对一般硫化矿浮选 有利。但长期过分充气，可使某些硫化矿，如 黄铁矿、磁黄铁矿可浮性下降。 (2)调节矿浆槽和浮选机的充气量。 (3)调节矿浆的pH值。在不同的pH值范围内，矿 物的氧化速度不同，所以调节矿浆的pH值可以 调节其氧化程度。 (4)加入氧化剂(如高锰酸钾、二氧化锰、双氧水等) 或还原剂(如S02等)促使或抑制矿物表面氧化。
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图61润湿现象
决定矿物自然表面亲水或疏水，主要是矿物破碎后露出新 表面的作用力(如键能)的性质不同所决定的。矿物表面所 谓“亲水”、“疏水”之分是相对的。为了判断矿物表面 的润湿性大小，常用接触角θ来度量，如图61和图62 所示。 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，以分别代表固—水、 水—气、固—气三个界面上的界面自由能。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。可见，在不同矿物表面接触角大小是不同的，接 触角可以标志矿物表面的润湿性：如果矿物表面形成的θ 角很小，则称其为亲水性表面；反之，当!角较大，则称 其疏水性表面。亲水性与疏水性的明确界限是不存在的， 只是相对的。θ角越大说明矿物表面疏水性越强；θ角越 小，则矿物表面亲水性越强。
(3)选择絮凝。絮凝剂对目的絮凝矿物进行选择性絮凝。 在此过程中要注意以下几点：①搅拌一般是分阶段进行， 先快搅，以利药剂充分分散，然后慢搅，以利于絮凝剂 对矿物进行选择吸附絮凝；②矿浆要稀，以利于絮凝物 干净，减少粘带其他矿物；③絮团不能过大，以防止夹 带杂质。 (4)沉降分离。当絮团达到一定大小时，即进行沉降分离。 在此阶段要注意沉降速度和沉降时间：①沉降速度要慢， 以防止杂质带入沉降物中。有时为了在沉降过程中使絮 团释放出夹杂物，可以利用微弱的上升水流冲洗絮团； ②沉降时间要适当。沉降时间短，沉降的絮团较纯，但 这会影响回收率。沉降时间长，则杂质也沉降，使絮凝 矿物质量受到影响。这要根据对絮凝矿物产品的质量要 求来定。如果经一次絮凝产品达不到要求，可将得到的 絮团再分散和再絮凝。
(3)离子交换吸附，指溶液中某种离子与矿物表面 上另一种相同电荷符号的离子发生当量交换吸附 在矿物表面上。例如，当用Cu2＋活化闪锌矿时， Cu2＋从溶液中吸附于闪锌矿表面，而闪锌矿表 面的Zn2＋被交换溶解到溶液中。 (4)电性吸附，靠静电力的吸附。例如十二烷基硫 酸盐在针铁矿表面的吸附，十二胺在石英表面的 吸附。 (5)半胶束吸附。对于长烃链的捕收剂，当在溶液 中的质量分数较高时，它们的分子或离子吸附于 矿物表面后，在范德华力的作用下，非极性基会 互相缔合，这种吸附称为半胶束吸附。例如十二 胺在质量分数较高时，可在石英的表面形成半胶 束吸附。