浮选

浮选即泡沫浮选，是根据矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。

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。

捕收剂的分类：硫化矿捕收剂（黄药、黄药酯）、硫氮类（硫氮酯）、硫胺酯（硫逐氨基甲酸酯）、黑药类（25号黑药、丁铵黑药、胺黑药）、硫醇类（MBT）、硫脲衍生物类。

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的作用。

调整剂的作用机理：1调整剂在矿浆中的调整作用：调整剂在矿浆中的行为（排除影响浮选选择性的离子、调整矿浆中的离子组成、形成难容化合物、形成易溶但稳定的络合物）调整剂对矿物表面的基本作用（离子吸附、化学吸附、化学反应、竞争作用、分子作用、清洗表面作用、胶粒吸附）2调整剂对气泡的作用：调整剂对气泡弥散及气泡强队的影响。

微细胶粒对气泡的影响（在溶液中先形成胶粒，然后固着于液气界面。

钙离子与碱性溶液表面的负电荷相吸引，使液气界面层胶态化。

调节胶粒活化气泡的方法）3调整剂对矿粒向气泡附着的影响4抑制和活化作用机理：抑制作用机理（形成亲水性膜、封锁或改变捕收剂活化地区、将溶液中的活性离子结合成难溶化合物或稳定的络合物、将捕收剂结合成难溶化合物、改变气泡表面状态、利用某些离子促进抑制剂的吸附）活化作用机理：增加活化中心。

消除有害离子。

改善矿粒向气泡附着的状态。

起泡剂的定义：起泡剂应是异极性的有机物质，极性基亲水，非极性基亲气，使起泡剂分子在空气与水的界面上产生定向排列。

大部分起泡剂是表面活性物质，能够强烈地降低水的表面张力。

起泡剂应有适当的溶解度。

起泡剂的作用：起泡剂分子防止气泡的兼并。

起泡剂降低气泡上升速度。

起泡剂影响气泡的大小及分散状态。

主要作用是促使泡沫形成，增加分选界面，但它与捕收剂也有联合作用。

提高药效的主要措施：加速药剂配制、配制成悬浮液或乳浊液、皂化、乳化、电化学法、气溶胶法。

现代浮选过程一般包括以下作业：磨矿。

先将矿石磨细，使有用矿物与其他矿物解理。

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。

零电点：使矿物表面电位为零时的矿浆的PH值。

凝结：在某些无机盐的作用下，矿浆中的微细矿粒形成凝块的现象。

絮凝：主要是用高分子絮凝剂用过桥键作用，把微粒联结成一种松散的、网络状的聚集状态。

吸附：是液体中某种物质在相界面上发生浓集的现象。

吸附类型：分子吸附，离子吸附，交换吸附，双电层的内层吸附，双电层的外层吸附，半胶束吸附。

对浮选的意义：对探索浮选理论和指导浮选实验有重要的意义。

浮选药剂过量的危害：捕收剂过量的危害（破坏浮选过程的选择性、过量的捕收剂会给泡沫精矿进一步精选及混合精矿分离带来困难、过量的捕收剂可使某些矿物的可浮性下降）抑制剂过量的危害（抑制剂过量时，欲浮的矿物也可能与被抑制的矿物同时受到抑制，导致回收率下降）活化剂过量的危害（不仅会破坏浮选过程的选择性，而且还可能与捕收剂作用生成沉淀，消耗大量的捕收剂）起泡剂过量的危害（会造成大量粘而细的气泡，易使脉石矿物黏附在气泡上，降低精矿品位）常见硫化铜矿：黄铜矿（原生矿）、辉铜矿（次生）、斑铜矿（原次两种）、铜蓝（次生）、砷黝铜矿（原生）。

硫化铜矿浮选规律：1、凡是不含铁的矿物，如辉铜矿、铜蓝，可浮性相似，氰化物、石灰对其抑制作用较弱。

2、凡是含铁的铜矿，如黄铜矿、斑铜矿，在碱性介质中易受氰化物和石灰的抑制。

3.黄药类捕收剂阴离子，主要与阳离子Cu2+起化学吸附，所以表面含Cu2+多的矿物，与黄药作用强，辉铜矿>铜蓝>斑铜矿>黄铜矿。

4.硫化铜矿物的可浮性，还与结晶粒度，堪布粒度，原生，次生等因素的影响。

次生硫化铜矿易氧化，比原生铜矿难浮。

伴生矿硫铁矿：1.黄铁矿——石灰造成的强碱性介质中，黄铁矿表面罩盖有FeO(OH)，可浮性受抑制，氰化物+石灰为抑制剂，用硫酸降低pH进行活化。

2.磁黄铁矿：Cu2+做活化剂，抑制剂：石灰、氰化物、碳酸钠。

3用黄药可浮性：白铁矿>黄铁矿>磁黄铁矿。

铜硫矿浮选特点：1.铜硫矿分类：致密块状含铜黄铁矿（块矿）；侵染状含铜黄铁矿（侵染矿）。

2.含铜黄铁矿浮选方法：优先浮选，混合浮选。

3.铜硫分离方法：石灰法、石灰+氰化物法、加温法。

铜镍矿浮选方案：优先浮选、混合浮选。

硫化铅锌矿浮选：浮选回收的铅锌硫化矿物是方铅矿、闪锌矿。

1.方铅矿：黄药和黑药是捕收剂；白药和乙硫氮对方铅矿有选择捕收作用；在含石灰，Na2S高的介质中会抑制方铅矿；方铅矿的抑制剂：硫化钠、重铬酸盐、铬酸盐。

2.闪锌矿：硫酸锌是抑制剂，还有硫化钠、亚硫酸盐、硫代硫酸钠、二氧化硫；捕收剂：黄药。

铅锌分离方法：氰化物法、非氰化物法。

铅硫分离两种方案：抑硫浮锌、抑锌浮硫；方法——石灰法（抑硫浮锌）、加温法、二氧化硫+蒸汽加温法（抑锌浮硫）。

混合精矿脱药：机械法（多次精选、再磨、浓缩、擦洗、过滤洗涤）、化学及物理化学法（硫化钠解吸、活性炭解吸、用其他化学药剂的方法）、特殊法（加温法、焙烧法）。

氧化铜矿浮选方法：硫化后黄药浮选法、脂肪酸浮选法、特殊捕收剂法、浸出—沉淀—浮选法、离析—浮选法。

氧化铅矿浮选法：硫化后黄药浮选法、脂肪酸加中性油浮选法。

浮选的要求：1、矿物单体解离2、适宜的粒度。

磨矿细度：在磨矿中，磨矿产品中-200目的含量。

改善粗粒浮选的措施：1.调节药方，补加非极性油如苯油、煤油；合理增加捕收剂浓度，有利于浮团的形成和浮开。

2.调节充气量，增大充气量，形成较多的大气泡，有利于形成气泡和矿粒组成的浮团，将粗粒拱抬上浮，但可能导致精矿品位下降。

3.选择浮选机，对于搅拌充气式，增大搅拌强度，增大充气量，但是由于搅拌强度的增加，系统程度也随之增大，导致粗颗粒的脱落；搅拌强度较低时，矿物几乎不浮，且由于充气量不足，现在一般采用充气和搅拌系统分开，搅拌的目的是使矿石悬浮于矿浆中，充气单独可调，解决了两者之间的矛盾。

4.浮选浓度：一般希望浮选浓度高，但对于粗粒，浓度过高会导致充气量不足。

矿泥：一般指-200目的粒级，浮选中指-18微米或-10微米的细粒级。

1、矿泥的来源：a.原生矿泥：-10цm，矿石自然状态下之风化、腐蚀或地壳运动过程产生的细粒。

b.次生矿泥：在开采过程中破碎、磨矿、运输、搅拌过程中形成。

2.矿泥的危害：a.易夹杂泡沫中上浮，降低精矿质量。

b.罩盖于粗粒矿物上，妨碍粗粒浮选，使回收率降低。

c.吸收大量的浮选剂，使药耗增加。

d.增加矿浆的粘性，使浮选机充气条件变坏。

e.细粒溶解度较大，使矿浆中“难免离子”增加。

3.消除矿泥影响的措施：a.添加矿泥分散剂，如水玻璃、碳酸钠。

b.分段、分批加药，避免一次性加药被矿泥吸附，导致药剂量成倍上升。

c.采用较稀的矿浆，一方
面可以避免矿泥污染精矿泡沫，另一方面也可降低矿浆粘性。

d.脱泥，其他方法不起作用时采用，是根除矿泥影响的一种方法。

4.细粒浮选发展方向：a.选择絮凝浮选。

b.载体浮选。

c,团聚浮选（乳化浮选）。

d.微泡浮选。

e.电解浮选。

f.研究其他新工艺，如“电场浮选”，“电磁场处理”。

矿浆浓度：是指矿浆中固体（矿物）与液体（水）重量之比，常用液固比或固体含量百分数表示。

调药包括：提高药效、合理添加、混合用药（以矿物表面不均匀性和药剂间的协同效应为依据）、矿浆中药剂浓度调节与控制。

提高药效措施：加溶剂配制、皂化、乳化、电化学法、气溶胶法。

合理添加目的：保证矿浆中保持药剂的最佳浓度。

PH调节：影响矿物表面浮选性质和各种浮选药剂的作用。

泡沫的稳定性、泡沫层的厚度、泡沫的结构、产生气泡的方式、气泡的大小与数量等物理和物理化学因素均能影响浮选指标。

二次富集：沿着泡沫的高度，被浮矿物在泡沫中的含量，品位会随泡沫层高度发生变化。

矿浆加温来自两方面的要求：药剂的性质，有些药剂要在一定温度下，才能发挥其有效作用；有些特殊的工艺，要求提高矿浆温度，已达到矿物分离的目的。

白钨粗精矿精选的“彼得罗夫法”：就是在高温的矿浆中，利用水玻璃的选择解吸作用，来使白钨矿与方解石、萤石等脉石矿物分离的浮选工艺。

硫化矿加温浮选方法：石灰+蒸汽加温法、自然氧化+热水浮选法、硫化钠+蒸汽加温法、二氧化硫+蒸汽加温法、不加药剂的加温分离浮选。

软水：[Ca2+]、[Mg2+]含量1毫克当量/升为一度，硬度小于4的水为软水。

硬水软化方法：化学法、离子交换法、电磁处理、超声波处理。

浮选用水分类：软水、硬水、咸水、易溶盐的饱和溶液（用于可溶性盐类浮选）、回水。

浮选流程：矿石浮选时，矿浆流经各个作业的总称。

原则流程：只指出了处理各种矿石的原则方案，其中包括段数、循环和矿物的浮选顺序。

段数：磨矿与浮选相结合的数目。

两段流程的方案：精矿再磨、中矿再磨、尾矿再磨。

矿物的浮选顺序：优先浮选、混合浮选、部分混合浮选、等可浮、部分优先浮选。

流程表示法：机械联系图、线式流程图、流程速记法。

1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。

亲水性矿物；石英云母疏水性矿物石墨辉铜矿2接触角θ：在液体所接触的固体表面与气相的分界点处，沿液滴或气泡表面作切线，此切线在液体一方的，与固体表面的夹角为接触角。

2润湿性COSθ可浮性=1-COSθ补收系数（kθ）=(P0COSΘ-γcosθ)/γΔG=γ液气（1-cosθ）>=0 二矿物表面的不均匀性和可浮性物理不均匀性缺陷间隙离子空位半导体错位化学不均匀性交替固溶体间隙固溶体3硫化矿的氧化作用对可浮性的影响5矿物的溶解及难容离子的调节三矿物表面电性级可浮性矿物在水中受水机溶剂的作用，会发生表明媳妇及表面电离，固-液界面就分布有表面异电名的电荷，使矿物与水溶液界面形成电位差，这双层电荷交双电层1双电层起源优先解离或溶解优先吸附，与电解浓度有关典礼后吸附氢或氧离子表面总电位ψ-固体表面液溶液间的电位差四浮选中的吸附现象吸附：液体（气体）中某种物质在相界面上发生浓集的现象正吸附将某种溶质加入溶液后使溶液表面自由能降低而且表面层溶质的浓度大于溶液内容度，称为该溶质为表面活性物质，次吸附为正吸附2根据吸附特征分：分子吸附。

离子吸附，交换吸附，双电层内层吸附，双电层外层吸附3物理吸附化学吸附五分散于絮凝1微细粒级的矿粒由于质量小，表面能高，表面能高，表面电荷和笔表面积大等原因，浮选效果很差处理方法：分散脱泥，选择性絮凝2分散目的：排除颗粒之间的干扰絮凝目的：将小颗粒变成大颗粒3分类：凝结絮凝团聚
浮选机1浮选机的基本要求：（1）良好的充气作用（2）搅拌作用（3）能形成比较平稳的泡沫区（4）能连续工作及便于调节。

评价浮选机性能的技术经济标准：浮选机的处理能力、充气性能、动力消耗、操作、运转、制造和维修等性能，以及选别技术经济指标等。

基本组成：（1）槽体，它有进浆孔和排矿口，以及调节矿液表面的闸门装置（2）充气装置（3）搅拌装置（4）排出矿化泡沫装置。

1.浮选机的充气机搅拌原理矿浆充气和泡沫矿化是浮选的两个主要过程，也是评定浮选机工作效率的主要因素。

浮选中矿浆的充气程度取决于单位体积矿浆内空气的含量、气泡在矿浆中的分散程度及其在慒内分布的均匀度。

1气泡的形成：1）利用机械作用将空气粉碎形成气泡、2）空气流通过细小孔眼的多孔介质面形成气泡、3）从溶有气体的矿浆中析出气泡，有两个特点：一是直径小，分散速度高、二是气泡有选择性的优先在疏水矿物表面上析出、4）浮选机内形成气泡的其他方式，如溶喷射式浮选机和喷射旋流浮选机等新型浮选机的气泡产生方式，还有利用水的电解产生大量气泡。

(2)气泡的升浮，受矿粒负载的影响，气泡在机械搅拌式浮选机内的运动分为：充气搅拌区、分离区、泡沫区。

（3）矿浆的充气程度是指矿浆中的空气含量、气泡弥散程度和气泡在矿浆内分布的均匀性，影响因素有：浮选机的类型、充气器结构、分散气流所采用的方式、搅拌强度、浮选慒的几何形状及尺寸、矿浆浓度和起泡剂种类。

矿浆的充气程度直接影响矿化过程、浮选速度、工艺指标和浮选药剂的用量。

1）进入机械搅拌式浮选机的空气量或充气量与叶轮转速和慒子深度、充气器结构参数、矿浆浓度、2）空气在矿浆中的弥散、3）气泡在矿浆中分布的均匀性，气泡在矿浆中分布在均匀程度会影响浮选机槽体的“有效容积或长期容积”。

3.浮选机在充气搅拌过程中的动力消耗与叶轮直径、转速、叶片数目和叶片高度，槽深，吸入的矿浆量，矿浆容重等参数有关。

4.浮选机可以分为：（1）机械搅拌式：该浮选机是由叶轮或回转子的旋转使矿浆进行充气和搅拌，是最古老的，搅拌产生气泡，外气自吸、简单、配置方便、可配置浮选机在同一平面上，设备叶轮的能耗大、磨损程度大、充气量相对小（2）充气搅拌式：矿浆搅拌仅有搅拌矿浆和分散气流的作用、转速较慢、从外部压入空气；特点：1）充气量易于单独调节、2）机械搅拌器磨损小、3）选别指标好、4）功率消耗低；不足之处：流程中，中间产品的返回需要砂泵扬送，给生产管理带来一定的麻烦，此外还要有专门的送风设备。

（3）充气式结构特点：没有搅拌器、没有传动部件，矿浆的充气靠外部的压风机输入压缩空气实现（4）气体析出式：从矿浆中析出大量气泡，靠矿浆的加压，使溶液的空气产生微泡。

5.XJK型浮选机：（1）结构：吸入槽、直流槽、叶轮、中间室、进气管、给矿管、中矿返回孔、泡沫溢流
唇。

（2）工作原理：浮选机工作时，矿浆由进浆管给到盖板的中心，叶轮旋转产生的的离心力将矿浆甩出，在叶轮与盖板间形成一定的负压，外界的空气经由进气管吸入，在叶轮的强烈搅拌作用下，矿浆与空气得到充分的混合，同时气流被分割成细小的气泡，当悬浮矿粒与气泡碰撞接触时，可选的矿粒则附着于气泡，，并随气泡上升到液面而形成矿化泡沫层，再由刮板刮出作为精矿，留在槽内的矿粒将进入下一槽选别。

（3）主要特点：盖板上装设18——20个向导向叶片、叶轮与盖板导向叶之间间隙小，对浮选机的吸入气量和电耗有很大的影响、在空气筒下部，有一个调节矿浆循环的循环孔，并用闸板控制循环量。

6.机械搅拌式浮选机的改进：1）改进原有的空气搅拌器、2）研制新的空气搅拌器、3）将空气搅拌式改为充气搅拌式.药剂分类：非离子型（中性油）；阴离子型（黄药、黑药、油酸）；阳离子型（胺）。

分类（按用途分）：捕收剂、起泡、调整。

调整剂：活化剂（促进目的矿物与捕收剂作用无机物）、抑制剂（抑制非目的矿的可浮性气体有机物）、pH调整剂。

1.捕收剂：硫化矿-硫代化合物；氧化矿-烃基酸；硅酸盐-胺;非极性矿-烃油。

⑴黄药：淡黄色有刺激性气味易分解，常在碱性条件使用。

黄药的氧化：黄药烃链增长不受能力增强，常用烃链碳原子个数2-5个，对碱土金属没捕收能力。

（2）黄药应用：有色金属硫化矿（硫化铜方铅矿闪锌矿）; 浮选经硫化的有色金属氧化矿;浮选自然金属矿；浮选溶液中的贵、重金属离子。

⑶黄药脂分子中有多个非极性基而极性基中的键合原子仍未具有较高活性的硫原子，属于非离子型极性捕收剂，有高的选择性，在低pH下也颗浮选某些硫化矿。

黄药脂的应用：性质稳定，在水溶液中不电离、分解，对介质的酸碱性有适应性；对各种硫化矿捕收的作用选择性比黄药高（颗用于黄铜矿黄铁矿分离闪锌矿黄铁矿分离）；对辉钼矿有较强的捕收能力；与水溶性捕收剂混合使用可降低药耗改善选择性；黄药脂多为油状液体，在水中溶解度低，使用时长时间搅拌或加入磨机。

⑷硫氮和硫氮脂硫氮捕收性能：硫氮类的捕收性能与黄药、黑药类似，可以与重金属形成难溶化合物。

乙硫氮与黄、黑药比，捕收性能强复选速度快、药剂用量少、对黄铁矿捕收能力弱。

硫氮优于黄药：在铜铅硫化矿抑钼的时候，用硫氮作为捕收剂可获得比黄药更好的捕收效果；在含有部分氧化矿的铜铅矿石比黄药有更强的捕收效果；在高碱性条件下能够改善铅锌分离效果，可以不用氰化物抑制锌；对硫化矿粗粒连生体有较强捕收性；在酸性介质中硫氮类易分解，适用于碱性介质氧化后形成似双黄药物质，可用做捕收剂。

硫氮脂对硫化铜有较强的捕收能力，易凝固，使用时需加热。

（5）黑药类由R基分为酚黑药、胺黑药、烷基黑药；由阳离子分为酸式黑药、钠黑药、铵黑药。

黑药有起泡性，若用黑药则少用或不用起泡剂，否则跑槽。

甲酚黑药15#黑药加入P2S5为15%捕收性较25#弱，但起泡性强；25#黑药加入25%；3#黑药在25#基础上加入6%白药。

[注：甲酚黑药加入磨机中或加热使用]。

胺黑药捕收性能及有关性质：捕收性能弱于黄药，但选择性好；比黄药稳定；有一定的硫化作用；有起泡性。

硫化矿捕收剂作用机理：“化学假说”黄药与硫化矿表面发生化学反应，反应产物的溶解度积越小，反应越易发生。

“吸附假说”一派认为离子交换吸附即黄原酸离子与矿物表面的离子发生离子交换吸附，一派认为是分子吸附即黄原酸分子或离子对在矿物表面吸附。

2.非硫化矿捕收剂这类捕收剂通常在极性基中含有氧氮原子，同时非极性基分子量大。

常用的分为阴离子型和阳离子型，前者多为各种烃基含氧酸后者为有机胺类。

非硫化矿捕收剂特点;脂肪酸不易荣誉水，可现溶于有机溶剂；用乳化的方法在水中的分散度好；采用皂化反应变为脂肪酸盐，以提高水溶性；加温使分子活性增强。

随着烃链的增长，捕收性能提高，但选择性降低，越难溶于水总体捕收性能降低。

硬水对脂肪酸类、皂类捕收剂影响大，多用Na2CO3 捕收剂，以沉淀钙、镁离子。

不用石灰作为氧化矿的调整剂。

药剂难控制。

烃基磺酸是广泛使用的表面活性剂起泡性强也可用作捕收剂。

阴离子捕收剂与非硫化矿的作用机理为双垫层吸附及化学吸附 3.起泡剂起泡剂的共同结构特性：在分子中含极性基异极性基有机物质；大部分气派及是表面活性物质，能够强列降低水的表面张力；起泡剂拥有适当的溶解度，R-越大，水溶性下降。

对起泡剂的要求：用量少，能形成分布均匀、大小合适、韧性适当和黏度不打的气泡；无捕收性，对矿浆pH变化和矿浆中的各种组分有较好的适应性。

泡沫破灭的三种形式：气泡上层的水受到上浮气泡的挤压及水本身的重力作用，不断向下渗流泡壁变薄而破裂；水分子的蒸发使水膜变薄而破裂；许多气泡间形成三角形地区的抽吸力。

【泡沫破灭在浮选，反复破没，属于在富集过程，可提高选矿品位】。

三相泡沫稳定的原因：矿化层防止气泡合并及水膜流失的隔障碍；矿粒表面吸附的捕收剂与起泡剂分子互相作用增加了气泡壁的机械强度。

强起泡剂：-0.2mm气泡占整个泡沫面积70%以上；中等起泡剂50~70；弱起泡剂50%以下。

起泡剂作用：防止气泡兼并；降低气泡上升运动速度；影响气泡大小及分散状态。

【松油和松醇油、甲酚】4.调整剂【抑制剂、活化剂、pH调整剂、矿泥分散剂、凝结剂、絮凝剂】抑制剂石灰：抑制硫化铁；对方铅矿一般没抑制作用，但对表面略哟氧化的有抑制作用；用脂肪酸类捕收剂时不用石灰调酸碱性。

氰化物：有色金属硫化矿有效抑制剂；碱性环境使用；含铜离子效果差；含金银时最好不是用。

硫酸锌：闪锌矿抑制剂碱性使用；通常与氯化物、硫化钠碳酸钠配合使用；氯化物与硫酸锌配合使用抑制硫化矿递减顺序闪锌矿黄铁矿黄铜矿白铁矿斑铜矿黝铜矿铜蓝辉铜矿。

亚硫酸、亚硫酸盐、SO2：起抑制作用的是HSO3-。

重铬酸盐：方铅矿抑制剂。

硫化钠：硫化矿的抑制剂，也可活化已氧化的硫化矿；解除吸附于矿物表面的黄药。

水玻璃：非硫化矿抑制剂；矿泥分散剂。

淀粉：赤铁矿抑制剂。

纤维素含钙镁矿物。

活化剂根据化学性质可分为：各种金属离子（用黄耀做捕收剂时可与黄药形成稳定的难溶性黄原酸盐）无机酸碱（主要破坏矿物表面氧化膜，pH下降金属表面点位上升，易吸附在捕收剂表面）有机活化剂（乙烯：脉石活化剂；草酸活化被石灰抑制的黄铁矿；有机胺氧化钼活化剂）。

pH调整剂石灰由于硫化矿碳酸钠用于非硫化矿。

抑制剂作用机理：封锁或改变捕收剂活化地区；形成亲水膜；将溶液中的活性离子结合城难溶化合物或稳定的络合物；将捕收剂结合城难溶化合物是不手机离子失去与矿物表面作用机会；改变气泡表面状态；利用某些离子促进抑制剂的吸附。

活化机理：增加活化中心消除有害离子，促进捕收剂的浮选活性；改善矿粒向气泡附着的状态；溶去矿物表面阻碍捕收剂作用的抑制薄膜。