浮选

浮选

“浮选（flotation）”一词，是漂浮选矿的简称。浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，从矿石中分离有用矿物的技术方法。

简介

浮选工艺流程(图1)

浮选，漂浮选矿的简称，是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，按矿物可浮性的差异进行分选的方法。

利用矿物表面的物理化学性质差异选别矿物颗粒的过程，旧称浮游选矿，是应用最广泛的选矿方法。几乎所有的矿石都可用浮选分选。如金矿、银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿、镍黄铁矿等硫化矿物，孔雀石、白铅矿、菱锌矿、异极矿和赤铁矿、锡石、黑钨矿、钛铁矿、绿柱石、锂辉石以及稀土金属矿物、铀矿等氧化矿物的选别。石墨、硫黄、金刚石、石英、云母、长石等非金属矿物和硅酸盐矿物及萤石、磷灰石、重晶石等非金属盐类矿物和钾盐、岩盐等可溶性盐类矿物的选别。浮选的另一重要用途是降低细粒煤中的灰分和从煤中脱除细粒硫铁矿。全世界每年经浮选处理的矿石和物料有数十亿吨。大型选矿厂每天处理矿石达十万吨。浮选的生产指标和设备效率均较高，选别硫化矿石回收率在90％以上，精矿品位可接近纯矿物的理论品位。用浮选处理多金属共生矿物，如从铜、铅、锌等多金属矿矿石中可分离出铜、铅、锌和硫铁矿等多种精矿，且能得到很高的选别指标。

浮选适于处理细粒及微细粒物料，用其他选矿方法难以回收小于

10μm 的微细矿粒，也能用浮选法处理。一些专门处理极细粒的浮选技术，可回收的粒度下限更低，超细浮选和离子浮选技术能回收从胶体颗粒到呈分子、离子状态的各类物质。浮选还可选别火法冶金的中间产品，挥发物及炉渣中的有用成分，处理湿法冶金浸出渣和置换的沉淀产物，回收化工产品（如纸浆，表面活性物质等）以及废水中的无机物和有机物。

用途

浮选法广泛用于细粒嵌布的金属矿物、非金属矿产、化工原料矿物等的分选。 我国所称的选矿是源自西文的“（oredressing）选矿”，原义可进似地译作矿石调理（是冶炼前的准备工作），现今由于技术内容的扩展，西方通常使用“矿物加工（mineral processing）”一词。目前广为大众学者说接受的浮选，精确地说，应为矿物“泡沫浮选（froth flotation）”。

浮选的另一重要用途是降低细粒煤中的灰分和从煤中脱除细粒硫铁矿。全世界每年经浮选处理的矿石和物料有数十亿吨。大型选矿厂每天处理矿石达十万吨。浮选的生产指标和设备效率均较高，选别硫化矿石回收率在90％以上，精矿品位可接近纯矿物的理论品位。用浮选处理多金属共生矿物，如从铜、铅、锌等多金属矿矿石中可分离出铜、铅、锌和硫铁矿等多种精矿，且能得到很高的选别指标。 浮选适于处理细粒及微细粒物料，用其他选矿方法难以回收小于10μm的微细矿粒,也能用浮选法处理。

浮选分类

浮选按分选有价组分不同可分为正浮选与反浮选，将无用矿物(即脉石矿物)面在矿浆中作为尾矿排出的方法叫正浮选；反之叫反浮选。浮选中常用的浮选药剂有捕收剂、起泡剂、抑制剂、活化剂、pH 调整剂、分散剂、絮凝剂等。常见的浮选机有机械搅拌式、充气式、充气机械搅拌式等。

发展历史

浮选工艺流程(图2)

中国古代利用矿物表面的天然疏水性来净化朱砂、滑石等矿质药物，使矿物细粉飘浮于水面，而与下沉的脉石分开。淘洗砂金时，将羽毛蘸油粘捕亲油疏水的金、银细粒，称为鹅毛刮金，迄今仍有应用。明《天工开物》记载金银作坊回收废弃器皿和尘土中金、银粉末时“滴清油数点，伴落聚底”。就是利用表面性质的差异进行分选的方法。在古希腊和欧洲也有用油和沥青收集矿物的证据。18世纪人们已知道气体粘附固体粒子上升至水面的现象；19世纪时人们就曾用气化（煮沸矿浆）或加酸与碳酸盐矿物反应产生的气泡浮选石墨。19世纪末期，由于对金属的需求量不断增加，能用重选处理的粗粒铅、锌、铜硫化矿的资源逐渐减少，在澳大利亚、美国及一些欧洲国家开始用浮选选别细粒矿石，为冶炼提供精矿。初期应用薄膜浮选法及全油浮选法。前者是将矿石粉洒于浮选机中流动的水面上，疏水性矿物飘浮于表层被回收；后者在矿浆中拌入一定数量的矿物油，粘捕疏水亲油矿粒并浮至矿浆表面回收。到20世纪初应用泡沫浮选法，按矿粒对水中气泡亲和程度不同进行选别。1922年用氰化物抑制闪锌矿和黄铁矿，发展了优先浮选工艺，1925年使用以黄药为代表的合成浮选药剂，药剂用量由全油浮选时为矿石量的1～10％降至矿石量的万分之几，使浮选得到了重大发展，并广泛应用于工业生产。同时，浮选理论的研究也迅速发展，例如1932年美国高登著《浮选》，1933年苏联列宾捷尔著《浮选过程的物理化学》，1938年澳大利亚瓦克著《浮选原理》等。

1949年以前中国只有几座浮选厂，1949年以后建成了几百座处理各种矿石的现代浮选厂。在多金属矿石的分离浮选、复杂矿石的综合利用、铁矿石浮选以及非金属矿石与煤的浮选等领域内，均取得了成就。

浮选工艺

各种浮选工艺的理论基础大体相同，即矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选药剂作用后获得的疏水（亲气或油）特性，可在液-气或水-油界面发生聚集。目前应用最广泛的是泡沫浮选法。矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒，并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入各种浮选药剂并搅拌调和，使与矿物颗粒作用，以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选槽，搅拌充气。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出，再脱水、干燥成精矿产品。不能浮起的脉石等矿物颗粒，随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出，图1为泡沫浮选过程示意图。有时，将无用矿物颗粒浮出，有用矿物颗粒留在矿浆中，称为反浮选，如从铁矿石中浮出石英等。

浮选方法

常规泡沫浮选

常规泡沫浮选：适于选别0.5mm至5μm的矿粒，具体的粒限视矿种而定。当入选的粒度小于5μm 时需采用特殊的浮选方法。如絮凝－浮选是用絮凝剂使细粒的有用矿物絮凝成较大颗粒，脱出脉石细泥后再浮去粗粒脉石。载体浮选是用粒度适于浮选的矿粒作载体，使微细矿粒粘附于载体表面并随之上浮分选。还有用油类使细矿粒团聚进行浮选的油团聚浮选和乳化浮选；以及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等。用泡沫浮选回收水溶液中的金属离子时，先用化学方法将其沉淀或用离子交换树脂吸附，然后再浮选沉淀物或树脂颗粒。

处理呈分子、离子及胶体大小的物料，采用浮沫分离。其特点是利用某些物料的疏水性，缓慢搅拌及少量充气，使成浮沫聚集于水面上刮出。如从水中回收油脂、蛋白质、纸浆以及化工产品等。离子浮选是在能与离子发生沉淀或络合的表面活性剂的作用下，使反应生成物进入浮沫，完成分选。

无泡沫浮选

无泡沫浮选：是使浮选物料在水－气、有机液－水、水－油界面（或表面）萃取聚集后分离。例如早期使用的薄膜浮选，全油浮选；