555000a公海会员中心所以说浮选矿 浆中的液相并不单纯是水

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浮选基本概念_能源/化工_工程科技_专业资料。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

  浮选基本概念_能源/化工_工程科技_专业资料。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

  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 。 ? 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。 ? 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属矿物如铜、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。 ? 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。 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。 ? 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。 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。 ? 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。 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。 (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。555000a公海会员中心 (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。 ? (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。 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。 ? 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。 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 (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。 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; ? 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。 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。 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。 11.什么是正浮选、反浮选、优先浮选以 及混合浮选? ? 一般的浮选多将有用矿物浮入泡沫产物中,将 脉石矿物留在矿浆中,555000a公海会员中心通常称为正浮选。但有时 却将脉石矿物浮入泡沫产物中,将有用矿物留在 非泡沫产物中,这种浮选称为反浮选。 ? 如果矿石中含有二种或二种以上的有用矿物,其 浮选方法有二种:一种是将有用矿物依次地一个 一个的选出为单一的精矿,此种方法称为优先浮 选;另一种是将有用矿物共同选出为混合精矿, 随后再把混合精矿中的有用矿物一个一个地分选 开,此种方法称为混合浮选。