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;正在发展中的液-液萃取浮选等 。油球团筛分是用油将已疏水化了的有用矿物颗粒形成选择性球团后,再行筛分 。浮选所需的气泡最早由煮沸矿浆或化学反应产生;目前常用机械搅拌以吸入空气或导入压缩空气起泡,还有减压或加压后再减压起泡以及电解起泡等 。与浮选效果有关的因素很多,除矿石性质外以浮选药剂,浮选机和浮选流程最为重要 。
浮选机
是浮选工艺的主要设备 。由单槽或多槽串联组成,浮选中矿浆的搅拌充气,气泡与矿粒的粘附,气泡上升并形成泡沫层被刮出或溢流出等过程,都在浮选槽内进行 。按搅拌和充气方式的不同,可分 5种:①机械搅拌式 。搅拌和充气都由机械搅拌器实现 。有离心叶轮、星形转子和棒形转子等类型 。搅拌器在浮选槽内高速旋转,驱动矿浆流动,在叶轮腔内产生负压而吸入空气 。②充气机械搅拌式 。除机械搅拌外,再向浮选槽中充入低压空气 。③充气式 。靠压入空气进行搅拌并产生气泡,如浮选柱和泡沫分离装置等 。④气体析出式 。用降低压力方法或先加压后降至常压的方法,使矿浆中溶解的空气析出,形成微泡 。⑤压力溶气式 。利用高压将充入的空气预溶于水,然后在常压下于浮选槽内析出,形成大量微泡 。
浮选流程
包括磨矿,分级,调浆及浮选的粗选、精选、扫选作业 。有一段磨浮流程;分段磨矿-浮选的阶段磨浮流程;精矿或中矿再磨再选流程 。浮选产出粗精矿的作业称粗选;粗精矿再选作业称精选;尾矿再选作业称扫选 。回收矿石中多种有用矿物时,不同矿物先后浮选的流程称优先浮选或选择浮选;先将有用矿物全部浮出后再行分离的流程,称混合-分离浮选 。工业生产时必须针对矿石的性质和对产品的要求,采用不同的药方和浮选流程 。
铜矿浮选 硫化铜矿物常用黄药(捕收剂),松醇油(起泡剂)和石灰(调整剂)等药剂处理后浮选,以与脉石及共生的硫化铁矿物分离 。大多采用优先浮选 。氧化铜矿一般用硫化钠活化后再加黄药浮选,或直接用脂肪酸作捕收剂浮选 。
铅锌矿浮选 采用优先浮选流程时,用硫酸锌、氰化物抑制闪锌矿,用黄药浮选方铅矿;然后用硫酸铜活化并再加黄药浮选闪锌矿 。采用混合浮选流程时,先用黄药将铅、锌矿物一并浮出;再对混合精矿用硫酸锌、氰化物抑制锌矿物,浮出铅矿物 。现在许多选矿厂采用亚硫酸及其盐类代替氰化物 。
铁矿浮选 常用油酸、塔尔油、氧化石蜡皂或石油磺酸盐为捕收剂(兼起泡剂),浮选赤铁矿、褐铁矿等矿物,称铁矿正浮洗;或用阳离子胺类捕收剂浮选石英,或用阴离子捕收剂浮选经钙离子活化的石英,称铁矿反浮选 。可用絮凝-脱泥-反浮选工艺处理细粒浸染铁矿石 。
钨、锡矿泥浮选 对含有黑钨矿或锡石的细泥,用油酸或甲苯胂酸或苯乙烯磷酸作捕收剂,用水玻璃作脉石抑制剂浮选回收 。有时还需用硝酸铅等作活化剂 。
萤石及磷灰石浮选 常用油酸或氧化石蜡皂或塔尔油作捕收剂,用水玻璃、栲胶、磺化粗菲等作脉石抑制剂进行浮选 。
煤泥和石墨浮选 一般用醇类作起泡剂,用煤油等中性油作捕收剂浮选 。
发展趋势
由于需浮选处理的矿石中的有用成分含量越来越低,浸染粒度越来越细,成分越来越复杂难选,同时,浮选领域不断扩大,包括其他选矿方法难于奏效的细泥物料的处理,老选矿厂尾矿的再处理,各种废旧金属材料的回收以及各种废料的处理、利用,以及污水的净化等 。因此必须:①继续发展新的浮选工艺和大型高效的浮选设备;②研究作用力强,选择性好,用量少,无毒或毒性小的浮选药剂;③研究浮选数学模型以及过程的自动控制,使过程最佳化,达到最好的分选效果,以提高经济效益;④进一步从矿物工艺学、化学、物理学、表面化学、流体动力学、概率统计等方面深入研究浮选机理,以指导浮选生产实践,进一步发展浮选理论体系 。
浮选药剂
浮选时使用各种药剂来调节浮选物料和浮选介质的物理化学特性,以扩大浮选物料间的疏水-亲水性(即可浮性)差别,提高浮选效率 。常用的浮选药剂分捕收剂、起泡剂和调整剂三大类 。
捕收剂 自然界中除煤、石墨、硫黄、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表面疏水,具有天然可浮性外,大多数矿物颗粒的表面是亲水的 。为改善可浮性,需添加使矿物颗粒疏水的捕收剂,即极性捕收剂和非极性捕收剂 。极性捕收剂由能与矿物颗粒表面发生作用的极性基团和起疏水作用的非极性基团两部分组成 。当这类捕收剂吸附于矿物颗粒表面时,其分子或离子呈定向排列,极性基团朝向矿物颗粒表面,非极性基团朝外形成疏水膜,使矿粒具有可浮性(图2) 。
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