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浮选工艺和实践 2 主要内容 4 3 1 1影响浮选的工艺因素 矿物的组成与性质 影响浮选效果的决定性因素 原矿的品位和组成 有用矿物的嵌布特征以及矿物间的共生特性等 矿浆的性质浮选矿浆的浓度 温度 粘度 pH值以及液相离子组成等 药剂制度浮选中使用药剂的种类 用量 添加地点与方式等的总称 浮选机性能浮选机的矿浆通过能力 充气程度 搅拌强度等 浮选工艺流程包括浮选原则流程和内部流程 4 2 1粒度特性的影响 浮选粒度确定 主要有两个依据 1 矿物和脉石嵌布特性所需的单体解离度 2 矿物密度确定的气泡负载能力 浮选粒度上限对于不同矿物 浮选粒度上限不同 硫化矿0 2 0 25mm 非硫化矿0 25 0 3mm 煤等非金属矿0 0 5mm 浮选粒度下限通常认为浮选粒度下限是0mm 其实 粒度过细 有用矿物细粒与脉石细粒之间容易形成异相凝聚 导致浮选过程的选择性降低 浮选效果很差 一般需采取特殊的浮选工艺 5 2 2粒度特性的影响 粗粒和微细粒矿物具有许多特殊的物理性质和物理化学性质 使得它们的浮选行为与一般粒度的矿粒有所不同 粗粒矿物颗粒在一般的工艺条件下浮选效果较差 原因是粗粒矿物较重 在矿浆中不易悬浮 与气泡碰撞的几率相对较少 与气泡附着后 因脱落力大而易于脱落 粗粒损失于尾矿 导致有用矿物回收率降低 细粒矿物在一般的工艺条件下浮选效果也比较差 其原因主要是矿泥污染 降低了浮选过程的选择性 影响精矿品位 粗粒和细粒在浮选中应采取特殊的工艺条件 6 2 3粒度特性的影响 细粒浮选困难的原因 1 从微粒与微粒的作用看 由于微粒表面能显著增加 不同矿物颗粒之间容易发生互凝 矿泥吸附在有用矿物颗粒表面 形成细泥覆盖 降低颗粒表面的疏水性 2 从微粒与介质的作用看 微粒具有大的比表面积和高表面能 因此具有较高的药剂吸附能力 吸附选择性差 表面溶解度大 使矿浆中的 难免离子 增加 质量小 容易产生机械夹带 细泥被矿化气泡包裹进入精矿 3 从微粒与气泡的作用看 由于接触效率降低 使气泡对颗粒的捕获率下降 同时产生气泡的矿泥 装甲 现象 影响气泡的运载量 7 粗粒浮选的工艺措施 改进药剂制度选用捕收性强的药剂 合理增加药剂浓度 提高矿物与气泡的附着强度 完善加药方式 如药剂乳化 气溶胶等 提高药剂与粗粒的作用效果 适当增加矿浆浓度Q一定时 增大矿浆浓度可形成较多大气泡 提高其对粗粒的承载能力 浮选机的选择与调节实践证明 机械搅拌式浮选机内矿浆的强烈湍流运动 是促使矿粒从气泡上脱落的主要原因 因此 降低矿浆运动的湍流强度是保证粗粒浮选的根本措施 1 对机械搅拌式浮选机 可降低槽深以缩短矿化气泡的升浮路程 2 在叶轮盖板上方加格筛 减缓矿浆涡流强度 保持泡沫区平稳 3 提高充气质量 使大 小气泡共存 将粗颗粒 拱台 上浮 4 选择适于浮选粗粒的浮选机 如 喷射式浮选机 8 细粒浮选的工艺措施 1 消除和防止矿泥对浮选的有害影响脱泥 根除矿泥影响的一种方法 如 分级脱泥和泥沙分选 添加矿泥分散剂 分段加药 保持矿浆中药剂的有效浓度 提高浮选过程的选择性 降低矿浆浓度 减少对矿泥的机械夹带 加强泡沫层的二次富集作用 提高精矿品位 2 采用选择性好的捕收剂 最好能与颗粒表面形成化学吸附或产生螯合作用 3 微细粒浮选新工艺选择絮凝浮选 采用絮凝剂选择性絮凝目的矿物微粒或脉石细泥 然后用浮选法分离 此法已用于细粒赤铁矿的分选 如美国帝尔登选厂 载体浮选 利用一般浮选粒级的矿粒作载体 使目的矿物罩盖在载体上浮 典型实例 用石灰石作载体 浮除高岭土中的锐钛矿杂质等 团聚浮选 乳化浮选 细粒矿物经捕收剂处理后 在中性油作用下 形成带矿的油状泡沫 现已用于选别细粒的锰矿 钛铁矿和磷灰石等 9 3 1矿浆性质的影响 3 1 1矿浆浓度矿浆浓度的表示 测定 矿浆浓度对浮选指标的影响 矿浆浓度的选择依据 3 1 2矿浆温度非硫化矿的加温浮选 硫化矿加温浮选 3 1 3矿浆液相离子组成不同浮选用水的性质和影响 10 3 3 1矿浆浓度的影响 1 矿浆浓度的表示方法 液固比 矿浆中液体与固体的质量 或体积 之比 固体百分含量 矿浆中固体质量 或体积 所占的百分数 固体含量 每升矿浆中所含固体的克数 又称克 升浓度各指标间可相互转换 11 3 3 1矿浆浓度的影响 2 矿浆浓度的测定 人工法主要有烘干法和浓度壶法烘干法 取一定量矿浆 称重 记作Gt 烘干后再次称重 记作G 按计算矿浆的百分比浓度 特点 准确 耗时长 浓度壶法 取1升矿浆 称重 记作Gt 按计算 得到矿浆的克 升浓度 特点 快速 简单 准确度不如烘干法 自动法 仪器法 超声波浓度计 放射性同位素密度计 测试技术中介绍 12 3 3 1矿浆浓度的影响 3 矿浆浓度对浮选指标的影响 回收率 矿浆浓度和回收率之间有明显的规律性 矿浆浓度很低时 浮选精矿回收率低 矿浆浓度提高 回收率也逐渐提高 并达到一最大值 超过最佳矿浆浓度后 回收率又降低 充气质量变差 精矿质量 矿浆浓度较低时 精矿质量较高 反之 精矿质量下降 药剂用量 矿浆中须保持一定的药剂浓度才能取得好的浮选效果 矿浆浓度大时 液相中的药剂浓度增加 吨矿石的药剂耗量可减少 即 提高矿浆浓度可降低药耗 浮选机处理能力 矿浆浓度增大 相同时间所处理的干矿石量增加 浮选机处理能力提高 浮选时间 矿浆浓度增加 浮选时间将延长 水电消耗 矿浆越浓 吨矿石的水电消耗越低 一般来讲 在保证精矿质量的前提下 采用较高的矿浆浓度进行浮选有利于获得好的经济效益 13 3 3 1矿浆浓度的影响 4 浮选作业适宜的矿浆浓度范围实践表明 浮选作业适宜的矿浆浓度范围 与所处理矿物的比重 矿粒的大小 浮选作业的性质 任务 以及所用浮选机的类型等有关 1 矿物的比重和粒度浮选比重大 粒度粗的矿物 宜采用较浓的矿浆 反之 浮选比重较小粒度细的矿泥时宜采用较稀的矿浆 2 浮选机类型对机械搅拌式浮选机 可采用较浓的矿浆 而压气式浮选机适合采用较低浓度的矿浆 3 浮选作业的性质和任务粗选应采用较高的矿浆浓度 以提高精矿回收率并减少药剂消耗 精选或混合精矿分离时 应采用较稀的矿浆浓度 以获得质量较高的精矿 扫选浓度受粗选影响 一般不另行控制 14 3 3 1矿浆浓度的影响 5 浮选有色金属硫化矿和煤的矿浆浓度 15 3 3 2矿浆温度 矿浆温度是影响浮选效果的主要因素之一 加温可以加速分子热运动 对浮选过程产生多方面的影响 例如 加速药剂的溶解和分散 提高药剂与矿物表面的作用速度 促使矿物表面氧化等 实践中 调节矿浆温度主要来自两个方面的要求 一是药剂的性质 有些药剂需在一定的温度条件下才能有效发挥其作用 二是有些特殊的工艺 硫化矿浮选 提高矿浆温度 促使矿物达到有效分离 16 3 3 3矿浆温度 加温浮选工艺有很多优点 但实践中注意如下一些问题 1 注意改善劳动条件矿浆加温会使厂房温度升高 水蒸气和药物分解产物如CS2等增多 劳动条件变差 2 注意机械的润滑与防腐加温会使浮选机受热 轴承润滑油易熔化流出 应采用耐高温润滑油 并注意定期对浮选机运转部位进行检查 17 3 3 4矿浆液相组成对浮选的影响 1 软水大多数江河 湖泊水都属于软水 特点是含盐量较低 0 1 含多价金属离子较少 是浮选中使用最多的水 水的硬度是表示水质的一个重要指标 有很多表达方式 国内通常以水中的Ca2 Mg2 含量来衡量 水的总硬度 mmol L1mmol L为1度 硬度小于4 称为软水 4 8 称为中硬水 8 12 称为极硬水 18 3 3 3矿浆液相组成对浮选的影响 2 硬水硬水中含有较多Ca2 Mg2 等多价金属离子 可与脂肪酸类药剂发生反应 生成难溶化合物 导致捕收剂失效 铁矿石浮选时 Ca2 Mg2 能够活化石英和硅酸盐脉石 破坏浮选过程的选择性 浮选用水须严格控制高价金属的离子浓度 硬水软化的方法 化学法 药剂软化法是加入苏打等物质使Ca2 Mg2 转为沉淀 离子交换法 将水中的Ca2 Mg2 与交换剂中可扩散的 主要是Na 离子进行交换作用 使水得到软化 该法具有广泛的适应性 可根据不同的要求 选择不同型号的交换树脂 2RNa Ca2 RCa 2Na 2RNa Mg2 RMg 2Na 物理法 电磁处理 超声波处理都可作为硬水软化的手段 19 3 3 3矿浆液相组成对浮选的影响 3 咸水海水和部分湖水属于咸水 其特点是含盐量较高 0 1 0 5 天然疏水性好的矿物 在咸水中浮选甚至可以不加任何药剂 某选煤厂浮选用水中含有下列离子 mg L Na 1789 6 Cl 2141 3 Mg2 28 4 SO42 131 6 浮选时不加药剂就可以得到很好的指标 且浮选速度比淡水还高60 铅锌矿浮选试验表明 用海水浮选对铅无影响 精矿回收率和品位均与淡水浮选时相近 对锌有一定影响 精矿回收率和品位比淡水浮选时略低 且药剂用量相对较大 咸水用于浮选对沿海矿山 咸湖地区特别有利 应指出的是 使用海水进行浮选时 应注意对设备的腐蚀 20 3 3 3矿浆液相组成对浮选的影响 4 回水 循环水 从环保和节省药剂 节约用水的角度 浮选尾矿水 又称回水 复用已成为必需 浮选尾矿水的特点是 含有较多的有机和无机药剂 组成较复杂 特别是其中含有一定数量的微细矿粒 使用时必须考虑它们对浮选的影响 回水中的浮选药剂 有时能比新鲜水高出很多倍 利用回水可节省浮选药剂 如铜镍硫浮选时 回水全部复用 捕收剂 黄药 的用量可降低23 回水中不但有剩余药剂 还有细粒的矿泥 对浮选有害 影响浮选过程的选择性 一般对回水中的固体含量有一定要求 需经过一定处理后才能复用 21 3 3 3矿浆液相组成对浮选的影响 煤泥浮选尾矿回收流程 4 回水 22 3 4调浆 矿浆准备 调浆 调浆就是把原矿配成适宜浓度的矿浆 并加入浮选药剂 搅拌混匀 以保证浮选过程正常 有效地进行 调浆过程通常在搅拌桶或矿浆准备器 矿浆预处理器中完成 2020 3 16 23 可编辑 24 3 3 4调浆 利用各种硫化矿物在充气搅拌时表面氧化程度的不同 以扩大不同矿物的可浮性差异 促进下一步分选 例如 硫化铜矿石浮选时 在加药前进行30min的充气调浆 矿浆中的黄铁矿和磁黄铁矿受到氧化 而黄铜矿仍保持其原有的可浮性 要控制充气时间 因为充气时间过长 黄铜矿也会被氧化 充气调浆 25 4 1药剂制度 浮选过程中添加药剂的种类 用量 添加顺序 地点和方式以及药剂作用时间 联合用药以及药剂用量最佳化控制与调节等 统称为药剂制度 浮选借助各种药剂的作用调节有用矿物与脉石之间表面性质的差异 调节适宜的矿浆性质等 实践表明 浮选指标很大程度上取决于药剂制度 矿物浮选中 由于添加的药剂种类较多 加上矿浆中原有的组分 之间存在的交互作用往往很复杂 且相互影响和制约 确定药剂制度时 应根据矿石特性 药剂性能 工艺要求等合理选择药剂种类 用量以及加药顺序 加药地点和加药方式 26 药剂配制 27 药剂添加 1 加药顺序浮选原矿 pH调整剂 抑制剂 捕收剂 起泡剂被抑制矿物 活化剂 捕收剂 起泡剂2 加药地点pH调整剂 抑制剂 捕收剂 难溶 球磨机活化剂 捕收剂 起泡剂 矿浆准备器 搅拌桶 捕收剂 起泡剂 20 40 浮选机3 加药方式单点加药和多点 分段 分批 加药 以下情况常采用分批加药 易被泡沫带走的药剂 如油醇 脂肪胺类捕收剂 在矿浆中易起反应的药剂 用量要求严格控制的药剂 细泥含量高时 提高选择性 28 联合用药 联合用药是将两种或两种以上的同类型或不同类型药剂按一定比例加入矿浆 提高药剂作用效果 同系列药剂的联用 如低级黄药与高级黄药共用 与溶剂 乳化剂联合使用 如煤油 柴油与乳化剂共用 阳离子与阴离子捕收剂共用 如十二胺与油酸钠 十二胺与黄药共用浮选白钨矿 氧化矿与硫化矿捕收剂共用 如氧化石蜡皂与黄药联用提高氧化铜矿泥回收率 大分子与小分子药剂联用 水溶性差的高分子聚合物与捕收剂混合制成水溶性复合物 即聚 复捕收剂 调整剂的联合使用 如硫酸锌与氰化物 苏打 亚硫酸等联合使用抑制ZnS 等 29 5 1浮选流程 浮选时矿浆流经各作业的总称 也称为浮选工艺流程 浮选流程的制定主要取决于矿石的性质和对精矿产品的质量要求等 流程表示法 1 线式流程图 这是我国目前最常用的一种流程表示法 特点是绘制简单 可表达全过程 并直接标注分选指标 等 2 机械联系图 将磨矿 分级以及浮选机 沙泵等设备绘制成简单的形象图 用带箭头的线条表示矿浆流向 并将各形象图连接起来 构成机械联系图 特点 形象化 比较复杂 用于选煤 矿 的集中控制 30 流程图示例 线式流程图机械联系图 31 流程图示例 线式流程图机械联系图 32 流程图示例 33 浮选原则流程 段数 磨矿与浮选结合的次数 一段浮选流程磨一次 浮选一次 矿石中 有用矿物往往不只一种 一次磨矿后 要分步选出几种矿物即磨一次 浮选多次 也叫一段 如果矿物的嵌布粒度较细 需进行两次以上的磨矿后 才可进行浮选 但两次磨矿之间没有浮选作业 也叫一段 一段流程适用于嵌布粒度比较均匀 粒度较粗 且不易泥化的矿石 34 循环 经过一次浮选 得到一种产品称为一个循环 一般以所选矿物的金属来命名 浮选原则流程 一段两循环 两段三循环 35 多段浮选流程磨矿与浮选多次结合 种类较多 选择时应主要考虑矿物的粒度嵌布特性和泥化趋势等 精矿再磨 有用矿物嵌布粒度较细 而它们的集合体较粗时 先粗磨 使集合体与脉石矿物分离 得到混合精矿和废弃的尾矿 二段对混合精矿进行再磨再选 这种流程在多金属矿浮选时比较常见 尾矿再磨 有用矿物嵌布不均匀 或易泥化 氧化的矿石 粗磨条件下分出一部分合格精矿 二段对含有细粒目的矿物的尾矿再磨再选 中矿再磨 一段浮选能选出部分合格精矿和尾矿 但中矿含有大量连生体时 采用中矿再磨再选 浮选原则流程 36 矿物的分选顺序根据矿物选别顺序的不同 浮选流程可分为 优先浮选流程 混和浮选流程 部分混合优先浮选流程 等可浮流程 浮选原则流程 特点 每次只浮一种矿物 先可浮性好的 后可浮性差的 37 混合浮选流程的特点是 将矿石中的几种有用矿物一同浮出 然后再对混合精矿进行分离 部分混合优先浮选流程与混合浮选流程的区别 第一次浮选是否把有用矿物全部浮上来 浮选原则流程 混合浮选流程 部分混合优先浮选流程 38 分选时不按矿物分选 而是按可浮性进行 浮选原则流程 等可浮流程 39 粗选roughing 精选cleaning 扫选scavenging原矿品位高 可浮性较差 对精矿质量要求不高时 应加强扫选以提高精矿的回收率 原矿品位低 可浮性较好 对精矿质量要求高时 应增加精选次数以提高精矿品位 辉钼矿浮选时 原矿含钼一般很低 而用户对钼精矿要求较高 Mo 30 50 一次粗选难以满足要求 精